地震作用下边坡稳定性分析及其动力响应研究

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1、分类号UDC密级⋯公⋯爰暑哦沪产篝硕士研究生学位论文地震作用下边坡稳定·蝴及其动力响鳓申请人：学号：培养单位：学科专业：研究方向：指导教师：完成日期：李波2111343水利电力学院水利水电工程岩土工程汤爱平教授2014年5月27日中文摘要地震过程中的边坡失稳产生了大量灾害，如何评价与预测地震作用下边坡稳定性、揭示地震过程中边坡的动力响应与失稳机理是岩土工程、地震工程等学科关注的重点和热点问题。由于边坡的动力失稳机制复杂，目前多数的研究集中于将动力问题简化为静力或拟静力问题来计算边坡的安全系数，以此来评价边坡的稳定性方面，研究对象也主要针对岩质、单一一坡型的边坡。随着计算技术和实验技

2、术的迅猛发展，地震作用下的边坡动力失稳的动力学研究在近20年来得到了飞速发展。本文在总结前人研究的基础上，系统分析r地震作用下边坡的动力稳定性影响因素，通过模拟具体的边坡失稳实例比较了极限平衡法和强度折减法的优缺点，提出了一种可以考虑地震波输入方式、不同坡度和有无台阶的黏土边坡的动力稳定性评价方法，主要的工作和成果如下。1)以西南地区的某黏性土边坡为研究对象，利用传统极限平衡法和有限元、有限差分强度折减法对其地震作用前后的安全系数进行了计算，验证了强度折减法在用于边坡安全系数计算上的合理性。在此基础上，分析了有限元强度折减法中边坡稳定性的参数敏感性，得到了边坡物理参数在不同工况下的

3、对边坡稳定性的影响规律，为边坡的动力反应分析和失稳防治提供了一定的理论指导。2)为分析地震波输入方式对边坡动力响应的影响，本文对上述黏性土边坡分别从水平、竖向和双向耦合三种地震波输入方式下边坡的动力反应进行了数值模拟，并将边坡上不同监测点的实测位移、速度、加速度和应力进行了对比，研究结果表明，不同地震波输入方式对边坡动力失稳影响有显著区别，但多数情况下，水平地震动对边坡的动力失稳影响作用最为关键。3)计算了坡度比为1：2、1．1、1：0，5的黏性土边坡水平输入地震波下的动力反应，并与振动台模拟实验进行对比，分析不l—J坡度比下边坡监测点的加速度、位移、速度放大系数规律，揭示了不同类

4、型边坡在地震作用下的失稳过程，为地震区不同类型边坡治理提出了相应的建议。．I一黑龙江大学硕士学位论文4)对无台阶、一台阶和二台阶黏土边坡地震作用下的动力响应进行了分析对比，总结了边坡速度、加速度、位移的变化规律，指出了每种情况下最危险点的位置，由此为不同情况下边坡锚固提供了理论指导，具有一定的现实意义。关键词：地震作用；边坡失稳；黏土边坡；动力响应：数值分析AbstractAbstractTheeanhquaketriggeredsl(巾ef．ai】urehasbroughthugedamage，notonlythebigeconomiclossesanddeath，butalso

5、enVironmentproblem．Ithasbeenoneoftheimpo九antandtopjcfbrmanydecadesingeotechnicalandearthquakeengineeringhowtoreliablyassesstheslopestabilityandpredictitsjnstabilityundereaIthquake．TherearemanyfactorstoinfluencetheslopestabiIity；itmakesitVerydi娟culttoexplorethemechanismofslopefailureorinstabili

6、ty．HoweVer，someresearcheshadmadegreatprogressesinmodeJingthedynamicresponseofsomekindsofsIopesfailurebaSedontheadvancednumericalanalysisandshakingtabletestandin—situexperiments．ThegeneraIideaofthenowadayspopulardynamicanalysisforslopestabilityispseudo—Staticofstaticanalysisinsteadofthedynamicr

7、esponsemodeljng．But，jnrecentdecade，theadVancednumericalanalysismethodsandgeotechnicalexperimentsnlakeitpossibletododynamictime-historyanalysis．1nthisthesis，onenewmethodforsimulatingthedynamicresponseofclayslopeunderseismicloadwasdonebas