本文關(guān)鍵詞：地震—降雨作用下的罐灘滑坡破壞數(shù)值模擬研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：2008年5月12日汶川地震的發(fā)生引發(fā)了無數(shù)的地質(zhì)災(zāi)害,罐灘滑坡是汶川大地震誘發(fā)的次生滑坡災(zāi)害,位于四川省綿陽市安縣雎水鎮(zhèn),在汶川地震作用下斜坡并沒有產(chǎn)生滑坡,而是在震后強(qiáng)降雨的影響之下,當(dāng)天晚上22:00~23:00期間,斜坡失穩(wěn)破壞,造成人員傷亡及財產(chǎn)損失,因此對其破壞機(jī)理研究具有十分重要的意義。對滑坡破壞機(jī)制的研究主要可以分為模型試驗(yàn)研究及數(shù)值模擬研究等。其中模型試驗(yàn)主要是通過合理比例對滑坡進(jìn)行縮小模擬,這種方法通過實(shí)體實(shí)驗(yàn)取得相關(guān)參數(shù),具有較高的可信度。但該方法通常耗時長,試驗(yàn)精度要求高,財力物力消耗大等特點(diǎn)。數(shù)值模擬研究是基于理論和計算機(jī)技術(shù)發(fā)展的分析方法。通過一定的有限元數(shù)值模擬軟件、離散元或編程等方法,對實(shí)際工程情況進(jìn)行模擬研究,建立數(shù)值模型。模型通過對實(shí)際工程情況進(jìn)行分析,進(jìn)而得到數(shù)值模型中物理力學(xué)參數(shù)及邊界條件等的取值。通過數(shù)值計算得到模擬結(jié)果從而分析工程破壞的機(jī)制。近年來,顆粒流軟件計算模型模擬的方法成為對地質(zhì)災(zāi)害破壞機(jī)制定性研究的主要方法之一,本文第二章對顆粒流基本原理進(jìn)行了介紹,并介紹了顆粒流程序的求解步驟,第三章介紹了研究區(qū)工程地質(zhì)條件及罐灘滑坡基本特征,第四章利用PFC軟件建立巖石單軸、雙軸試驗(yàn)并給顆粒附不同的細(xì)觀參數(shù)求解得到相應(yīng)的宏觀參數(shù),從而利用這種關(guān)系對模型的細(xì)觀參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定,使得顆粒的細(xì)觀參數(shù)可以較為真實(shí)的模擬模型破壞過程,再根據(jù)PFC模型模擬的一般規(guī)律建立了滑坡模型,加入兩條節(jié)理,分別位于滑坡破壞的后緣拉裂區(qū)和巖層分界區(qū)。第五章介紹了地震波由加速度轉(zhuǎn)化為力,通過給位于邊界上的顆粒施加地震力來把地震波傳入到整個模型當(dāng)中;觀察地震作用下滑坡的破壞過程,包括顆粒的速度、位移整體分布情況,斜坡中的水平應(yīng)力,豎直應(yīng)力和剪應(yīng)力的變化。第六章引入GEO-Studio軟件中的SEEP模塊計算降雨作用下斜坡模型的滲水情況,以劃分網(wǎng)格的方式提取滲流力加入到PFC模型當(dāng)中進(jìn)行迭代計算直至滑移面完全貫通,發(fā)生滑坡破壞。本文對罐灘滑坡在地震-降雨作用下的破壞過程進(jìn)行了定性的研究。結(jié)論如下:(1)罐灘滑坡在地震作用下的破壞主要是由下部泥巖的較大變形以及坡表發(fā)育的節(jié)理引發(fā)的;(2)在地震作用下斜坡的破壞過程如下:首先是泥巖在地震力的作用下發(fā)生較大變形,在坡頂出產(chǎn)生較大拉裂縫,隨后由于節(jié)理面間的連接較弱,裂縫開始發(fā)展;隨著地震的不斷進(jìn)行,先后在節(jié)理面的下部和上部產(chǎn)生兩條拉裂縫,并且不斷加深張開,斜坡上部裂隙與地表連通;(3)地震作用下,位移由坡頂及坡腳位移量依次增大;也正是由于位移的不同導(dǎo)致了拉裂隙的形成;(4)水力作用對震后模型的作用隨時間的增加不斷增大。在地震作用后斜坡滑動面并未完全貫通,因此滑坡破壞并未發(fā)生;而加入降雨作用的數(shù)值模擬結(jié)果顯示滑坡塑性區(qū)完全貫通,滑坡發(fā)生破壞。
【關(guān)鍵詞】：罐灘滑坡 地震 離散元 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P642.22
