滑坡防治压力型锚固系统地震动力响应分析

摘要

锚杆（索）支护结构等柔性支挡是边坡、滑坡治理的主要手段之一，在边、滑坡支护工程中发挥了重要作用，且在地震过程中亦表现出了很好的抗震性能。目前，人们在滑坡锚固方面进行了大量的工程实践，但关于地震作用下滑坡体的动力响应、锚杆（索）的作用效果以及动力响应却鲜有报道。针对这一问题，本文采用振动台模型试验与ABAQUS有限元数值模拟相结合的研究方法，以滑坡体、压力型锚固系统为研究对象，对地震作用下滑坡体、压力型锚固系统的动力响应展开研究。得出以下结论：
　　（1）在汶川波作用下，随着高度的增加，坡表、坡内各监测点的PGA放大系数均随之增大，且坡表、坡内的PGA放大系数无明显差异。
　　（2）在正弦波作用下，存在3种组合，使得PGA放大系数值较大，坡体响应明显：①低频率、中～高量级，②中频率、中量级，③高频率、低量级的激励条件下；且数值模拟的结果与试验结果基本一致，验证了试验结果的合理性。
　　（3）在不同地震作用下，滑坡体加速度的响应有明显的差异，其原因在于地震动参数的差异。建议对于同一个滑坡支护设计问题，有必要输入不同的地震力进行锚杆抗震设计。
　　（4）汶川波作用下，单根锚杆不同位置处的应变规律：在不同加速度幅值下，应变从滑面到承载体位置处，呈逐渐递增的趋势，即应变峰值出现在承载体附近。
　　同列各层锚杆应变峰值规律：随着地震强度的增加，顶层与底层锚杆的应变峰值响应较其他部位明显。
　　（5）正弦波作用下，加速度峰值对单根锚杆不同位置处的应变规律：与汶川波作用下锚杆的应变分布规律一致，即在不同加速度幅值下，从滑面到承载体位置处，应变呈逐渐递增的趋势。
　　同列各层锚杆应变峰值规律：随着加速度幅值的增大，振动频率在5Hz时，底层锚杆滑面处应变峰值较其他各层响应明显；10Hz时，顶层与底层锚杆的应变峰值响应较其他部位明显；15Hz时，顶层锚杆应变峰值响应最明显。
　　（6）振动频率对单根锚杆不同位置处的应变规律：随着振动频率的增加，加速度幅值为0.1g时，锚杆应变峰值呈递增的变化规律；0.2g时，应变峰值“先增大后减小”，在10Hz处对应的应变峰值较高；0.6g时，应变峰值整体呈下降的趋势。
　　（7）数值模拟结果分析得出，静力条件下，滑坡体位移值为0；动力条件下，随着时间的增加，位移值逐渐增大。且在相同频率、相同加速度峰值下，随着坡体高度的增加，位移值也随之增加。
　　（8）相同频率、相同峰值、不同时间长度下的正弦波对PGA放大系数的影响，结果表明：随着时间长度的增大，PGA放大系数值差别不大，即持时对PGA放大系数影响不明显。
　　（9）研究持时对位移峰值的影响，结果表明：随着时间长度的加长，位移峰值显著增大。