地震作用下反倾斜坡变形的主控因素影响规律及敏感性分析

摘要

长时间以来，在高频、高烈度地区，震裂山体会经历若干次不同程度的地震考验，由地震造成的山体滑坡和崩塌给区域内的生态、人文、经济带来了无法估量的损失。一般而言，同区域内的山体具有近似的工程地质赋存环境（地层岩性、地质构造和水文地质等）。此外，造成山体震裂损伤的地震动的能量冲击模式也是近乎一致的。然而，实际情况中，高频地震区内，受历次地震作用考验的山体并非都会发生滑塌和失稳。通过对斜坡赋存的工程地质条件的分析，之所以会造就斜坡不同的地震承灾能力，其原因应该主要归咎于其结构要素的差异以及结构要素和各期地震间地震动力特性要素相互影响的结果。
　　反倾坡在前期大量的变形累积下往往表现为长期持续的变形，而其失稳前期的征兆并不明显，因此相较于顺向坡隐患更大。但是一旦失稳通常伴随着即时破坏、深部贯通和垮塌规模庞大等特点。反倾坡在地震作用下，无疑会被加速坡体变形的生命周期。
　　然而，现阶段针对反倾坡在地震作用下的变形研究成果甚少，对于高频、高烈度区的监测布设和监测预警阀值缺乏依据提供支撑。因此，对于此类斜坡的变形以及对应的变形主控影响因素有必要着重开展进一步的研究。
　　本文针对反倾坡在地震作用下的变形，从多个维度对其展开研究:
　　首先，从变形的主控影响因素入手，通过大量案例的总结，归纳出了反倾坡在地震作用下变形的主控因素分类以及各个因素水平分布的最佳取值范围;其次，由变形的影响规律入手，通过数值模拟的试验成果，分别从地震作用下的斜坡空间位置的变形响应、地震作用下的主控因素的影响以及重力状态下的结构要素影响三个维度依次探讨各个切入点对于斜坡的变形影响规律进行总结;同时，从反倾坡在地震作用下的主控因素的变形敏感性入手，通过正交试验设计、通径分析结合数值模拟的手段，研究各个主控因子以及交互因子对坡体变形的影响敏感程度;最后，以石大关梯子槽斜坡作为研究区,通过数值模拟和监测资料反演的手段，验证前述的主控因素影响规律以及因子的变形敏感性，并进一步的以此为依据提出地震高烈度、高频区域的反倾斜坡的变形监测重点布控建议。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 选题依据和研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 反倾斜坡在地震作用下的变形影响因素研究现状

1．2．2 反倾斜坡在地震作用下的影响因素敏感性分析研究现状

1．3 研究内容及技术路线

1．3．1 研究内容及拟解决问题

1．3．2 技术路线

1．3．3 创新点

第2章 反倾斜坡在地震作用下的变形影响因素

2．1 斜坡在地震作用下变形的影响因素及分类

2．1．1 斜坡变形的影响因素

2．1．2 影响因素的分类

2．2 地震作用下影响反倾斜坡变形的主控因素确定

2．3 主控因素的最佳取值范围

2．3．1 动力主控因素的最佳取值范围

2．3．2 结构主控因素的最佳取值范围

2．3．3 主控影响因素的研究水平确定

2．4 章节小结

第3章 反倾坡在地震作用下的变形主控因素影响规律研究

3．1 动力作用下岩石振动损伤对坡体变形的影响研究

3．1．1 岩石动力三轴强度力学试验

3．1．2 动力作用下岩石的力学参数取值

3．1．3 岩石的振动损伤分析

3．2 反倾斜坡在地震作用下的变形数值模拟分析

3．2．1 基本模型及模拟试验方案

3．2．2 构建模型的条件筛选和应力时程方程的转化

3．3 重力状态下结构要素对反倾坡体变形的影响规律

3．4 地震作用下的斜坡空间位置的变形响应规律

3．5 地震作用下主控因素对坡体变形的一般性影响规律

3．6 章节小结

第4章 地震作用下反倾坡变形影响因素的敏感性研究

4．1 斜坡变形敏感性的量化方法的优化研究

4．1．1 正交试验理论和通径分析理论概述

4．1．2 斜坡变形的敏感性量化分析的优化研究

4．2 变形指标组的筛选及通径系数计算

4．2．1 变形指标组的筛选

4．2．2 通径系数的计算

4．3 因子的综合敏感性分析(简单相关系数分析)

4．4 主控因素的敏感性分析(直接通径系数分析)

4．5 交互因子的敏感性分析(间接通径系数分析)

4．6 通径系数横向对比的敏感分析

4．7 影响因子的优势组分析

4．8 章节小结

第5章 地震作用下梯子槽反倾斜坡变形规律及敏感性分析

5．1 工程地质概况

5．1．1 研究区自然地理条件

5．1．2 研究区地质环境条件

5．1．3 梯子槽反倾斜坡的坡体变形破坏迹象

5．1．4 梯子槽斜坡的岩层产出状态及下伏基岩的倾倒机制分析

5．2 现场监测成果分析

5．2．1 现场监测手段

5．2．2 现场监测的一般成果及分析

5．3 梯子槽反倾斜坡在动力作用下的变形规律及敏感性分析

5．3．1 梯子槽反倾斜坡的数值模拟分析

5．3．2 梯子槽反倾斜坡在动力作用下的监测分析

5．4 反倾斜坡的变形监测布控建议

5．4．1 基于动力主控因素的变形监测布控建议

5．4．2 基于结构主控因素的变形监测布控建议

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果