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强震作用下堆积体边坡的动力响应研究——以紫坪铺水利枢纽工程左岸坝前堆积体为例
| 论文题名： | 强震作用下堆积体边坡的动力响应研究——以紫坪铺水利枢纽工程左岸坝前堆积体为例 |
| 关键词： | 堆积体边坡;原位监测;数值模拟;动力响应 |
| 摘要： | 我国西南地区地质构造复杂，地震频发，引发的地质灾害具有分布广、危害大等特点，其中地震滑坡造成的损失最为严重，因此，研究地震作用下边坡的动力响应与成因机理具有重要意义。左岸坝前堆积体位于紫坪铺水利枢纽工程引水系统正前方，“5.12”汶川地震之后，堆积体发生明显变形，其失稳将会对大坝及下游人民生命财产安全造成极大影响。本文以堆积体工程地质条件为基础，结合原位监测、振动台试验及数值模拟进行综合分析，获得主要成果如下: (1)通过原位监测分析了地震前后堆积体变形特征。震前，堆积体坡表位移较小，位移矢量方位角无明显规律，基覆界面未产生错动，堆积体处于稳定状态。震后，灯盏坪前缘产生3处小崩塌，公路出现多条裂缝，坡表位移增量77～219mm，内部产生明显错动面，基覆界面位错31～64mm。地震使堆积体变形方向产生明显趋同性，地表位移矢量方位角均值134°，与汶川地震断裂带走向垂直相交，之后经历多次余震、降雨及库水升降，堆积体变形未有进一步发展。 (2)采用振动台试验研究了地震作用下堆积体变形破坏特征、动力响应规律及机理。堆积体变形破坏过程分为坡顶张拉裂缝形成—裂缝向下延伸扩展—裂缝贯通、前缘剪出口形成—堆积体失稳破坏4个阶段。地震作用下堆积体存在水平、高程及地形放大效应;不同振幅地震波作用下PGA呈明显非线性变化;随着输入正弦波频率增大，各测点PGA逐渐增大。 (3)利用数值模拟分析了堆积体塑性区、应变、位移、加速度动力响应情况。自重状态下，堆积体位移变化较小，处于力平衡状态，震前稳定性较好。地震作用下，灯盏坪前缘位移、应变集中，基覆界面剪拉区贯通，堆积体产生大变形。堆积体存在水平、高程及地形放大效应;堆积体内部及坡表PGA随振幅增大而减小，基覆界面PGA随振幅增大而增大;随着输入频率增大，各测点PGA逐渐减小;随着输入持续时间增加，各测点PGA未有变化。 (4)原位监测、振动台试验、数值模拟结果均存在水平、高程及坡表放大效应，三者变形破坏特征基本一致;数值模拟不同高程、振幅、频率及地震波型的动力响应规律与振动台试验结果较为一致。 |
| 作者： | 徐博 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 汪家林;崔长武 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 成都理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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