本文選題：汶川地震 + 紫坪鋪工程�。� 參考：《成都理工大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：我國地處世界上兩條最活躍的地震帶之間,東有環(huán)太平洋地震帶,西有喜馬拉雅山一地中海地震帶,客觀上決定了我國地震較多且分布廣,近年來全球迎來地震活躍期,而頻發(fā)的地震引發(fā)了大量地質(zhì)災(zāi)害。堆積體在青藏高原周圍分布廣泛,也是人類居住區(qū)的主要場所,地震作用下庫岸堆積體破壞失穩(wěn)帶來的危害性極大。汶川地震后,學(xué)者對強震作用下巖質(zhì)斜坡的動力響應(yīng)特性關(guān)注較多,對庫岸堆積體斜坡關(guān)注較少。因此,深入開展庫岸堆積體斜坡的動力響應(yīng)及變形機理相關(guān)研究則極具基礎(chǔ)性研究意義。紫坪鋪水利樞紐工程左岸壩前堆積體距汶川地震震中17km,該堆積體埋設(shè)了長期穩(wěn)定性變形監(jiān)測設(shè)備,變形監(jiān)測歷經(jīng)了綜合整治以及汶川地震時期,積累了寶貴的第一手資料。本文以汶川地震對該壩前堆積體的影響為例,通過展開現(xiàn)場調(diào)查和變形監(jiān)測數(shù)據(jù)分析工作,對壩前堆積體的區(qū)域地質(zhì)背景、工程地質(zhì)特性、地震前失穩(wěn)模式、地震前后變形跡象進行分析;通過對鉆孔測斜儀變形位移與孔深關(guān)系曲線圖分析,對汶川地震前后壩前堆積體的穩(wěn)定性進行定性分析;引入數(shù)學(xué)統(tǒng)計分析方法,對地震前后的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行濾波處理以及多元回歸分析,探索各主要影響因子和時間序列模型的規(guī)律特征;通過振動臺模型試驗和FLAC3D數(shù)值模擬,對汶川地震作用下的壩前堆積體響應(yīng)進行研究,深入探索庫岸堆積體斜坡在不同地震參數(shù)和庫水位條件下的動力響應(yīng)及變形機理。得到以下主要成果和認識:(1)通過對汶川地震前后壩前堆積體變形監(jiān)測數(shù)據(jù)變化的對比分析,運用關(guān)聯(lián)度分析、完整性指標(biāo)和破壞性指標(biāo)、分形理論對壩前堆積體穩(wěn)定性分析。結(jié)果表明,汶川地震瞬間使壩前堆積體產(chǎn)生位移突變,地震后壩前堆積體位移變形矢量方向整體表現(xiàn)出較好的一致性。汶川地震后,壩前堆積體整體完整性有所降低,且隨監(jiān)測點高程降低而完整性降低,同時Hurst指數(shù)也反映出同樣的降低規(guī)律。(2)運用關(guān)聯(lián)度對壩前堆積體進行分析,地震前壩前堆積體處于無序排列狀態(tài),地震后則處于比較有序排列狀態(tài)。對壩前堆積體地震前后的各主要影響因子進行梳理,建立變形位移量與主要影響因子間的定量關(guān)系。運用多元回歸分析表明,汶川地震使得時間效應(yīng)和庫水位對變形位移量的影響減弱,而降雨量影響有所增強。運用時間序列分析,建立地震前后壩前堆積體變形時程變化ARIMA模型。(3)通過對壩前堆積體進行地質(zhì)模型概化,進行流固耦合下的動力數(shù)值模擬計算。結(jié)果表明,地表監(jiān)測點的最大主應(yīng)力和最小主應(yīng)力監(jiān)測點隨高程變化呈現(xiàn)一個“E”字形,PGA放大系數(shù)成“S”字形,地表監(jiān)測點的位移隨著高程的增加則表現(xiàn)出“小-大-小”;垂向上監(jiān)測點的最大主應(yīng)力和最小主應(yīng)力監(jiān)測點隨高程增加呈現(xiàn)非線性遞減關(guān)系,PGA放大系數(shù)隨高程增加則整體上表現(xiàn)出明顯的放大效應(yīng),監(jiān)測點位移隨著高程的增加則表現(xiàn)出遞增趨勢;在有庫水位工況下滑面處孔壓在地震過程中有激增的變化現(xiàn)象。(4)利用振動臺模型實驗技術(shù),在充分對比遴選相似材料、尺度、測量等研究的基礎(chǔ)上,對半庫、滿庫、空庫三種庫水工況分別開展了振動臺模型試驗。通過模型試驗,揭示了相關(guān)工況下不同類型地震波下的動力響應(yīng)規(guī)律、堆積體變形破壞跡象以及其演化機制。通過振動臺模型試驗成果得到以下結(jié)果:(1)庫岸堆積體斜坡具有明顯臨空面放大效應(yīng)和高程放大作用,其中堆積體的PGA放大系數(shù)明顯大于基巖的PGA放大系數(shù);不同頻譜下的PGA放大系數(shù)規(guī)律是基本一致,即茂縣波15Hz正弦波10Hz正弦波5Hz正弦波。在同一水平面上,越接近坡面,PGA放大效果越明顯,增大幅度也越大。(2)各監(jiān)測點PGA放大系數(shù)直觀反映了堆積體在地震作用下的響應(yīng)程度,試驗中PGA放大系數(shù)隨著震動強度增大而減小,說明堆積體的響應(yīng)程度在逐漸減弱。(5)在半庫、滿庫、空庫三種庫水工況下,庫岸堆積體斜坡的變形破壞跡象以及形成演化機制不同,其中空庫無水工況下為“拉裂-剪切”破壞機制,失穩(wěn)運動形式為推移式;而在半庫和滿庫水位工況下為“塑流-拉裂”破壞機制,失穩(wěn)運動形式為牽引式。(6)對于有庫水工況下庫岸堆積體斜坡,受地震作用的超孔隙水壓力和慣性力共同作用,孔隙水壓力在地震瞬間增加,這使得堆積層中液化程度瞬間加深,同時變形也有增加,庫水浸泡的堆積體部分首先坍塌,從而進一步導(dǎo)致滑坡失穩(wěn)破壞。對于空庫無水工況下庫岸堆積體斜坡,由于地震波對庫岸堆積體施加循環(huán)荷載,促進庫岸堆積體中的顆粒間隙發(fā)展和累積,庫岸堆積體斜坡中的軟弱夾層因瞬間震動而全面潰散,產(chǎn)生滑坡和崩塌。
[Abstract]:Based on the analysis of the influence of Wenchuan earthquake on the rock slope before and after the Wenchuan earthquake , this paper analyzes the stability of the front rockfill dam in Wenchuan earthquake . ( 2 ) The results are as follows : ( 1 ) The maximum principal stress and the minimum main stress monitoring point of the surface monitoring points show an " E " shape with increasing elevation . ( 5 ) Under the condition of reservoir water under the condition of reservoir water , there are no signs of deformation and failure of the slope of the bank , and the formation and evolution mechanism is different .

【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P642.27
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本文編號：1869865