爆破振动作用下边坡极限平衡分析的等效加速度计算方法

 基于波动理论,研究边坡相同质点振动速度不同爆破振动频率下质点位移、振动加速度及边坡应力状态,结果表明相同质点振动速度下,边坡峰值振动位移与频率成反比、峰值振动加速度与频率成正比,而边坡体应力峰值基本相同,质点振动加速度与边坡体应力状态没有直接的相关性,振动频率越高,位移、加速度及应力峰值沿边坡深度变化越快;综合考虑振动频率、加速度及边坡体应力状态的相互关系,基于边坡体中相同峰值振动速度产生相同的峰值应力,得到由高频爆破振动波加速度向低频振动波加速度的转换方法,提出边坡极限平衡分析法的爆破振动等效加速度计算方法,为边坡施工期爆破动力稳定分析爆破荷载确定提供理论依据。     

地震峰值加速度作用下含水边坡稳定性分析

根据Darcy定律和二次抛物线降深曲线确定了边坡含水情况下7种浸润面位置,选取浸润面位于边坡表面时的位置作为对比。选取地震波峰值加速度由0到0.2g共6个数据,组合得48组模型计算参数。采用拟静力法,结合FLAC^3D程序的强度折减法对边坡进行稳定性分析。结果表明:(1)边坡涉水后,滑动面由近坡面往坡内移动到浸润面附近。随着浸润面的上升,滑动面靠近坡面且保持在浸润面附近。(2)在单一地震因素作用时,边坡滑动面随峰值加速度变化不大,但在含水的情况下,滑动面随峰值加速度变大而往坡内大幅移动,边坡破坏模式由浅层破坏转变为深层破坏。(3)浸润面位置对边坡稳定性的影响较大,因此,合理的确定浸润面的位置具有重要意义。     

基于三剪统一屈服准则的边坡稳定性计算

基于三剪统一屈服准则讨论了边坡稳定性计算的问题,得到了基于三剪统一屈服准则瑞典条分法计算边坡稳定性系数的计算公式。实例计算结果表明土中应力状态、土的抗剪强度指标以及中间主应力系数b对安全性系数都有一定的影响。Lode参数μ00时安全系数随其增大而减小,当μ00时安全系数随其增大而增大,安全系数随着土体内摩擦角以及黏聚力的增加而增大,安全系数随着b值的增加而增大。考虑了中间主应力的影响,能更充分利用材料的强度潜力,可提高边坡安全稳定性系数。     

一种边坡稳定系数的改进计算方法

以新型节理本构模型及在此之上提出的边坡稳定系数计算方法为基础,对滑坡的变形特征进行了分析,参考现有的计算模型,提出了改进的边坡稳定计算方法,并给出了稳定系数计算公式及意义,总结了该方法相比传统计算方法的优点。     

地形和土层参数对边坡屈服加速度及滑动面影响研究

采用有限差分软件FLAC 2D研究了不同地形和土层边坡的稳定性参数及滑动面特性。基于Mohr-Coulomb强度理论,通过拟静力法逐步增加水平向惯性力得到边坡屈服加速度,通过识别坡体最大剪应变增量位置确定边坡临界滑动面形状。分析不同坡高、坡角以及土体特性参数条件下边坡安全系数、屈服加速度及滑动面几何形状变化规律,得出了一些有意义的结论。     

屈服准则对土质边坡稳定安全度计算的影响分析

分析了在应用有限元强度折减法计算土质边坡稳定安全度时,屈服准则对计算结果的影响。Mo-hr-Coulomb准则和Drucker-Prager准则是岩土工程中较常用的屈服准则,计算结果表明Mohr-Cou-lomb准则得出的安全度偏小,Drucker-Prager准则与参数α和k的选取直接相关,其中用Mohr-Cou-lomb内接圆及等面积圆得出的安全度比较合理;统一强度理论可以考虑岩土材料的中间主应力效应及拉压差效应,在边坡稳定分析中可以发挥材料的承载潜力。     

中震作用下构件不屈服的定量分析方法

本文通过地震组合效应的分析,提出抗力富余度的概念,即扣除自重效应后,构件承载力富余度与地震组合效应的比值,利用该比值可实现“中震下构件不屈服”程度的定量验算。由于各种类型构件的受力不同,需编制相应的计算程序,本文说明了钢筋混凝土剪力墙和钢筋混凝土柱的编制原理,并通过一超限工程的计算结果说明抗力富余度能直观反映结构的抗震能力。     

