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文檔簡介
1、在公路、鐵路和水利等工程的建設(shè)中,往往需要修建邊坡,邊坡工程對我國的國民經(jīng)濟建設(shè)有著不可估量的重要作用。人工邊坡為基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供有力保障,同時也為人們生產(chǎn)生活提供了巨大的便利。然而邊坡的穩(wěn)定性問題也嚴(yán)重影響到公路、鐵路和水利等工程施工和運營的安全性。我國處在世界上兩個最大地震發(fā)生的最集中地帶之間,并受到印度板塊、菲律賓海洋板塊和印度板塊的相互擠壓,使得地震斷裂帶不斷發(fā)展。因此,對在地震作用下邊坡的穩(wěn)定性分析顯得十分重要,并且具有很大的
2、現(xiàn)實意義。尤其是我國在2008年經(jīng)歷了汶川地震之后,特大地震對于山區(qū)滑坡造成的危害使得更多的學(xué)者重視邊坡在地震作用時穩(wěn)定性的研究。為此,本文就邊坡地震穩(wěn)定性分析中的擬靜力法做了一些初步的研究工作。
本文的主要內(nèi)容及結(jié)論如下:
①首先,提出邊坡穩(wěn)定性分析的理論基礎(chǔ),再分別闡述靜力作用下和地震作用下邊坡穩(wěn)定性的分析方法?;陟o力和地震作用下邊坡穩(wěn)定性分析的研究現(xiàn)狀指出地震作用下擬靜力分析的優(yōu)缺點,從而引出本文要研究的內(nèi)容
3、;
?、趯M靜力法進行全面的分析,針對在豎向條分時計算水平地震力與抗滑力矩時的誤差進行分析得出以下結(jié)論:計算地震慣性力有很大的誤差,同時抗滑力矩計算結(jié)果比真實的抗滑力矩偏低。由于人們過于看重水平地震力對邊坡的產(chǎn)生破壞,而忽略了豎向地震力的影響,因此本論文中地震加速度考慮是斜向的。在考慮斜向加速度的情況下,改進了擬靜力法即:由豎向地震慣性力與土條重力引起的滑動力矩和抗滑動力矩,采用豎向條分計算;由水平地震慣性力引起的滑動力矩和抗滑
4、動力矩,采用水平條分計算;最后再進行疊加;
?、劾糜邢拊治龅暮侠硇?,考慮土體應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系,采用強度折減法進行邊坡的擬靜力強度折減法來分析穩(wěn)定性。利用改進的擬靜力法同強度折減法對同一個算例進行對比,分析計算的結(jié)果發(fā)現(xiàn)強度折減法安全系數(shù)偏小。通過分析還發(fā)現(xiàn)在強度折減法的模型中,地震慣性力的水平地震力與豎向地震力是對整個模型而言的,然而在改進擬靜力法中并沒有考慮最危險圓弧滑面底部弓形體的擬地震力,僅僅只是分析了圓弧滑面以上條分土
5、條所受到的水平地震力、豎向地震力和重力。這就說明改進的擬靜力法仍然需要進一步完善;
?、芑诟倪M的擬靜力法與強度折減法的對比所發(fā)現(xiàn)的問題,提出了一種新的計算方法,即通過旋轉(zhuǎn)原來的坐標(biāo)將地震力與重力進行矢量疊加,以形成合力,并在合力的方向上建立與合力垂直的新的 X坐標(biāo),使得地震的邊坡穩(wěn)定問題變?yōu)榻?jīng)過土體參數(shù)和邊坡幾何尺寸修正形成新的邊坡,從而只需進行靜力分析即可。為印證新方法的可行性,使用改進的擬靜力法與強度折減法對同一個算例進行
6、計算,將其結(jié)果同之前的兩個安全系數(shù)進行對比,發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)法結(jié)論與強度折減法結(jié)論接近,且數(shù)值上都偏小,說明采用旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)法避開了改進的擬靜力法沒有考慮最危險圓弧滑面下部地震力的問題,該分析方法是可行的,并沒有影響擬靜力分析方法本身;
?、轂樘岣咝D(zhuǎn)坐標(biāo)的實用性,考慮了水下邊坡在地震作用下安全系數(shù)的計算。通過旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)法、靜力計算法與理論推導(dǎo)公式等傳統(tǒng)的方法進行對比,分析其結(jié)果的準(zhǔn)確性,發(fā)現(xiàn)數(shù)值分析的方法與理論分析的方法所得出的結(jié)論相差
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