地震作用下高陡巖質邊坡動態(tài)響應規(guī)律研究.pdf

1、邊坡是具有側向臨空面的地質體，而地震則是由于板塊間相互擠壓碰撞造成板塊邊緣或者內部產(chǎn)生錯動和破裂，地殼快速釋放能量而造成振動，進而產(chǎn)生地震波的一種自然現(xiàn)象。我國西南地區(qū)多分布著高陡邊坡，其在地震作用下和一般的土坡以及邊坡高度較低的巖質邊坡動態(tài)響應不同，所以對于西南地區(qū)高陡巖質邊坡的動態(tài)響應規(guī)律的研究具有很高的科學意義。
　　本文利用ABAQUS軟件，通過有限元和無限元耦合方法對均質高陡邊坡和高陡順層巖質邊坡兩種類型邊坡進行了數(shù)值分

2、析，研究不同參數(shù)條件下的高陡邊坡動態(tài)響應規(guī)律。
　?。?）本文從影響均質高陡邊坡動態(tài)響應規(guī)律的所有因素中選擇具有代表性的邊坡幾何參數(shù)（坡高、坡度和坡形）、力學參數(shù)（彈性模量、泊松比、粘聚力和內摩擦角）和地震波參數(shù)（振幅、周期、持時和av/ah）這十一個因素進行研究，對于每個因素選擇間隔相同的不同參數(shù)，研究其對于坡面水平和豎直加速度峰值及其放大系數(shù)與坡高之間的變化關系。最終發(fā)現(xiàn)：1.坡腳、坡肩等特殊位置的加速度峰值及其放大系數(shù)的變化

3、規(guī)律，不同av/ah條件下，坡腳位置往往出現(xiàn)較大的水平和豎直加速度峰值；2.同一參數(shù)下，水平和豎直加速度大小關系交替位置的動態(tài)響應規(guī)律，內摩擦角改變水平和豎直加速度峰值大小關系分界點位置，但分界位置依然保持在邊坡中點附近；3.坡面水平和豎直加速度峰值最大值所在位置的動態(tài)響應規(guī)律，往往出現(xiàn)在坡腳、邊坡中點以及坡肩這些特殊位置附近，水平和豎直加速度峰值最大值隨著粘聚力的增加而減??；4.同一坡高下，水平和豎直加速度峰值及其放大系數(shù)隨參數(shù)所對應

4、條件的變化而表現(xiàn)出的數(shù)值大小關系動態(tài)響應規(guī)律，比如持時影響下，在坡高相同的位置，坡面水平和豎直加速度峰值及其放大系數(shù)幾乎相等。同時也發(fā)現(xiàn)了豎直加速度峰值及其放大系數(shù)與坡高之間的關系比水平方向要簡單，豎直加速度峰值及其放大系數(shù)在坡面上多呈“V”形分布，但水平方向上的加速度峰值及其放大系數(shù)的變化規(guī)律非常多樣。
　　（2）本文選擇具有代表性的高陡順層巖質單面坡、高陡順層巖質雙面坡、高陡順層巖質單面坡多層結構、含軟弱夾層的高陡順層巖質邊坡

5、四種類型進行研究，分別對其在粘聚力、內摩擦角和av/ah三種類型不同參數(shù)條件下的坡面水平和豎直位移與坡高之間的關系進行了分析。特別是對高陡順層巖質單面坡多層結構部分考慮了結構面位置不同對其動態(tài)響應規(guī)律的影響，而含軟弱夾層的高陡順層巖質邊坡則考慮了厚度對其動態(tài)響應規(guī)律的研究。最終發(fā)現(xiàn)在結構面出露位置附近往往出現(xiàn)水平和豎直位移“突增”現(xiàn)象，在結構面出露位置以下位移幾乎為0m，在結構面出露位置以上位移將不再大幅度變化。同時也關注到坡腳的特殊性

6、，在高陡順層巖質雙面坡中，坡腳會出現(xiàn)水平右移和豎向沉降；在含軟弱夾層的高陡順層巖質邊坡，坡腳只會出現(xiàn)豎向沉降。而且粘聚力和內摩擦角對于四種類型邊坡的影響大同小異，只是在高陡順層巖質單面坡的結構面出露位置附近出現(xiàn)不隨內摩擦角的減小而增加，但是在高陡順層巖質雙面坡方面，粘聚力的改變會造成c=0.4MPa與c=0.6MPa和0.8MPa所對應的位移曲線具有較大的差異性。
　?。?）對于高陡順層巖質邊坡在粘聚力和內摩擦角不同的各個參數(shù)下結