地震作用下框架预应力锚杆边坡锚固结构的动力计算方法

目前对该结构的动力特性和工作机制的研究还不完善,为了能够准确、合理地对该新型边坡锚固结构地震作用进行分析与设计,深入开展其动力特性及抗震设计理论研究是非常必要的。在预应力锚杆锚固作用下,框架受力满足弹性地基梁工作原理,因此,采用Winkler弹性地基梁理论,建立地震作用下框架预应力锚杆边坡锚固结构的动力计算模型。考虑梁和挡土板的影响,推导出外框架–预应力锚杆–坡后土体三者协同工作的水平地震动力运动方程,获得解析解。最后,结合工程实例,采用本计算方法进行地震动力响应分析,并与数值模拟、振动台试验进行对比验证,结果吻合较好,表明提出的方法是有效、可靠的。通过对支护和未支护边坡分析发现该结构能够明显控制地震响应,抗震性能表现良好。提出的计算模型为框架预应力锚杆边坡锚固结构的地震动力分析与设计奠定理论基础。     

对3种著名边坡稳定性计算方法的改进

对 3 种著名边坡稳定性计算方法即 Morgenstern–Price 法、严格 Janbu 法与 Sarma 法进行了实质性的改进,基于这些方法的基本假设,重新推导出更为简洁实用的安全系数计算公式。对于 Morgenstern–Price 法,根据条块力与力矩平衡条件,分别推导出安全系数 Fs与比例系数 λ 的代数表达式(取代了传统的积分或微分表达式),只需简单迭代即可快速得到解答。对于严格 Janbu 法,发现了原始计算格式不收敛的根本原因;通过设定若干个点的推力线位置,采用光滑条间力矩分布,便可使该法稳定收敛。对于 Sarma 法,采用更简明的过程推导出安全系数Fs 的隐式表达式、临界震动影响系数 Kc 及临界加固力系数 Kp 的显式表达式。这 3 种方法改进后,计算过程大为简化,收敛性得到保证,极大地方便了边坡工程技术人员的掌握与应用。     

强震作用下土钉支护边坡的振动台试验研究

我国是一个多地震国家,出现了汶川大地震等强地震,因此土钉支护抗强地震性能需要深入研究。本文设计了土钉支护室内地震试验模型,通过振动台试验,发现0.4g以下,地震对土钉支护响应参数影响较小,重点研究了0.4g以上地震加速度的土钉支护响应特性和累积效应。试验表明,面板位移较好地反映了土钉支护的累积效应,呈现出沿高度的抛物线分布。土钉应变可在一定程度上反映地震累积效应。边坡中部土压力在地震作用下有增加态势,而坡顶和坡脚附近则呈现较明显的震荡效应,面板加速度在坡顶和坡脚附近也较大。分析表明,约束效应对土压力和面板加速度有一定影响。     

高强混凝土剪力墙屈服位移计算方法

考虑高强混凝土受压强度高等特点,在高强混凝土剪力墙截面刚达到屈服状态时,假定截面受压区混凝土压应力为线性分布,基于平截面假定,用弯矩曲率分析法得到了剪力墙截面屈服曲率公式。采用屈服曲率公式,对影响高强混凝土剪力墙屈服曲率的参数进行了分析。结果表明,除轴压比外,纵向受力钢筋屈服应变对屈服曲率影响最大;在轴压比较大时,剪力墙截面两端翼墙的影响也较大。通过对计算结果的回归分析,提出了考虑轴压比、纵向受力钢筋屈服应变和剪力墙截面两端翼墙面积影响的屈服曲率计算公式。提出了高强混凝土剪力墙顶点屈服位移的计算公式,公式的计算值与12个高强混凝土高悬臂墙顶点屈服位移的试验值比较吻合。简化公式也适用于普通混凝土剪力墙的屈服位移计算。     

岩质边坡施工爆破振动加速度近似计算方法

在大量有限元计算成果的基础上,经过详尽的分析,归纳总结出岩质边坡爆破振动加速度的近似计算方法。该近似算法能较好地体现岩质边坡的动力响应特征,方法简便适用,对实际工程应用有一定的参考价值。     

基于场地和峰值加速度的强震记录选择方法与应用

面对数千条的强震记录如何快速、合理的选出3~5条记录用于结构抗震分析,已越来越成为困扰设计人员的新问题。依场地类别和峰值加速度进行选波的方法被提出,该法可以大大减少反应谱的拟合工作量。利用IDARC-2D进行了结构在罕遇地震下的弹塑性时程分析,计算结果显示,方法有一定的工程实用价值。     

有限单元法计算井点作用下基坑边坡的变形

本文介绍了厂东文冲二号船坞基坑开挖过程中软粘土边坡的变形计算。计算模式中假定剪切曲线为双曲线,压缩曲线为半对数曲线,并考虑了开挖引起的减压软化对变形模量的影响。计算荷载中包括了渗透力,对有井点及无井点两种情况分别进行了计算。有井点的情况有实测资料可比较,计算沉降接近实测值,但计算位移偏小。     

