考虑竖向地震效应的边坡地震永久位移计算方法研究

摘要

地震是引起的边坡失稳的重要原因之一，最近多次重大地震谱记录都表明震中部位的竖向加速度峰值往往也较大，可超过水平向加速度峰值的50％。随着对边坡动力稳定问题研究的深入，许多学者认为采用边坡永久位移评价边坡稳定性及边坡工程抗震设计是未来的发展趋势。因此，研究竖向地震效应对边坡永久位移的计算方法对于边坡抗震设计具有一定的指导参考意义及实际工程价值。因此本文基于极限分析上限法对边坡地震永久位移和加筋边坡应用进行了研究。主要研究内容包括:
　　(1)考虑水平与竖向地震效应下，推导出对数螺旋线型滑面下边坡屈服加速度kc和边坡永久位移详细计算公式;编写了优化程序，分析了竖向地震对永久位移的影响并表明:竖向地震对边坡永久位移不可忽略，绘制出边坡屈服加速度、位移系数以及四个典型地震加速度时程的两次积分图表;
　　(2)提出一种基于水平与竖向加速度-时程曲线的边坡地震永久位移计算方法，探讨了四个具有代表性实测典型竖向地震地面运动记录对边坡永久位移的影响，计算结果表明:不同的竖向与水平地震的叠加效应不同，竖向地震对边坡永久位移的影响不可忽略;
　　(3)分析水平向与竖向地震动的时间遇合模式对边坡永久位移的影响。结果表明:水平向与竖向地震的时间遇合模式会导致边坡永久位移增大;
　　(4)给出了非线性M-C破坏准则下、非关联流动法则下边坡地震永久位移的计算方法，算例表明:非线性参数m和岩土剪胀系数η边坡永久位移都有显著的影响;
　　(5)绘制了考虑竖向地震效应的加筋边坡部分稳定性设计计算图表;
　　(6)推导地震作用下加筋土边坡的永久位移的计算公式，并绘制屈服加速度的图表绘制方法及设计图表;

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究目的及意义

1．2 研究现状

1．2．1 边坡永久位移研究现状

1．2．2 加筋土边坡应用研究

1．3 Newmark刚塑性滑块模型

1．4 极限分析上限原理

1．5 主要研究内容和方法

第二章 考虑竖向地震效应的边坡永久位移计算

2．1 引言

2．2 基于极限分析的边坡地震永久位移的计算方法

2．2．1 基本假定及破坏模式

2．2．2 能耗计算

2．2．3 边坡在地震作用下产生的永久位移计算

2．2．4 边坡地震永久位移图表

2．2．5 验证与算例分析

2．3 基于实际水平与竖向加速度-时程曲线的边坡永久位移计算

2．3．1 计算的思路

2．3．2 计算方法和原理

2．3．3 边坡永久位移的计算

2．3．4 算例验证和分析

2．4 考虑水平与竖向地震动的时间遇合对边坡永久位移的影响

2．5 本章小结

第三章 非线性破坏准则和非关联流动法则对边坡永久位移的影响

3．1 引言

3．2 非线性破坏准则对边坡永久位移的影响

3．2．1 非线性破坏准则和切线法的基本原理

3．2．2 基于非线性破坏准则的极限分析上限法

3．2．3 非线性破坏准则对地震位移的计算

3．2．4 参数分析与对比

3．3 非关联流动准则对边坡永久位移的影响

3．3．1 基于非关联流动法则的极限分析上限法

3．3．2 非关联流动法则下边坡永久位移的计算

3．3．3 算例对比与分析

3．4 本章小结

第四章 加筋土边坡稳定性分析与永久位移计算

4．1 引言

4．2 加筋土边坡稳定性分析模型

4．2．1 破坏机构

4．2．2 能耗计算

4．2．3 加筋参数计算与稳定性分析

4．3 地震拟静力效应下加筋土边坡设计计算图表

4．4 地震效应下加筋土边坡永久位移的计算

4．5 本章小结

第五章 主要结论与创新点

5．1 主要结论

5．2 创新点

参考文献

攻读硕士学位期间的主要研究成果

致谢