地震降雨耦合作用下鉸鏈式砌塊生態(tài)邊坡穩(wěn)定性研究.pdf

1、邊坡失穩(wěn)是廣泛分布的地質(zhì)災(zāi)害之一，每年造成巨大的生命財產(chǎn)損失。地震和降雨是影響邊坡穩(wěn)定的兩個主要因素，也是眾多學者研究的重點。鉸鏈式砌塊生態(tài)邊坡因造價低、施工簡單、安全性高等優(yōu)點在工程中得到應(yīng)用并取得良好護坡效果，但由于缺乏在地震降雨耦合作用下的動力穩(wěn)定性研究，制約了其推廣發(fā)展和優(yōu)化設(shè)計。
　　因此研究鉸鏈式砌塊生態(tài)邊坡在地震降雨耦合作用下的動力穩(wěn)定性，具有重要理論意義和工程應(yīng)用價值。
　　本文以大圣湖護坡為工程背景，采用振

2、動臺模型試驗和FLAC3D數(shù)值模擬兩種主要研究方法，以天然土質(zhì)邊坡為參照，鉸鏈式砌塊生態(tài)邊坡為研究對象，通過分析地震、地震降雨耦合作用下的加速度、動土壓力、位移、孔隙水壓力、安全系數(shù)等參數(shù)指標，研究了邊坡動力穩(wěn)定性響應(yīng)規(guī)律。數(shù)值模擬得到試驗結(jié)果的較好驗證，主要研究內(nèi)容及成果如下:
　　進行了振動臺試驗?zāi)Ｐ团c方案設(shè)計，同時進行了FLAC3D動力分析理論研究。研究了鉸鏈式砌塊生態(tài)邊坡地震作用時坡體力學響應(yīng)及分布規(guī)律、地震波峰值及波型變

3、化對其力學響應(yīng)的影響規(guī)律。鉸鏈式砌塊生態(tài)邊坡在地震作用下，PGA（加速度放大系數(shù)）和動土壓力具有“臨空放大”、“垂直放大”效應(yīng);水平最大位移位于坡腳位置，豎向最大位移位于坡肩位置;安全系數(shù)則比初始應(yīng)力狀態(tài)下小。人工波作用下，隨著峰值增大，PGA變小、動土壓力增大但增幅減小，出現(xiàn)“量級飽和”現(xiàn)象，位移變形逐漸增大，安全系數(shù)降低。依次在峰值1m·S-2的Castaic波、人工波、Taft波作用下，PGA、位移變形增大，安全系數(shù)逐漸降低。在相

4、同工況下，鉸鏈式砌塊生態(tài)邊坡各項參數(shù)指標優(yōu)于天然土質(zhì)邊坡，前者具有較好的抗震性能。
　　研究了應(yīng)力場滲流場耦合基本理論，并對鉸鏈式砌塊生態(tài)邊坡進行靜力滲流數(shù)值模擬分析。對地震降雨耦合作用下的鉸鏈式砌塊生態(tài)邊坡進行振動臺模型試驗和數(shù)值模擬動力穩(wěn)定性研究。結(jié)果表明，鉸鏈式砌塊生態(tài)邊坡各參數(shù)指標的動力響應(yīng)與地震單獨作用下相似;但鉸鏈式砌塊生態(tài)邊坡PGA增大，位移變形增大，安全系數(shù)降低，同時其孔隙水壓力得到積聚，有效應(yīng)力減小;相同工況下各