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原文传递框架锚索及框架锚索-抗滑桩加固岩质边坡的动力特性研究

论文题名：	框架锚索及框架锚索-抗滑桩加固岩质边坡的动力特性研究
关键词：	公路边坡加固;复合支护结构;框架锚索;抗滑桩;抗震设计
摘要：	“5.12”汶川地震和“4.20”芦山地震震害调查均显示框架锚索及框架锚索-抗滑桩组合支护结构形式具有良好的抗震性能，但目前对其抗震机理的认识不足，使其在高烈度地震区复合支护结构的合理选型应用中受到限制。　　本文以交通运输部建设科技项目“四川藏区高海拔高烈度条件下公路建设减灾关键技术研究”为契机，借助大型振动台模型试验探讨了框架锚索加固含软弱夹层岩质边坡体的地震动力响应特性、地震波在软弱夹层内的放大效应及锚索轴力的空间响应特性，从能量角度出发，提出了框架锚索加固边坡的抗震设计方法;基于原型边坡概化的地质体，开展了框架锚索-抗滑桩组合结构加固边坡的振动台模型试验，研究了作为主动防护结构的框架锚索与作为被动支挡结构的抗滑桩在地震时的力学响应机制及其加固边坡的抗震效果，提出了框架锚索-抗滑桩加固边坡的抗震设计方法。论文取得的主要成果和结论如下: 　　(1)框架锚索加固边坡的地震动力响应特性　　详细介绍了框架锚索加固含软弱夹层岩质边坡的振动台模型试验制作过程，研究了滑床、滑体和框架梁结构的地震变形特性及其差异性，锚索轴力响应峰值与残余值的空间特性，潜在滑体与软弱夹层内的加速度响应特性以及边坡体的宏观变形发展过程。提出了框架锚索加固岩质边坡的地震破坏机制与识别边坡体地震破坏的加速度频谱方法。　　(2)框架锚索加固边坡的抗震设计方法　　将锚索轴力在地震时的响应值分解为弹性响应阶段和残余轴力增加阶段，基于多自由度体系的集中质量法和块体滑移理论提出了地震过程中锚索轴力的空间响应值求解方法。基于能量分析理论，提出了考虑锚索轴力变化的框架锚索加固直线型与对数螺旋线型破裂面边坡的地震稳定性计算方法，并将其计算结果与振动台模型试验结果对比验证。　　(3)框架锚索-抗滑桩组合结构加固边坡的地震动力响应特性　　基于原型边坡概化的地质体，开展了框架锚索-抗滑桩组合结构加固边坡的大型振动台模型试验。研究了锚索轴力、抗滑桩土压力、边坡加速度与位移在地震时的响应特性，揭示了锚索轴力地震响应的分区特性，探讨了抗滑桩与锚索在地震时的协同工作机制，通过引入Hilbert边际谱，探索了地震波在加固边坡体内传播时的能量变化规律、识别了边坡体损伤位置的发展变化特性，评价边坡的加固效果。　　(4)框架锚索-抗滑桩组合结构加固边坡的抗震设计方法　　基于框架锚索-抗滑桩加固边坡的振动台模型试验结果，提出了框架锚索-抗滑桩加固边坡的抗震设计方法，其中考虑加速度高程放大效应、抗滑桩与边坡体变形协调条件等因素着重提出了锚索的抗震分区设计，并结合具体工程实例详述了框架锚索-抗滑桩加固边坡的抗震设计流程。该方法可用于组合支护结构的抗震设计，并指导支护结构的合理选型。
作者：	付晓
专业：	岩土工程
导师：	张建经
授予学位：	博士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2017
正文语种：	中文