详情

原文传递公路填方路基抗震性能研究

论文题名：	公路填方路基抗震性能研究
关键词：	高填方路基结构;振动台试验;抗震性能;动力反应;震害特征;安全诊断
摘要：	全球的板块构造和动力条件决定了我国是一个地震高发的国家，路基是公路最普遍的结构，具有量多面广的特点，一旦遭到震害，其破坏也是普遍性的。出于防灾减灾的需要，本项研究旨在通过对高填方路基结构进行振动台模型试验，深入了解高填方路基结构的地震动力响应变化规律，动力破坏过程以及地震动参数对动力响应的影响，以便为检验数值计算模型的正确性提供验证，并与汶川地震路基震害特征加以对比，进而总结路基结构的震害特征及其抗震薄弱部位，为高填方路基结构的抗震设计提供依据。利用振动台对高填方路基结构进行模型试验在国内尚属首次。　　本文首先对路基结构的抗震研究、震害评估现状以及土木结构的振动台模型试验研究现状进行了分析与总结，为路基结构振动台模型试验的顺利进行起到很好的参考作用。同时对汶川地震中路基结构的震害表现形式及震害特征做了归纳总结:震害表明，路基结构在一定的条件下可能发生严重震害，应引起对路基结构抗震减灾的重视，结合汶川地震中路基结构震害特点及原因，分析了路基结构震害的影响因素，据此给出了震后路基结构安全诊断项目及检测结果的评估，根据评估结果，在抢险救灾阶段和恢复重建阶段，对不同安全等级的路基结构提出不同处治建议。　　在总结前人研究成果的基础上，对振动台试验的技术难题进行了研究，探讨了振动台模型箱的选取及其边界条件的处理，并通过室内试验对模型土的动力特性进行了试验研究，推导出了一套路基结构大型振动台土石料模型试验相似律，根据试验结果并结合推导的模型路基相似律选定制作路基模型的原料以及相应的配比。根据试验的要求及目的，设计了加速度及位移等动力反应的测定方案，并选择了相应的传感器及数据采集系统;确定了模型的填筑方法及振动台试验的加载方案。　　依据上述研究成果完成了有支挡结构路基模型和无支挡结构路基模型的振动台模型试验的准备工作，并顺利实现了振动台模型试验，试验时考虑了输入地震波类型、强度、频率和多向输入的影响。同时借住有限差分程序对实际工况下路基结构的振动台试验进行了模拟对照，从而为论证了数值分析模型的合理性奠定了基础。　　最后分别从模型不同部位的峰值加速度放大倍数、最大位移值、挡土结构表面动土压力、破坏特征等方面对路基结构模型的实际振动台试验结果及数值模型结果进行了分析，得出了一些规律性的认识。试验中路基模型表现出了一定的抗震性，同时，路基模型顶部及挡土墙顶部的加速度放大倍数相对较大，位移值也较大，与汶川地震中路基的震害表现相似，可见从优化路基抗震能力的角度，应适当加强路基顶部及挡土墙顶部位置的防护。
作者：	李金贝
专业：	岩土工程
导师：	张鸿儒
授予学位：	博士
授予学位单位：	北京交通大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文