交通工程邊坡在振動力作用下行為特征研究.pdf

1、交通工程邊坡在地震作用下的行為特征研究，是近年來研究的熱點問題。隨著國家工程建設(shè)的投入，我國大量線路工程將會不可避免的穿越地震活躍區(qū)，科研人員將會遇到大量復(fù)雜邊坡問題，而邊坡問題將會伴隨著工程建設(shè)的進(jìn)行而變得日益突出。本學(xué)位論文在全面研究現(xiàn)代交通線路工程的各類邊坡破壞模式的基礎(chǔ)上，利用室內(nèi)物理模型試驗和數(shù)值模擬算等手段開展了邊坡工程地質(zhì)問題動力學(xué)的理論研究，為交通工程邊坡治理防護(hù)和交通工程邊坡地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測評價提供了動力學(xué)理論依據(jù)。主要研

2、究成果如下:
　　(1)按照機(jī)械設(shè)計原理和結(jié)構(gòu)動力學(xué)原理，設(shè)計了二維單向振動試驗臺。利用位移傳感器和動態(tài)采集系統(tǒng)對模型箱的位移時程曲線進(jìn)行了采集，并且通過結(jié)構(gòu)動力學(xué)理論計算，獲取了理想狀態(tài)下單向振動的位移時程曲線，通過兩條曲線對比發(fā)現(xiàn)，振動試驗臺整體性能穩(wěn)定，能夠滿足小型荷載的振動試驗。
　　(2)邊坡坡面形態(tài)對邊坡的變形破壞有著直接的影響;凸面邊坡由于滑動體質(zhì)量大，所以在振動力施加時能夠瞬間發(fā)生整體的變形破壞，而凹面邊坡由

3、于滑體質(zhì)量較小，在振動力作用下容易造成滑體的分段下滑，位于滑體下部的塊體先行下滑，進(jìn)而帶動整個滑體的滑動破壞，由此造成的宏觀現(xiàn)象是凹面邊坡坡面的裂隙要早于邊坡坡頂?shù)牧严懂a(chǎn)生，而凸面邊坡則與此相反。凹凸組合面邊坡的變形破壞受坡面上凸起部分的影響。
　　(3)邊坡的變形破壞程度以及滑動面傾角與邊坡坡面的凹凸程度直接相關(guān);邊坡凹陷或凸出程度越強(qiáng)烈的邊坡，振動試驗結(jié)束后其坡頂剩余的部分就越少;同時分析發(fā)現(xiàn)，滑動面滑床傾角隨著邊坡坡面凹陷或

4、者凸出程度的減緩而逐漸增大。
　　(4)邊坡坡面形態(tài)對坡面加速度分布有直接影響;邊坡加速度放大系數(shù)在坡面凹陷和凸起區(qū)域達(dá)到局部最大，并且逐步向外減小，在同等情況下，凸面坡坡面的加速度放大效應(yīng)要強(qiáng)于凹面坡坡面放大效應(yīng)。在凹凸組合面邊坡中，加速度放大效應(yīng)也在邊坡坡面凹陷處和凸起處達(dá)到最大。加速度在邊坡內(nèi)部都有隨著坡高的增高而增高的趨勢，而且處于同一高程的邊坡坡面放大效應(yīng)趨勢要大于邊坡內(nèi)部，但不同坡面形態(tài)邊坡坡體內(nèi)部加速度分布并未出現(xiàn)不

5、同規(guī)律，說明邊坡坡面形態(tài)對邊坡內(nèi)部加速度的分布影響較小。
　　(5)通過對層狀巖石邊坡物理模型試驗發(fā)現(xiàn)，受結(jié)構(gòu)面的影響，順層模型邊坡的變形破壞主要是沿著固定層面的滑動破壞，反傾向模型邊坡的變形破壞主要是以崩塌體的形式破壞。
　　(6)高程位置較高的隧道口由于滑體將其包含其中而容易造成隧道口的整體破壞，而高程較低的隧道口由于滑塌體堆積而容易造成隧道洞口堵塞。
　　(7)結(jié)構(gòu)面參數(shù)對邊坡動力響應(yīng)規(guī)律的影響較大;結(jié)構(gòu)面剛度較

6、小的邊坡下部坡體的三量峰值較小，而上部坡體三量峰值較大;結(jié)構(gòu)面越靠近邊坡坡頂，結(jié)構(gòu)面上部坡體的三量放大系數(shù)就越高;隨著結(jié)構(gòu)面傾角的增加，順層結(jié)構(gòu)面邊坡加速度放大系數(shù)隨之增大，反傾向結(jié)構(gòu)面邊坡加速度放大系數(shù)隨之減小，順層結(jié)構(gòu)面邊坡加速度放大系數(shù)整體大于反傾向結(jié)構(gòu)面邊坡加速度放大系數(shù);結(jié)構(gòu)面厚度較小的邊坡其動力響應(yīng)較為強(qiáng)烈，結(jié)構(gòu)面厚度較大的邊坡動力響應(yīng)較弱;不同結(jié)構(gòu)面連通率的邊坡，加速度峰值的差異較為明顯，在結(jié)構(gòu)面位置處，連通率較大的結(jié)構(gòu)面