高烈度区水电工程岩石高边坡三维地震动力响应分析

基于动力响应时程分析Wilson-θ法的原理和应用条件，结合西部某高坝岩石高边坡工程实例，建立三维高边坡地震动力分析模型。应用动力有限元法，研究岩石高边坡的动态特征，分析高边坡不同部位对地震加速度响应、位移响应及其应力响应特点。最后，探讨地震作用下，由于边坡形状和结构的差异，不同时刻高边坡的不同部位对地震响应的加速度值、位移值和应力值有明显不同，其中边坡中部的加速度有明显放大现象，边坡的中上部对地震响应最为敏感，地震时容易激发而破坏。研究表明，用时程分析法计算边坡地震作用下的动力响应结果能够较真实的反映出岩石高边坡的动态特征以及地震对高边坡的扰动作用。     

岩石边坡随机地震响应及动力可靠度分析

地震动是个动态随机过程,而传统岩石边坡地震可靠性分析往往基于拟静力法,忽略了地震的随机性。现有基于数值分析软件的地震响应功率谱法虽可考虑地震随机特征,却相对费时费力。提出一种岩石边坡随机地震响应及动力可靠度分析方法。首先,运用虚拟激励法建立了岩石边坡随机地震响应的快速计算方法。根据响应计算结果,基于首次穿越破坏准则建立了岩石边坡动力可靠度计算方法。算例分析表明,本文随机地震响应快速计算方法简便可行,且具有较高的计算精度。本文动力可靠度计算方法低估了边坡的地震可靠性,能更真实地反映边坡在地震中的实际安全情况。地震作用下边坡可靠性受地震设防烈度、场地类别和地震时间的影响。而对于传统拟静力法,地震力仅根据设防烈度确定。因此,当对于不同的场地类别和地震时间时,本文动力可靠度计算法将更具优越性。     

地震作用下某岩石高边坡动力稳定性分析

对某矿区岩石高边坡的稳定性进行了研究。论文应用圆弧滑动法,确定了开挖放坡设计的初步方案,并应用边坡动力学有限元分析软件对该方案在tianjin-ew波地震作用下的动力稳定性进行了分析,得到了边坡的动力响应和边坡动力稳定性安全系数。     

利用FLAC3D分析某边坡地震稳定性

利用FLAC^3D对某边坡进行了动力分析，讨论了利用FLAC^3D进行边坡动力分析时如何设置边界条件、合成、输入以及转化动力时程，为地质体选取合理的阻尼。在此基础上，对该边坡进行了详细的动力分析。结果表明，在地震作用下，边坡会发生一定的永久位移，因此，工程上应慎重考虑。利用FLAC^3D对边坡进行动力分析的文献较为鲜见，该方法为利用FLAC^3D解决边坡动力问题提供了范例。     

地震作用下边坡动力系数有限元分析

地震对边坡稳定性有重要影响,地震波在坡体内会产生动力放大效应,动力系数受边坡形态的影响.采用有限元方法作边坡动力分析时,根据边坡固有频率和坡体阻尼比确定出阻尼矩阵,选取合理的计算域宽度,边界采用人工一致边界,地震加速度输到基底.动力分析结果表明,坡度越大,边坡动力系数越大,动力系数沿坡高方向是变化的,坡脚处最小,坡顶处最大,以滑裂面以上楔体重心处的动力系数作为地震作用下边坡的动力系数值较合理,对于工程上较陡的边坡来说,动力系数在1.6-1.8之间.     

动荷载下边坡滑动的试验研究

为了较为真实地反映边坡在地震作用下的真实行为，本文对岩石边坡问题作了简化模型的振动台动力试验。对于模型的夹层效应，空间作用，荷载的频幅特性与历时特性等都作了较为全面的试验研究。提出了边坡动力残余位移的累积计算公式。将试验结果与本文提出的本构预测相比较，表明二者是一致的。     

边坡在地震作用下的加卸载响应规律研究

将作用在边坡上的地震力视为对边坡的加卸载，应用动力有限单元法和加卸载响应比理论开展边坡的全时程动力分析，建立了地震边坡加卸载响应模型，以边坡位移、位移速度、位移加速度为响应参数讨论了地震过程中边坡加卸载响应比的变化，提出了以加卸载响应比判断地震边坡稳定性的新思路，研究结论可推广应用于所有具有周期荷载特征的边坡动力稳定性分析。     

地震边坡稳定性的工程地质分析

归纳了地震作用下边坡稳定性的影响因素，把边坡分为2大类7亚类，分析了边坡在动力作用下的可能破坏形式，对地震边坡的失稳机制进行了探讨，认为地震边坡的失稳是由于地震惯性力的作用以及地震产生的超静孔隙水压力迅速增大和累积作用这两个方面原因造成的。对于不同的边坡类型，导致边坡动力失稳的主导因素也不同。塑性流动失稳破坏是由孔隙水压力的累积作用起主导作用；崩塌型、层体弯折型则是地震惯性力起决定作用；对于滑动型破坏一般是两种因素共同作用的结果。     

