基于重载列车动荷载及地震动力作用下水库库岸边坡稳定性分析

摘要

水库塌岸作为一种自然地质灾害具有极强的破坏力，破坏范围极大。在外界不利因素的影响下，库岸边坡更容易出现塌落、崩塌等形式的破坏，造成不可估量的损失。因此，将库岸边坡在不同外界因素影响下的稳定性进行分析研究，对于库岸边坡的灾害防治以及库区范围内基础设施的正常运营，都具有重要的参考价值和适用性。
　　本文以前窑子水库大桥桥址区库岸边坡为工程依托，结合库区自然地理概况、地形地貌、地层岩性、水文地质条件、地质构造及地震等方面的调查，归纳出库区存在库岸边坡类型以及影响库岸边坡稳定性的外界因素。针对两类库岸边坡结构，应用各自对应的计算方法，分析在不同外界因素影响下库岸边坡的稳定性。
　　针对桥址区散粒体库岸边坡结构，分析其在地震动力及库水位升降变化影响下的稳定性。基于离散元原理，提出散粒体库岸边坡稳定性的判别依据，在拟静力原理框架下，采用 PFC2D软件分析桥址区散粒体库岸边坡在不同地震烈度等级下以及不同库水位高度条件下的稳定性差异，为类似散粒体堆积体稳定性分析提供一定的技术参考。
　　基于FLAC3D基本原理，分析重载列车动荷载作用下的连续岩质库岸边坡的稳定性，通过车桥耦合系统数值仿真技术得到道床底部位置的重载列车动荷载数据，根据动力波在混凝土构筑物中的衰减规律，确定出施加于库岸边坡的动荷载大小，进而分析连续岩质库岸边坡的稳定性。
　　结合Itasca公司提供的关于FLAC和PFC2D的耦合技术，以前窑子水库大桥桥址区存在的连续岩质库岸边坡与散粒体库岸边坡为研究对象，分析其耦合模型的动态响应，旨在为该类边坡结构的稳定性分析提供一定的技术依据与参考。

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1 绪论

1.1 本文研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 研究思路及技术路线

2 自然地质环境条件

2.1 自然地理概况

2.2 地形地貌

2.3 地层岩性

2.4 水文地质条件

2.5 地质构造及地震

3 地震动力作用下散粒体库岸边坡的稳定性分析

3.1 PFC2D基本原理[30]

3.2 PFC2D模型参数确定

3.3 散粒体库岸边坡稳定性判别依据

3.4 散粒体库岸边坡模拟分析

3.5 本章小结

4 重载列车动荷载作用下岩质库岸边坡的稳定性分析

4.1 FLAC3D原理[42]

4.2 计算模型的建立

4.3 重载列车动荷载作用下库岸边坡的稳定性分析

4.4 本章小结

5 连续岩质库岸边坡-散粒体库岸边坡耦合动态响应分析

5.1连续-颗粒单元耦合

5.2耦合边坡模型动态响应分析

5.3 本章小结

6 结论

6.1 结论

6.2 展望

6.3 创新点

参考文献

致谢