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 選題背景及意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-17
• 1.2.1 罐灘滑坡的研究現(xiàn)狀12
• 1.2.2 滑坡研究手段的研究現(xiàn)狀12-16
• 1.2.3 地震作用下滑坡的研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 主要研究內(nèi)容及技術(shù)路線17-19
• 第2章 顆粒流程序（PFC）基本原理19-29
• 2.1 概述19
• 2.2 顆粒流程序基本原理19-21
• 2.2.1 基本單元19
• 2.2.2 基本假設(shè)19-20
• 2.2.3 基本特點(diǎn)20
• 2.2.4 應(yīng)用領(lǐng)域20-21
• 2.3 顆粒流程序的計算原理21-23
• 2.3.1 力和位移關(guān)系—物理方程21-23
• 2.3.2 牛頓運(yùn)動定律—運(yùn)動定律23
• 2.4 顆粒流程序的接觸模型23-26
• 2.4.1 空模型24
• 2.4.2 線性接觸模型24
• 2.4.3 線性接觸粘結(jié)模型24-25
• 2.4.4 線性平行粘結(jié)模型25
• 2.4.5 Hertze接觸模型25-26
• 2.4.6 Hysteretic接觸模型26
• 2.4.7 光滑節(jié)理模型26
• 2.4.8 平整節(jié)理模型26
• 2.5 顆粒流程序的求解步驟26-27
• 2.6 本章小結(jié)27-29
• 第3章 研究區(qū)工程地質(zhì)條件及罐灘滑坡基本特征29-39
• 3.1 研究區(qū)工程地質(zhì)條件29-36
• 3.1.1 自然地理?xiàng)l件29-31
• 3.1.2 地形地貌31-32
• 3.1.3 地層巖性32-34
• 3.1.4 水文地質(zhì)條件34-35
• 3.1.5 地質(zhì)構(gòu)造及地震35-36
• 3.2 滑坡基本特征36-38
• 3.3 本章小結(jié)38-39
• 第4章 PFC滑坡模型的建立及細(xì)觀參數(shù)的標(biāo)定39-50
• 4.1 罐灘斜坡PFC2D模型建立39-40
• 4.1.1 斜坡模型尺寸選取39
• 4.1.2 斜坡初始模型的建立39-40
• 4.1.3 斜坡模型接觸類型的選擇40
• 4.1.4 模型的平衡40
• 4.2 接觸模型細(xì)觀參數(shù)的標(biāo)定40-46
• 4.2.1 線性平行粘結(jié)模型細(xì)觀參數(shù)標(biāo)定結(jié)果41-45
• 4.2.2 光滑節(jié)理接觸模型細(xì)觀參數(shù)標(biāo)定結(jié)果45-46
• 4.3 細(xì)觀參數(shù)的校核46-48
• 4.3.1 平行粘結(jié)有效模量校核彈性模量46-47
• 4.3.2 其他參數(shù)校核巖體強(qiáng)度參數(shù)47-48
• 4.4 本章小結(jié)48-50
• 第5章 地震-降雨作用下罐灘滑坡的特征50-64
• 5.1 地震波的選取50-51
• 5.2 地震波的加載51-53
• 5.3 地震作用下斜坡的變形破壞過程53-58
• 5.3.1 地震作用下斜坡發(fā)展過程53-58
• 5.4 降雨作用下罐灘滑坡的破壞特征58-62
• 5.4.1 幾何模型58-59
• 5.4.2 滲流水頭的確定59-60
• 5.4.3 計算分析60-62
• 5.4.4 滲流對滑坡穩(wěn)定性的影響62
• 5.5 本章小結(jié)62-64
• 第6章 結(jié)論與展望64-65
• 6.1 結(jié)論64
• 6.2 展望64-65
• 參考文獻(xiàn)65-70
• 個人簡介及攻讀碩士期間發(fā)表的論文70-71
• 致謝71

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：320195