地震激励下某土岩二元结构边坡锚索轴力响应探析

以某预应力锚索-框架支护土岩二元结构边坡为依托，借助FLAC3D5.0软件进行地震作用数值模拟，对不同工况的锚索轴力响应进行分析。结果表明，边坡在地震作用下的稳定性与锚索轴力变化过程正相关；地震波强度较小时，由于边坡的自稳作用，在地震惯性力作用下，锚索不但无法发挥抑制作用，反而会出现预应力损失；地震波强度较大时，边坡滑裂趋势位置处的锚索瞬间响应，轴力迅速增大，从而抑制边坡滑移破坏；岩石与土体材料的刚度和阻尼在土体与岩石相交面位置处发生突变，可以判定交界处相对较薄弱或可能为剪出口。     

偏压隧道洞口边坡地震动力反应及稳定性分析

用动力有限元法研究了偏压隧道洞口横向边坡在水平地震、垂直地震以及水平和垂直地震同时作用下的全时程动力反应规律。在动应力计算结果的基础上,叠加静应力场,分析三种工况下最危险滑动面的动力安全系数时程,并采用平均动力安全系数法和地震永久性变形评价洞口横向边坡的地震动力稳定性,最终建立了偏压隧道洞口横向边坡的地震动力响应分析及稳定性评价模型。     

含泥化夹层顺层和反倾岩质边坡动力响应差异性研究

设计并制作了两个同尺寸的含泥化夹层顺层和反倾岩质边坡,并进行了大型振动台试验,对含泥化夹层顺层和反倾岩质边坡的动力响应差异性进行了分析,研究结果表明:顺层边坡坡体内部加速度放大系数整体上小于反倾边坡;在坡体中上部(相对高度大于0.4),顺层边坡坡面加速度放大系数大于反倾边坡,在坡体下部(相对高度小于等于0.4),顺层边坡坡面加速度放大系数与反倾边坡近似相等;顺层边坡和反倾边坡坡面位移随输入地震动强度增大而大幅度增加,顺层边坡坡面位移大于反倾边坡,且随着输入地震波幅值的增加,顺层边坡和反倾边坡坡顶位移之间的差值增大;反倾边坡较顺层边坡具有更高的地震稳定性;顺层边坡破坏形式主要表现为坡体后缘的垂直张拉裂隙、岩层沿泥化夹层的顺层滑动以及坡顶岩块崩落,而反倾边坡的破坏形式主要表现为坡面水平向和垂直向裂隙交错、泥化夹层挤出以及坡顶被震碎。     

水平和竖向地震作用下顺层岩质边坡动力可靠性分析

由于传统顺层岩质边坡地震可靠性分析往往是基于拟静力法,忽略了地震的动力特性,而基于数值模拟软件的地震时程分析法虽能考虑地震的动态性,却相对费时费力,该文同时考虑了地震的动力特性和强度参数随机性,提出顺层岩质边坡动力可靠性分析方法。运用Wilson-θ法和Matlab/Simulink工具建立了顺层岩质边坡地震响应简化计算方法。根据响应结果,运用Monte Carlo法计算了边坡的动力可靠度,并提出采用整体最小平均可靠度来评价边坡的地震整体可靠性。在此基础上,进一步分析了水平和竖向地震作用的叠加模式对顺层岩质边坡可靠性的影响。算例分析表明,提出的地震响应简化计算方法具有较高的计算精度和效率。该文可靠度分析方法低估了边坡的地震可靠性。与水平地震作用相比,竖向地震作用对顺层岩质边坡可靠性的影响也很明显。常用的水平和竖向地震作用的峰值叠加模式并不能充分地体现出双向地震的最大作用叠加效果,而采用双向地震的最大作用叠加模式更偏于工程安全。     

地震荷载作用下陡倾角顺层开挖斜坡的变形破坏模型试验

在汶川地震灾区,顺层陡倾斜坡是一类地震山地灾害非常发育的斜坡类型,而开挖往往加剧了斜坡的地震山地灾害。为了重现斜坡的变形破坏过程,分析斜坡在地震荷载作用下的变形破坏规律。选取平武县平通镇桑树坪滑坡所处斜坡作为顺层陡倾角开挖损伤斜坡的典型实例,进行地震荷载作用下变形破坏的室内物理模型试验。结果表明,开挖加剧了斜坡在地震荷载作用下的变形破坏。从破坏形式来看,顺层陡倾斜坡的坡变形破坏兼具崩塌和滑动二者特征,与野外调查结果吻合。从整个变形破坏过程来看,可以划分为以下阶段：a.地震初始阶段,此阶段开挖呈契形体岩层在地震作用下沿层面微小滑动,坡脚应力剧增;b.开挖岩层坡脚溃曲阶段;c.全面下滑阶段;d.岩层滑动受阻倾倒阶段。     

