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宝鸡地区黄土边坡地震动力超载稳定性分析

作 者: 刘远
导 师: 孙进忠
学 校: 中国地质大学(北京)
专 业: 岩土工程
关键词: 地震稳定性 荷载增强法 临界加速度 FLAC3D
分类号: TU435
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
下 载: 82次
引 用: 1次
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内容摘要


近几年,世界范围内发生了许多破坏性大地震,如汶川大地震、玉树地震、日本东海岸大地震等,这些大地震诱发的地震灾害令人触目惊心,如地震滑坡就是破坏力极大的地震灾害。地震滑坡灾害带来的灾难要求人们加强对地震边坡动力稳定性开展研究,以期做到有效的抗震设防。宝鸡地区地质构造复杂,地形地貌差异大;汾渭地震带、六盘山—祁连山地震带、汉水地震带及鄂尔多斯地震带对宝鸡地区存在较大的影响;该地区黄土边坡分布广泛。地震作用下,黄土边坡容易发生破坏,所以亟需对宝鸡地区黄土边坡地震稳定性开展研究。强度折减法是研究边坡地震稳定性的常用方法,该法固定地震荷载不变,改变边坡强度以搜索边坡临界强度,边坡临界强度和现状强度相比能衡量边坡的强度储备程度,为抗震设防提供依据。强度折减法已写进相关规范,但是该法本身存在局限性。本文研究的荷载增强法是一种新方法,该法不改变边坡现状强度,而是改变地震荷载以搜索使边坡破坏的临界荷载,再与现有区域抗震设防标准比较,以此评估边坡地震稳定性和现有抗震设防是否安全,为地震边坡的抗震设防提供依据,可将之称为边坡动力超载稳定性。由于荷载增强法提出时间较晚,尚处于探索阶段,工程上也无明确的标准,分析方法有待探讨。本文在前期研究基础上,通过实例,进一步系统地对荷载增强法开展研究,以求完善该方法。本文选择蟠龙塬边坡作为研究对象,按照荷载增强法的思路,首先寻找适合于宝鸡地区的地震动加速度时程,再根据拟静力法估算边坡临界荷载,据此得到一个不能使边坡破坏的荷载,然后由弱到强输入地震动荷载搜索使边坡破坏的临界荷载,将临界荷载与宝鸡地区抗震设防标准相比较定义地震边坡动力稳定性系数,即稳定性判据,以此为边坡抗震设防提供依据。对蟠龙塬黄土边坡超载数值分析得出,相对于宝鸡地区50年超越概率10%的抗震设防地震加速度,蟠龙塬边坡的地震动力稳定性系数为0.67,按照该地区的抗震设防标准,蟠龙塬黄土边坡有失稳破坏的可能性,现有抗震设防标准过低。通过实例研究,本文进一步完善了荷载增强法,为在此基础上建立一套以临界地震加速度为依据的边坡稳定性评估体系奠定了基础。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章 绪论  10-24
  1.1 前言  10-11
  1.2 边坡地震稳定性研究现状  11-18
    1.2.1 边坡地震稳定性分析思路研究现状  12-14
    1.2.2 边坡地震稳定性研究方法研究现状  14-16
    1.2.3 边坡地震稳定性研究手段研究现状  16-18
  1.3 荷载增强法及其存在的问题  18-20
  1.4 本文研究内容和技术路线  20-24
    1.4.1 研究内容与意义  20-21
    1.4.2 研究技术路线  21-24
第2章 宝鸡市区域概况及工程地质背景  24-36
  2.1 宝鸡市区域概况  24-26
  2.2 宝鸡地区地貌、地质概况  26-29
  2.3 宝鸡地区黄土边坡特征  29-31
  2.4 宝鸡地区地震构造  31-34
  2.5 宝鸡地区地震影响区潜在震源带  34-36
第3章 地脉动、地震动与边坡地震稳定性数值分析方法  36-52
  3.1 FLAC3D软件在黄土边坡地震稳定性分析中的应用  36-40
    3.1.1 FLAC3D软件介绍  36
    3.1.2 FLAC3D动力计算原理  36-39
    3.1.3 边坡三维模型建立流程  39-40
  3.2 地脉动与地震边坡稳定性数值分析方法  40-49
    3.2.1 地脉动相关概念  40-46
    3.2.2 地脉动在边坡地震稳定性数值分析中的应用  46-49
  3.3 地震动与地震边坡稳定性数值分析方法  49-52
    3.3.1 地震动相关概念  49-50
    3.3.2 地震动在边坡稳定性数值分析中的应用  50-52
第4章 蟠龙塬边坡动力超载稳定性分析  52-66
  4.1 蟠龙塬边坡三维数值模型  52-54
  4.2 蟠龙塬边坡地震动力超载稳定性分析  54-65
    4.2.1 地震动峰值加速度为 50 cm s~(-2)时的模拟结果  56-60
    4.2.2 地震动峰值加速度为 100 cm s~(-2)时的模拟结果  60-63
    4.2.3 地震动峰值加速度为 120 cm s~(-2)时的模拟结果  63-65
  4.3 蟠龙塬边坡地震稳定性评估  65-66
第5章 结论与展望  66-68
  5.1 结论  66-67
  5.2 展望  67-68
致谢  68-70
参考文献  70-73

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 土力学、地基基础工程 > 土力学 > 土动力学与振动地基
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