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岩质高边坡爆破动力响应规律数值模拟研究
| 论文题名： | 岩质高边坡爆破动力响应规律数值模拟研究 |
| 关键词： | 岩质边坡;爆破荷载;动力响应;数值模拟;ANSYS软件;临界高度 |
| 摘要： | 随着我国基础设施建设投资力度的加大，在多山和丘陵地区所修建的高等级公路中，出现了许多路堑岩质高边坡。在边坡的施工过程中，爆破开挖所产生的地震效应，作为一种影响边坡稳定的外部因素，越来越受到人们的关注。 本文通过阅读大量的国内外文献，总结了岩质边坡动力问题研究的进展。发现就研究的内容来讲，多集中在边坡的动力稳定性计算方法和稳定性安全评价这两个方面。而关于岩质边坡动力响应规律研究较少，且大多是研究天然地震波动力作用下岩质边坡的动力响应，关于爆破地震作用下岩质边坡的动力响应规律的研究则鲜有可见。因此深入研究路堑岩质高边坡对爆破震动的响应规律，对探索如何减小爆破震动对边坡稳定性的影响，以及保障公路施工过程中的安全和周边地质环境等具有重要的现实意义和应用前景。 本文结合广东省科技计划项目(20064050002)，利用ANSYS软件建立大量单一岩质边坡模型，通过数值模拟爆破地震波对边坡的作用，即分别对边坡地基侧部施加x和Y方向的加速度时程曲线，以边坡坡面上各质点的x向和Y向的速度最大值为考察指标，最终总结出岩质高边坡在爆破动力荷载的作用下的动力响应规律。主要有以下几点： (1)由于爆破荷载离边坡坡脚较近，因此对边坡坡脚的影响很大，在边坡坡脚一定高程范围内会形成一个应力集中的主要影响区域。通过大量的数值模拟分析，发现这个区域的临界高程与输入波的应力曲线的幅值相关。 (2)发现岩质高边坡在爆破动力荷载作用下，在应力集中的主要影响区域外会出现动力低边坡效应和动力高边坡效应，这与在天然地震动力作用下的边坡动力响应规律是相似的。 (3)讨论了爆破荷载作用下出现动力高边坡现象的临界高度的影响因素。通过模拟试验发现边坡在爆破地震波作用下的临界高度H<,thre>不是一个固定值，而是与边坡的材料性质和输入地震波的卓越频率有关。通过大量的数值模拟结果分析及公式推导，得到临界高度的经验式H<,thre>-(0.155～0.2)λ。对于x方向速度的最大值变化规律，λ对应的是P波的波长；对于y方向速度的最大值变化规律，λ对应的是S波的波长。 |
| 作者： | 刘磊 |
| 专业： | 岩土工程 |
| 导师： | 夏元友 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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