自密实混凝土叠合剪力墙屈服位移计算方法

在平截面假定的基础上,根据自密实混凝土(SCC)叠合剪力墙的受力特点,提出了其顶端屈服位移的计算方法,并用5个SCC叠合剪力墙试件的屈服位移试验值进行验证。通过计算分析,得到了轴压比、混凝土强度、分布钢筋的配筋率、锚固钢筋的配筋率与SCC叠合剪力墙屈服位移之间的关系。研究结果表明:在设计中选择经济合理的锚固钢筋配筋率、限制SCC叠合剪力墙的轴压比以及适当增加混凝土强度可以提高墙体在屈服状态的变形能力;提出的计算方法合理可靠,求得的计算值与试验值吻合较好。     

强震作用下戈兰滩重力坝动力响应分析

为了研究重力坝在满库状态强震作用下的动力响应及损伤,以云南李仙江流域戈兰滩重力坝为研究对象,基于ansys软件对戈兰滩重力坝进行三维立体模拟,并考虑地基质量,材料损伤的影响。得出挡水重力坝在强震作用下,动位移响应在X方向(顺河)迟滞效应明显,在Y方向(竖直)动力响应相比X方向有滞后现象;由于坝顶、坝踵与坝肩刚度差距,坝顶动力响应最显著,坝踵次之,坝肩动力响应较小;混凝土的损伤开始于坝踵转折点处。重力坝在加速度峰值为0.2g的作用下抗震性能较好。     

地震作用下粘弹性边界边坡模型处理方法

针对两侧高度存在差异的岩土边坡问题,采取Plane82标准单元体来模拟岩体边坡,并在所截取矩形区域外围施加粘弹性边界,随后在对称模型的计算条件下,截取地震记录包含峰值在内的前10 s历程,将应力时程作为荷载输入,分析地震波在岩石边坡中的传播。结果显示,针对拥有粘弹性边界的边坡稳定性提出的模型处理方法简单易行且计算结果合理可靠。     

强震作用下钢筋混凝土结构的数值模拟

强震作用下建筑结构的抗倒塌能力是基于性能抗震设计的核心目标,故对建筑结构在强震作用下的复杂非线性行为特别是倒塌破坏模式进行模拟和预测对于研究建筑物的安全性以及评估地震损失有重大意义。基于目前结构数值模拟的最新研究进展,利用大型通用有限元分析软件MSC.MARC平台,提出可用于钢筋混凝土框架剪力墙结构地震响应分析的弹塑性数值分析模型,并通过一个实际算例演示该分析模型在模拟RC框剪结构强震作用下倒塌过程,表明其可用于RC框剪结构复杂抗震非线性行为的模拟和预测     

地震作用下动孔隙水压力对边坡永久位移影响的简便计算方法

基于转动平衡理论,提出了考虑地震作用下动孔隙水压力影响的边坡永久位移简便计算方法,并通过砂土边坡（长度×宽度×高度为1.96 m×0.96 m×1.20 m）的振动台试验进行了验证。结果表明：地下水对边坡动力特性影响较大,随着地下水位的升高,边坡的自振周期呈现增加趋势,水位1.0 m时边坡的自振周期是无水时的2.88倍;地下水位越高,地下水对边坡临界加速度的影响越显著,且当水位为1.0 m时边坡的临界加速度比无水时减小了28%;随着水位的升高,边坡永久位移均表现出增加的趋势,地震峰值加速度为2.0m/s²时,水位1.0 m的永久位移是无水时的9.8倍;此外,随着地震峰值加速度的增加,边坡永久位移急剧增加,当地震峰值加速度为2.0m/s²时,永久位移是地震峰值加速度为1.0m/ s²时的6.9倍。建议的简便方法与试验测得的边坡永久位移最大偏差在10%以内,验证了建议方法的可靠性。     

边坡稳定安全系数计算方法探讨

计算边坡稳定安全系数的方法主要有四种：超载计算法、强度折减计算法、基于滑动面应力分布的计算法以及矢量和计算法。针对四种安全系数的定义,采用理论分析方法明确了每类方法的原理,并且指出了每类方法的优势和不足,可供工程人员在计算边坡稳定安全系数时参考。研究表明,下滑力超载储备安全系数只考虑增加下滑力而忽略抗滑力的作用明显不符合力学规律,现有规范已不推荐采用该方法进行边坡稳定性分析。在强度储备法分析中,虽然存在对岩土体材料黏聚力和摩擦因数同比例折减与两者在抗滑稳定分析中所体现的力学特性不符合的缺陷,但是该方法已在工程实践中得到合理性检验,不管是在理论研究还是在工程应用,该方法都将会是主流方法。基于滑面剪应力的有限元法分析中,其安全系数定义滑面为非直线或非圆弧情况下没有明确的物理力学意义。矢量和法基于力的矢量特征,在下滑方向上求解边坡的稳定安全系数,具有一定的优势,但是该方法也存在几个关键问题亟待解决,比如下滑方向的确定、评判标准的应用及下滑推力的计算等,若能有效解决这些问题,该方法在边坡稳定性分析才能有强大的生命力和发展应用前景。