發(fā)布時間：2020-05-31 17:47

【摘要】：實際邊坡動力穩(wěn)定性受地震豎向與水平方向效應(yīng)共同作用,傳統(tǒng)邊坡地震永久位移計算方法較少考慮豎向地震波影響,采用實際地震的豎向與水平方向加速度時程曲線共同效應(yīng)更符合工程實際。基于極限分析上限法和Newmark剛塑性滑塊模型,提出一種基于實際水平向與豎向地震加速度時程曲線的邊坡永久位移計算改進方法,以3個工程邊坡為例,探討了兩組具有代表性實測典型水平和豎向地震地面運動記錄對邊坡地震永久位移計算的影響。研究結(jié)果表明:不考慮豎向地震加速度時程曲線時,本文方法可蛻化為與前人方法兼容;不同地震波的豎向與水平地震動時程曲線的疊加效應(yīng)不同,豎向地震對邊坡永久位移的影響不可忽略。
【圖文】：

ｖ（ｉ）、ｋｈ（ｉ））所對應(yīng)的Ｆｓ（ｉ），首先找到第一個ｋｖ（ｊ）、ｋｈ（ｊ）使邊坡失穩(wěn)的時間點，此瞬時時刻即Ｆｓ（ｊ）≤１．０。同樣優(yōu)化求解并記錄上一瞬時時刻（ｊ－１）邊坡的安全系數(shù)Ｆｓ（ｊ－１）（Ｆｓ（ｊ－１）＞１．０）。假定邊坡安全系數(shù)在兩個瞬時時刻ｔ（ｊ－１）與ｔ（ｊ）之間線性變化，通過簡單的線性插值法求出邊坡開始滑動（Ｆｓ＝１．０）的時刻（ｔ（ｊ－１）＋Δ），如圖２所示，其中Δ由三角形的相似原理求得。Δ＝ｄｔ－１－Ｆｓ（ｊ）Ｆｓ（ｊ－１）－Ｆｓ（ｊ）ｄｔ（１２）式中：ｄｔ為加速度時程的時間步長取值。圖２確定邊坡處于臨界滑動時刻的安全系數(shù)示意圖Ｆｉｇ．２Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｔｉｍｅｔｈａｔｓｌｏｐｂｅｇｉｎｓｔｏｓｌｉｄｅ由于假定地震加速度ｋｖ、ｋｈ在ｄｔ內(nèi)為線性變化，，故可依據(jù)第ｔ（ｊ－１）時刻的地震加速度（ｋｖ（ｊ－１）、ｋｈ（ｊ－１））和第ｔ（ｊ）時刻地震加速度（ｋｖ（ｊ）、ｋｈ（ｊ））求出第（ｔ（ｊ－１）＋Δ）時刻（邊坡的臨界極限平衡狀態(tài)）的地震加速度（ｋｖ（ｊ－１＋△）、ｋｈ（ｊ－１＋Δ））。并將（ｋｖ（ｊ－１＋Δ）、ｋｈ（ｊ－１＋Δ））帶入式（９），采用上述２．２．２節(jié)中的序列二次優(yōu)化法對函數(shù)ｆ（θ０，θｈ）進行了優(yōu)化求解，校核邊坡最小安全系數(shù)是否為Ｆｓ（ｊ－１＋Δ）≈１．０（實

以后，對給定的水平和豎向加速度時程曲線中大于水平和豎向臨界屈服加速度的部分進行二次積分，便可得到滑塊ＡＢＣ的累計轉(zhuǎn)動滑移量，則邊坡坡腳的水平永久位移為ｕｘ＝ｒｈｓｉｎθｈ∫ｔ∫ｔθ彖ｄｔｄｔ（１５）３算例與參數(shù)分析３．１算例分析僅輸入Ｎｏｒｔｈｒｉｄｇｅ的水平地震波（圖７（ａ））采用Ｙｏｕ等［４］分析算例進行對比分析。本文方法得到的邊坡永久位移為４．２０ｃｍ，與原文計算結(jié)果４．２０ｃｍ一致，速度和位移時程曲線分別如圖３和圖４所示。同時，本文方法獲得的邊坡臨界滑裂面幾何參數(shù)和安全系數(shù)（θ０，θｈ，Ｆｓ）為（５３．３２２，９８．８４８，０．９９９），與采用Ｙｏｕ等［４］所提方法進行重新編程運算所得的分析結(jié)果（θ０，θｈ，Ｆｓ）＝（５３．３５６，９８．８０７，１．０）吻合，表明當(dāng)只考慮水平向加速度時，本文方法蛻化為與前人方法兼容。圖３臨界失穩(wěn)狀態(tài)下滑塊角速度時程曲線Ｆｉｇ．３Ｓｌｏｐａｎｇｕｌａｒｖｅｌｏｃｉｔｙ－ｔｉｍｅ圖４地震影響效應(yīng)下邊坡永久位移時程曲線Ｆｉｇ．４Ｓｌｏｐｐｅｒｍａｎｅｎｔｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ－ｔｉｍｅ３．２豎向地震效應(yīng)的影響分析同時輸入Ｎｏｒｔｈｒｉｄｇｅ（１９９４）的水平和豎向地震波（圖７（ａ）），其豎向加速度峰值為１５５．９８ｃｍ／ｓ２，時間步長取值為０．０２。采用本文方法計算所得的邊坡角速度和位移時程圖如圖５和圖６所示。邊坡永久位移計算結(jié)果為４．４８ｃｍ，比只考慮水平地震效應(yīng)的永久位移計算結(jié)果略有增大


本文編號：2690230