路堤工程在地震作用下的動(dòng)力響應(yīng)特性研究.pdf

1、汶川大地震后，據(jù)震區(qū)震害初步調(diào)查，強(qiáng)震區(qū)公路路基本體遭到嚴(yán)重破壞，破壞形式主要有路堤側(cè)向變形、豎向沉陷，路面縱橫向拉裂縫，路基滑移破壞、錯(cuò)落，路肩墻傾斜、破壞等。地震作用下的邊坡失穩(wěn)給生命線造成毀滅性破壞，極大地阻礙了災(zāi)區(qū)救援工作的開(kāi)展，極大影響災(zāi)后重建工作。高烈度地震區(qū)交通運(yùn)輸通道在強(qiáng)震條件下保證暢通是必須考慮的關(guān)鍵問(wèn)題，以我國(guó)新時(shí)期高烈度地震山區(qū)鐵路、公路建設(shè)為契機(jī)，以山區(qū)道路路基、邊坡工程為依托，開(kāi)展道路邊坡震害防治技術(shù)研究非常必

2、要，對(duì)以后路基工程的抗震設(shè)計(jì)具有重要借鑒與參考意義。
　　 本文的研究?jī)?nèi)容主要有：
　　 1.利用大型振動(dòng)臺(tái)分別進(jìn)行了層狀土與邊坡模型的振動(dòng)臺(tái)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，以及素土與鋪設(shè)加筋材料的振動(dòng)臺(tái)對(duì)比實(shí)驗(yàn)。探討了坡形和加筋措施對(duì)地震波傳遞的影響，發(fā)現(xiàn)與層狀土對(duì)比.具有臨空面的邊坡對(duì)地震加速度峰值放大系數(shù)可增加約30％，而加筋措施能明顯減弱土層對(duì)地震波的放大效應(yīng)，素土與鋪設(shè)加筋材料的層狀土實(shí)驗(yàn)相比，對(duì)加速度峰值放大系數(shù)可減小約20％。<

3、br>　　 2.對(duì)地震作用下邊坡模型的動(dòng)力特性進(jìn)行了探討，得出了邊坡中上部到坡肩是最易破壞失穩(wěn)的部位，在抗震設(shè)計(jì)中需要重點(diǎn)考慮的結(jié)論；并發(fā)現(xiàn)隨著地震振動(dòng)次數(shù)和振幅的增加，土體內(nèi)部的損傷會(huì)引起其自振頻率的降低，導(dǎo)致土體的自振頻率更加接近地震波的卓越頻率，使土體對(duì)地震波的放大效應(yīng)增強(qiáng)，這提示我們，在一次地震發(fā)生后，對(duì)于外觀沒(méi)有明顯破壞的巖土工程，也應(yīng)及時(shí)進(jìn)行損傷評(píng)估，決定是否采取加固措施。
　　 3.基于FLAC3D的彈塑性理論，

4、對(duì)10m~40m高度路堤在不同烈度地震工況下的加速度響應(yīng)及其機(jī)理，位移響應(yīng)，及路堤對(duì)地震波頻譜的影響進(jìn)行了研究。發(fā)現(xiàn)不同高度的路堤的水平加速度峰值放大系數(shù)形態(tài)呈現(xiàn)三種類型：沿程單調(diào)遞增形態(tài)(高度小于10m)、隨高程增加而增加→衰減→增加的“三段形態(tài)”(高度大于20m)，以及介于前二者之間的過(guò)渡形態(tài)(高度介于10m到20m之間)，并從地震波的反射疊加與土體對(duì)地震波的衰減效應(yīng)方面探討了”三段形態(tài)”的形成機(jī)理。還分析發(fā)現(xiàn)路堤土體對(duì)地震波高頻分

5、量(10HZ以上)吸收比較明顯，對(duì)地震波低頻分量(10HZ以下)的吸收較弱，得出相對(duì)于其它對(duì)地震波高頻分量響應(yīng)敏感的工程而言，路堤工程震害相對(duì)對(duì)震源距離(地震烈度往往與到震源距離成反比)敏感性較低的結(jié)論。
　　 4.進(jìn)行了路堤在地震作用下的沉降的振動(dòng)臺(tái)實(shí)驗(yàn)研究，探討了地震強(qiáng)度，邊坡坡形對(duì)地震作用下路堤沉降量的影響。地震作用下路堤沉降量與地震強(qiáng)度直接相關(guān)，在地震強(qiáng)度達(dá)到一定程度前，模型無(wú)明顯沉降，地震強(qiáng)度達(dá)到一定程度后，模型劇烈沉