含地下洞室?guī)r質(zhì)邊坡地震響應(yīng)規(guī)律與穩(wěn)定性研究.pdf

1、地震作用下邊坡的穩(wěn)定性研究是當(dāng)前巖土地震工程學(xué)與地震工程研究領(lǐng)域的一個(gè)重點(diǎn)與熱點(diǎn)問題，以往的研究表明，全球滑坡帶與地震帶的分布基本一致，充分體現(xiàn)了地震對邊坡破壞具有觸發(fā)作用。在地震作用下邊坡或地下洞室的穩(wěn)定性研究已取得了很多的研究成果，然而地震作用下含地下洞室?guī)r質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性研究卻很少，其破壞機(jī)制顯然不同于一般的巖質(zhì)邊坡，坡腳地下洞室的存在與開挖必將劣化坡體內(nèi)的力學(xué)環(huán)境，再加上地震的作用，其破壞機(jī)理必將具有自身特點(diǎn)。因此，本文針對在地震

2、作用下含地下洞室?guī)r質(zhì)邊坡的動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律與穩(wěn)定性開展了以下研究工作:
　　(1)從靜力和動(dòng)力的角度，分別闡述了幾種主要的邊坡穩(wěn)定性分析方法，分析了各種方法所適合的條件和特點(diǎn)，并且對所述方法進(jìn)行了比較詳細(xì)的評(píng)價(jià)，比較了各方法所具有的優(yōu)勢與不足。
　　(2)詳細(xì)闡述了有限單元法的計(jì)算原理。在靜力分析中，主要采用線彈性理論和彈塑性理論，分析材料和結(jié)構(gòu)的變形能力和穩(wěn)定性;在動(dòng)力分析中，主要運(yùn)用特征值分析、基于Newmark法的時(shí)程分析

3、與強(qiáng)度折減法相耦合的方法，分析材料和結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)特性和穩(wěn)定性。
　　(3)利用有限元軟件對含單獨(dú)隧道和小凈距隧道的巖質(zhì)邊坡進(jìn)行靜力和動(dòng)力穩(wěn)定性分析的數(shù)值模擬，得出邊坡圍巖應(yīng)力和位移變化規(guī)律。在靜力分析中，僅考慮模型的自重，通過計(jì)算得到了邊坡主應(yīng)力、位移和塑性變形的圖形，另外計(jì)算得到了邊坡穩(wěn)定性系數(shù)，對結(jié)果進(jìn)行分析得出，上部與下部巖體應(yīng)力情況有較大差異，坡面附近的巖體產(chǎn)生的位移較大，坡腳處的塑性應(yīng)變值較大，邊坡有可能出現(xiàn)一定的滑坡

4、現(xiàn)象;在動(dòng)力分析中，將自重轉(zhuǎn)換為時(shí)變靜力荷載，通過對模型施加X單向和XZ雙向地震加速度，計(jì)算得到了邊坡位移、速度和加速度的時(shí)程圖形及三者的放大系數(shù)規(guī)律，并計(jì)算出各狀態(tài)下邊坡的穩(wěn)定性安全系數(shù)及塑性變形的圖形，對結(jié)果進(jìn)行分析得出，邊坡在X向地震作用下，當(dāng)峰值加速度為0.1g和0.15g時(shí)，整個(gè)邊坡處于比較穩(wěn)定的狀態(tài)，加速度、位移、速度時(shí)程與荷載的增加比例相同，放大系數(shù)很接近，當(dāng)取0.2g后，邊坡大部分區(qū)域進(jìn)入塑性狀態(tài)，邊坡在XZ向地震作用下