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《地震作用下高陡巖質(zhì)邊坡動態(tài)響應(yīng)規(guī)律研究》由會員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、申請上海交通大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文地震作用下高陡巖質(zhì)邊坡動態(tài)響應(yīng)規(guī)律研究碩士研究生:喬徐峰學(xué)號:1120109054導(dǎo)師:羅先啟教授申請學(xué)位:碩士學(xué)科:巖土工程所在單位:船舶海洋與建筑工程學(xué)院答辯日期:授予學(xué)位單位:上海交通大學(xué)上海交通大學(xué)船舶海洋與建筑工程學(xué)院2015年1月基金項(xiàng)目:國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973)資助(No.2011CB013505);國家自然科學(xué)基金資助(No.51279100)ADissertationSubmittedtoShanghaiJiaoTongUniversityfortheMasterDegreeofEn
2、gineeringSTUDYONTHEDYNAMICRESPONSERULESOFHIGHANDSTEEPROCKSLOPEUNDEREARTHQUAKECandidate:XufengQiaoStudentID:1120109054Supervisor:Prof.XianqiLuoAcademicDegreeAppliedfor:MasterSpeciality:GeotechnicalEngineeringAffiliation:SchoolofNavalArchitecture,Ocean&CivilEngineeringDateofD
3、efende:January,2015Degree-Conferring-Institution:ShanghaiJiaoTongUniversitySchoolofNavalArchitecture,OceanandCivilEngineeringShanghaiJiaoTongUniversityShanghai,P.R.China摘要邊坡是具有側(cè)向臨空面的地質(zhì)體,而地震則是由于板塊間相互擠壓碰撞造成板塊邊緣或者內(nèi)部產(chǎn)生錯動和破裂,地殼快速釋放能量而造成振動,進(jìn)而產(chǎn)生地震波的一種自然現(xiàn)象。我國西南地區(qū)多分布著高陡邊坡,其在地震作用下和一般
4、的土坡以及邊坡高度較低的巖質(zhì)邊坡動態(tài)響應(yīng)不同,所以對于西南地區(qū)高陡巖質(zhì)邊坡的動態(tài)響應(yīng)規(guī)律的研究具有很高的科學(xué)意義。本文利用ABAQUS軟件,通過有限元和無限元耦合方法對均質(zhì)高陡邊坡和高陡順層巖質(zhì)邊坡兩種類型邊坡進(jìn)行了數(shù)值分析,研究不同參數(shù)條件下的高陡邊坡動態(tài)響應(yīng)規(guī)律。(1)本文從影響均質(zhì)高陡邊坡動態(tài)響應(yīng)規(guī)律的所有因素中選擇具有代表性的邊坡幾何參數(shù)(坡高、坡度和坡形)、力學(xué)參數(shù)(彈性模量、泊松比、粘聚力和內(nèi)摩擦角)和地震波參數(shù)(振幅、周期、持時(shí)和av/ah)這十一個因素進(jìn)行研究,對于每個因素選擇間隔相同的不同參數(shù),研究其對于坡面水平和豎直加速度
5、峰值及其放大系數(shù)與坡高之間的變化關(guān)系。最終發(fā)現(xiàn):1.坡腳、坡肩等特殊位置的加速度峰值及其放大系數(shù)的變化規(guī)律,不同av/ah條件下,坡腳位置往往出現(xiàn)較大的水平和豎直加速度峰值;2.同一參數(shù)下,水平和豎直加速度大小關(guān)系交替位置的動態(tài)響應(yīng)規(guī)律,內(nèi)摩擦角改變水平和豎直加速度峰值大小關(guān)系分界點(diǎn)位置,但分界I位置依然保持在邊坡中點(diǎn)附近;3.坡面水平和豎直加速度峰值最大值所在位置的動態(tài)響應(yīng)規(guī)律,往往出現(xiàn)在坡腳、邊坡中點(diǎn)以及坡肩這些特殊位置附近,水平和豎直加速度峰值最大值隨著粘聚力的增加而減??;4.同一坡高下,水平和豎直加速度峰值及其放大系數(shù)隨參數(shù)所對應(yīng)條件
6、的變化而表現(xiàn)出的數(shù)值大小關(guān)系動態(tài)響應(yīng)規(guī)律,比如持時(shí)影響下,在坡高相同的位置,坡面水平和豎直加速度峰值及其放大系數(shù)幾乎相等。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了豎直加速度峰值及其放大系數(shù)與坡高之間的關(guān)系比水平方向要簡單,豎直加速度峰值及其放大系數(shù)在坡面上多呈“V”形分布,但水平方向上的加速度峰值及其放大系數(shù)的變化規(guī)律非常多樣。(2)本文選擇具有代表性的高陡順層巖質(zhì)單面坡、高陡順層巖質(zhì)雙面坡、高陡順層巖質(zhì)單面坡多層結(jié)構(gòu)、含軟弱夾層的高陡順層巖質(zhì)邊坡四種類型進(jìn)行研究,分別對其在粘聚力、內(nèi)摩擦角和av/ah三種類型不同參數(shù)條件下的坡面水平和豎直位移與坡高之間的關(guān)系進(jìn)行了分析
7、。特別是對高陡順層巖質(zhì)單面坡多層結(jié)構(gòu)部分考慮了結(jié)構(gòu)面位置不同對其動態(tài)響應(yīng)規(guī)律的影響,而含軟弱夾層的高陡順層巖質(zhì)邊坡則考慮了厚度對其動態(tài)響應(yīng)規(guī)律的研究。最終發(fā)現(xiàn)在結(jié)構(gòu)面出露位置附近往往出現(xiàn)水平和豎直位移“突增”現(xiàn)象,在結(jié)構(gòu)面出露位置以下位移幾乎為0m,在結(jié)構(gòu)面出露位置以上位移將不再大幅度變化。同時(shí)也關(guān)注到坡腳的特殊性,在高陡順層巖質(zhì)雙面坡中,坡腳會出現(xiàn)水平右移和豎向沉降;在含軟弱II夾層的高陡順層巖質(zhì)邊坡,坡腳只會出現(xiàn)豎向沉降。而且粘聚力和內(nèi)摩擦角對于四種類型邊坡的影響大同小異,只是在高陡順層巖質(zhì)單面坡的結(jié)構(gòu)面出露位置附近出現(xiàn)不隨內(nèi)摩擦角的減小
8、而增加,但是在高陡順層巖質(zhì)雙面坡方面,粘聚力的改變會造成c=0.4MPa與c=0.6MPa和0.8MPa所對應(yīng)的位移曲線具有較大的差異性。(3)對于高陡順層巖質(zhì)邊坡