双向地震作用下顺层岩质边坡稳定性研究

摘要

我国是边坡灾害多发地区，因地震引起的边坡灾害会造成巨大的损失，因此一直以来边坡的动力稳定性分析和对重大边坡工程的安全治理都是岩土工程界的重大课题。地震工程的观点认为：在岩土体中，水平地震是其毁坏的重要成分，竖向地震的影响则眇乎小哉，然而在512四川省汶川县大地震后的地质灾害调查中，许多专家却发现竖向地震对边坡和构筑物等造成了极大的破坏，是以，研究双向地震作用下顺层岩质边坡的稳定性具有非常重要的指导现实益处。
　　本文纳用数值分析方法，针对顺层岩质边坡，通过分析对比边坡在水平单向和双向地震作用下不同时刻边坡的塑性区发展、位移云图及剪应变增量及关键监测点的位移和加速度曲线，得到地震作用下顺层岩质边坡的破坏过程及规律；以曾家湾边坡工程作为背景，建立地震作用下顺层岩质边坡数值分析模型，纳用可靠性动力安全系数对该顺层岩质边坡进行稳定性分析；建立地震作用下顺层岩质边坡极限状态方程，求解边坡的失效概率时程曲线，计算临界失效概率。最后，创立顺层岩质边坡稳定评价指标，归纳出以可靠性动力安全系数和临界失效概率联合的评价地震作用下顺层岩质边坡稳定性的新思路。
　　研究表明：考虑双向地震，更能反应边坡在地震中的真实响应特征；在地震作用下，边坡破坏从坡脚前缘结构面开始发展，在结构面上主要为剪切破坏；顺层岩质边坡的位移变化主要由水平作用的地震波控制，双向地震作用下由于竖直地震波的加入，竖向地震力对顺层岩质边坡的位移具有明显放大效应；边坡的坡顶部位的震动响应较边坡底部存在明显的放大作用；纳用动力安全系数及临界失效概率综合评价顺层岩质边坡在双向地震作用下的稳定性的新方法对工程设计和施工具有指导意义。

目录

声明

1 绪 论

1.1研究背景

1.2国内外研究现状

1.3本文研究内容与思路

2 地震作用下顺层岩质边坡分析原理及方法

2.1岩土本构模型

2.2地震波滤波与基线校正方法

2.3边界条件的设置方法

2.4动力载荷施加方法

2.5阻尼设置方法

3 水平与双向地震作用下顺层岩质边坡动力响应对比分析

3.1计算模型的建立

3.2岩土体物理力学参数及监测点布置

3.3数值分析模型

3.4边坡塑性区模拟分析

3.5边坡位移云图模拟分析

3.6边坡剪应变增量模拟分析

3.7边坡监测点模拟分析

4 双向地震作用下顺层岩质边坡动力安全系数分析

4.1工程概况

4.2边坡数值模型的建立

4.3双向地震作用下边坡动应力分析

4.4滑动面单位应力求解

4.5边坡动力安全系数方程及求解

4.6可靠性动力安全系数及求解

5 双向地震作用下顺层岩质边坡可靠度分析

5.1边坡动力极限状态方程

5.2边坡失效概率时程求解

5.3临界失效概率及求解

5.4边坡稳定性评价指标建立

6 结论与展望

6.1结论

6.2展望

致谢

参考文献