山区公路高边坡微震监测与稳定性应用研究

山区公路高边坡的稳定是公路建设和运营过程中必须重视的重大问题,而有效监测是保证高边坡稳定的重要技术手段。依托实际工程详细介绍微震监测技术基本原理、微震监测系统以及现场监测方案等内容,运用微震监测系统对边坡开挖过程中的微震活动性进行实时监测,研究微震事件随着边坡开挖在时空上的分布规律,实现对边坡开挖过程的有效监控。并对土质边坡和土石过渡部位增加传统测斜监测技术,与微震监测数据相互补充分析。研究结果表明:微震监测技术可以对山区公路高边坡失稳进行有效预测和监控,为山区公路高边坡后期安全开挖和加固提供科学依据。     

平整场地上土岩组合地基的稳定性问题

在下伏基岩单向坡度较大的平整场地上岩土地基的震害多为沿下伏基岩面的滑移破坏,并且震害后果严重。这类地基土的抗震稳定性的确定尚无很好的办法,由于土体具有强非线性弹塑性性质。如使用一般圆弧法计算,则会过多地估计被动土压力对土体稳定性的有利影响。结合具体工程实践,介绍这类地基土的稳定分析以及天然地基不满足稳定要求时的解决办法。     

含软弱夹层岩质边坡在爆破地震波下的试验研究

为探求地质工程中爆破地震波作用下含软弱夹层边坡的动力响应特性,设计由混凝土基座和边坡模型组成的物理模拟试验,采用雷管和乳化炸药施加爆破地震波,开展考虑爆破孔位置和炸药量影响的多次爆破试验.首先,对速度、加速度响应分别进行快速傅里叶变换(FFT)、希尔伯特—黄变换(HHT),两者的频谱结果均表明符合爆破地震波的特征;然后...     

确定岩质边坡地震安全系数的简化方法

 作为岩质边坡地震稳定性评价的规范方法,拟静力法忽略岩体的动力特性和地震动大部分特性的影响,而地震时程分析法考虑的因素较全面,却相对费时费力。目前岩质边坡地震稳定性评价缺乏较好地考虑岩体的动力特性和地震动特性的简化方法。为此,综合利用时程分析法和拟静力法的各自优点,建立地震安全系数与拟静力安全系数间的关系,提出2种岩质边坡地震稳定性评价的简化方法：(1) 对于重要边坡,建立边坡地震安全系数与地震动峰值、边坡拟静力安全系数的统计经验公式;(2) 对于一般边坡,统计边坡地震安全系数与拟静力安全系数的修正系数,建议相应的修正方案。以典型岩质边坡为例,采用显式波动有限元–极限平衡法,阐述所提出的简化方法的详细实施步骤,初步证明所提出方法的可行性和合理性。所建议的简化方法为重要工程岩质边坡震后快速评估和一般工程岩质边坡抗震稳定性评价提供有益的思路和重要参考。     

振冲矿石桩法在土岩组合地基中的应用

用振冲矿石桩法在滨海地区平整场地土岩组合地基上一次的成功实践，其场地下伏基岩单向坡度约为２５％，通过合理地选用碎石桩布置、施工方案及建筑结构措施，实现了复杂地质条件下的地基处理，满足了建筑物对地基承载力和变形的要求，并且解决了在地震作用下地的基土的抗滑稳定性问题。     

基于可拓理论的边坡地震稳定性评价方法研究

针对影响边坡稳定性因素的不确定性和错综复杂性以及传统分析方法的主观性和不切实际性,本文提出了一种基于可拓理论的多层次多指标的综合评价方法,并对辽宁省的庄河边坡从地质条件、环境条件和工程条件三个层次五个指标进行了稳定性评价,确定了该边坡的稳定性等级,研究了影响该边坡稳定性的因素。同时,通过计算各影响因素的可拓关联度、权重等指标,得出了地震力是影响该边坡稳定性的最重要指标。在此基础上,从库伦强度理论和岩体应力状态两个方面,分析了竖向地震力和水平地震力对边坡稳定性的影响。该方法将可拓理论和地震力对边坡稳定性的影响相结合,不仅为边坡稳定性分析提供了一种综合的研究方法,而且为采取有针对性的加固措施提供了可靠的依据。     

顺层岩质边坡地震动力响应及地震动参数影响研究

 利用FLAC2D建立顺层岩质边坡模型,分析其在地震作用下的动力响应规律,研究地震动参数对其动力响应的影响。结果表明：顺层岩质边坡在地震作用下失稳主要由结构面控制,位移主要发生在潜在滑移面上部岩体中;对地震波存在垂直向和临空面放大作用,其滤波作用没有土质边坡明显,不同岩层会对某一频率的波产生明显的放大效应;当振幅、卓越频率增加时,坡肩下方的加速度放大系数呈递减趋势,且在强度相对较低的岩体内较明显,但随着振幅增加,边坡动力响应增强;各处加速度放大系数受地震动持时影响较小,剪应变增量受其影响较大。当振幅、持时增加时,边坡位移呈增大趋势;当卓越频率增大时,边坡位移减小。同时,证实了地震边坡破坏由上部拉破坏与下部剪切破坏组成,研究结果有助于进一步揭示边坡在地震作用下的失稳机制。