含单一弱面锚固岩质边坡动力反应分析.pdfVIP

中文摘要 摘 要 我国幅员辽阔，山区面积大，尤其是我国西部地区分布着大量自然边坡和人工 边坡。近年来，地球地壳活动频发，我国发生了多起破坏力极强、作用面积极广的 大地震，对我国山区建筑和人民的生命有着巨大威胁。为了响应社会和工程的需求， 边坡的动力响应研究已成为边坡工程及其相关领域的热点课题。 本文首先总结国内外学者对岩质边坡动力稳定性影响因素的研究，发现地震 作用下边坡的失稳，受多种因素影响，其中直接因素是地震作用。按岩体结构类型 对岩质边坡进行分类，并研究动力作用下岩质边坡破坏模式，针对含单一弱面岩质 边坡沿结构面滑动进行动力反应分析。基于向家山滑坡工程实例建立含单一弱面 岩质边坡概化模型。对常见支护结构抗震性能进行分析，发现锚杆（索）加固岩质 边坡效果良好，故采用预应力锚索对含单一弱面岩质边坡进行支护。通过 FLAC3D 对含单一弱面锚固岩质边坡动力稳定性进行分析，总结归纳边坡动力响应规律，为 含单一弱面锚固岩质边坡计算模型的简化假设提供理论基础。基于拟静力法和动 力学原理建立动力作用下含单一弱面锚固岩质边坡运动平衡方程，利用解析法求 解边坡滑移面处的位移解和锚杆轴力解，提出一种可适用的锚杆轴力计算公式。并 针对地震动参数和锚固参数对边坡滑移面处位移峰值的影响进行分析。最后总结 归纳含单一弱面锚固岩质边坡动力响应规律，为边坡抗震设计提出几点优化意见。 主要研究结论如下： ⑴边坡稳定性影响因素总体上可分为内因和外因。内因主要有边坡地形地貌、 地质构造和岩土体性质；外因主要降雨、地震和工程活动等一系列外部条件。锚杆 （索）加固岩质边坡效果良好，其加固体系失效控制界面为注浆体与岩石界面。 ⑵利用 FLAC3D 研究含单一弱面锚固岩质边坡动力响应规律，得出锚索能有效 提高边坡整体抗震性能。加速度放大系数随加速度峰值增大而减小，当地震频率靠 近边坡自振频率时，加速度响应较大；波形和持时对加速度放大系数影响较小。 ⑶加速度放大系数随锚固段长度增大而减小，随锚固间距增大而增大，对锚固 倾角不敏感。当地震强度较小时，锚杆轴力在坡腰附近取得最大，随着地震强度增 大，坡顶锚杆内力迅速上升，最后与坡腰位置同为最大。 ⑷基于理论计算公式，对地震动参数和锚固参数对边坡滑移面处位移峰值的 影响进行分析。得出位移峰值随加速度峰值增大而增大，当地震频率与边坡自振频 率靠近时，滑移面处位移峰值最大。Taft 波作用下滑移面处位移峰值最大，EL 波 次之，Kobe 波最小。滑移面处位移峰值随锚固段长度增大而减小，随锚固间距增 大而增大，对锚固倾角不敏感。 I 重庆大学硕士学位论文 本文从数值模拟和理论分析两个方面对含单一弱面锚固岩质边坡动力反应进 行分析。总结归纳含单一弱面锚固岩质边坡动力响应规律，针对地震动参数和锚固 参数对边坡动力响应的影响进行分析，可为岩质边坡动力响应研究和抗震设计提 供参考依据。 关键词：锚杆支护；岩质边坡；动力响应；参数分析 II 英文摘要 Abstract China has a vast territory and a large mountainous area. Especially in the western part of China, there are a large number of natural and artificial slopes. In recent years, the earths crustal activity has been frequent. Several large earthquakes with strong destructive force and wide area of action have occurred in China. The geological disasters such as collapse, debris