發(fā)布時(shí)間：2020-07-14 03:43

【摘要】：邊坡是具有側(cè)向臨空面的地質(zhì)體,而地震則是由于板塊間相互擠壓碰撞造成板塊邊緣或者內(nèi)部產(chǎn)生錯(cuò)動(dòng)和破裂,地殼快速釋放能量而造成振動(dòng),進(jìn)而產(chǎn)生地震波的一種自然現(xiàn)象。我國(guó)西南地區(qū)多分布著高陡邊坡,其在地震作用下和一般的土坡以及邊坡高度較低的巖質(zhì)邊坡動(dòng)態(tài)響應(yīng)不同,所以對(duì)于西南地區(qū)高陡巖質(zhì)邊坡的動(dòng)態(tài)響應(yīng)規(guī)律的研究具有很高的科學(xué)意義。本文利用ABAQUS軟件,通過有限元和無限元耦合方法對(duì)均質(zhì)高陡邊坡和高陡順層巖質(zhì)邊坡兩種類型邊坡進(jìn)行了數(shù)值分析,研究不同參數(shù)條件下的高陡邊坡動(dòng)態(tài)響應(yīng)規(guī)律。(1)本文從影響均質(zhì)高陡邊坡動(dòng)態(tài)響應(yīng)規(guī)律的所有因素中選擇具有代表性的邊坡幾何參數(shù)(坡高、坡度和坡形)、力學(xué)參數(shù)(彈性模量、泊松比、粘聚力和內(nèi)摩擦角)和地震波參數(shù)(振幅、周期、持時(shí)和av/ah)這十一個(gè)因素進(jìn)行研究,對(duì)于每個(gè)因素選擇間隔相同的不同參數(shù),研究其對(duì)于坡面水平和豎直加速度峰值及其放大系數(shù)與坡高之間的變化關(guān)系。最終發(fā)現(xiàn):1.坡腳、坡肩等特殊位置的加速度峰值及其放大系數(shù)的變化規(guī)律,不同av/ah條件下,坡腳位置往往出現(xiàn)較大的水平和豎直加速度峰值;2.同一參數(shù)下,水平和豎直加速度大小關(guān)系交替位置的動(dòng)態(tài)響應(yīng)規(guī)律,內(nèi)摩擦角改變水平和豎直加速度峰值大小關(guān)系分界點(diǎn)位置,但分界位置依然保持在邊坡中點(diǎn)附近;3.坡面水平和豎直加速度峰值最大值所在位置的動(dòng)態(tài)響應(yīng)規(guī)律,往往出現(xiàn)在坡腳、邊坡中點(diǎn)以及坡肩這些特殊位置附近,水平和豎直加速度峰值最大值隨著粘聚力的增加而減小;4.同一坡高下,水平和豎直加速度峰值及其放大系數(shù)隨參數(shù)所對(duì)應(yīng)條件的變化而表現(xiàn)出的數(shù)值大小關(guān)系動(dòng)態(tài)響應(yīng)規(guī)律,比如持時(shí)影響下,在坡高相同的位置,坡面水平和豎直加速度峰值及其放大系數(shù)幾乎相等。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了豎直加速度峰值及其放大系數(shù)與坡高之間的關(guān)系比水平方向要簡(jiǎn)單,豎直加速度峰值及其放大系數(shù)在坡面上多呈“v”形分布,但水平方向上的加速度峰值及其放大系數(shù)的變化規(guī)律非常多樣。(2)本文選擇具有代表性的高陡順層巖質(zhì)單面坡、高陡順層巖質(zhì)雙面坡、高陡順層巖質(zhì)單面坡多層結(jié)構(gòu)、含軟弱夾層的高陡順層巖質(zhì)邊坡四種類型進(jìn)行研究,分別對(duì)其在粘聚力、內(nèi)摩擦角和av/ah三種類型不同參數(shù)條件下的坡面水平和豎直位移與坡高之間的關(guān)系進(jìn)行了分析。特別是對(duì)高陡順層巖質(zhì)單面坡多層結(jié)構(gòu)部分考慮了結(jié)構(gòu)面位置不同對(duì)其動(dòng)態(tài)響應(yīng)規(guī)律的影響,而含軟弱夾層的高陡順層巖質(zhì)邊坡則考慮了厚度對(duì)其動(dòng)態(tài)響應(yīng)規(guī)律的研究。最終發(fā)現(xiàn)在結(jié)構(gòu)面出露位置附近往往出現(xiàn)水平和豎直位移“突增”現(xiàn)象,在結(jié)構(gòu)面出露位置以下位移幾乎為0m,在結(jié)構(gòu)面出露位置以上位移將不再大幅度變化。同時(shí)也關(guān)注到坡腳的特殊性,在高陡順層巖質(zhì)雙面坡中,坡腳會(huì)出現(xiàn)水平右移和豎向沉降;在含軟弱夾層的高陡順層巖質(zhì)邊坡,坡腳只會(huì)出現(xiàn)豎向沉降。而且粘聚力和內(nèi)摩擦角對(duì)于四種類型邊坡的影響大同小異,只是在高陡順層巖質(zhì)單面坡的結(jié)構(gòu)面出露位置附近出現(xiàn)不隨內(nèi)摩擦角的減小而增加,但是在高陡順層巖質(zhì)雙面坡方面,粘聚力的改變會(huì)造成c=0.4MPa與c=0.6MPa和0.8MPa所對(duì)應(yīng)的位移曲線具有較大的差異性。(3)對(duì)于高陡順層巖質(zhì)邊坡在粘聚力和內(nèi)摩擦角不同的各個(gè)參數(shù)下結(jié)構(gòu)面所在平面的安全系數(shù)和水平地震影響系數(shù)的研究發(fā)現(xiàn)安全系數(shù)都會(huì)隨著粘聚力或者內(nèi)摩擦角的增加而不斷增加,但是水平地震影響系數(shù)則隨著內(nèi)摩擦角的增加而不斷下降,除了高陡順層巖質(zhì)雙面坡所對(duì)應(yīng)的水平地震影響系數(shù)是隨著粘聚力的增加而先減小后增加外,其他三種類型的高陡順層巖質(zhì)邊坡所對(duì)應(yīng)的水平地震影響系數(shù)會(huì)隨著粘聚力的增加而不斷增加。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TU45

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