斜坡地形效应模拟研究

基于谱元法,结合高精度地形表面研究青川区域的斜坡地形效应。模拟结果显示,在高精度地形数据的帮助下,普元法能够很好地模拟出小尺度地形的地形放大效应。通常来说,山脊和山顶的地震动处于放大状态,河谷等低洼地形的地震动则出现减小效应,某些山体还出现显著的"背坡面"效应。桅杆粱斜坡放大效应随着高程增加而线性增大,而东山斜坡和狮子粱斜坡的放大效应与高程非正相关,局部峰值出现在坡体中高程突出位置。各测点的合成加速度记录显示,东山和桅杆粱以水平南北和竖向放大为主,而狮子粱三个分量皆有放大。加速度反应谱显示放大效应主要出现在较高频段。阿里亚斯烈度的放大规律与峰值加速度相似,相对能量持时则没有明显变化规律,放大系数稳定在1. 4～1. 6。     

加筋土桩板墙联合支护的高填方边坡稳定性计算

为了探讨高填方加筋土桩板式挡墙结构的破坏模式,探究高填方边坡稳定性的各类影响因素,结合实际工程,利用PLAXIS有限元软件建立数值模型,计算得到了边坡潜在破裂面位置、稳定安全系数、结构内力及位移。结果表明:滑裂面位置出现在加筋土体的边缘;边坡安全系数随筋带强度的提高而增大,随筋带长度的提高亦增大,但当筋带长度过大时,对提高安全系数作用不大;边坡安全系数随抗滑桩长度增大而增大,但长度过大时,对安全系数提高作用很小,因此应合理设计桩长;土体性质对边坡稳定安全系数影响显著,因此工程中要优先选用性质较好的填土。     

泸定大渡河特大桥边坡稳定性分析与防护

川藏高速公路泸定大渡河特大桥跨越大渡河深切峡谷,桥位边坡稳定性对于桥梁工程安全起着重要的控制作用。基于边坡岩体结构控制论,在查明泸定大渡河特大桥边坡地质结构的基础上,分析了桥位边坡山体的稳定性和边坡岩土体的稳定性,判定边坡岩土体的失稳破坏模式;针对地震作用下边坡工程的稳定性问题,先采用静力法进行边坡工程潜在失稳岩土体稳定性分析,并依据分析结果对边坡工程进行加固设计,再采用动力时程分析方法对加固后边坡的稳定性进行验证,结果表明地震作用下崩坡积土层将会发生变形与失稳,厚约3～10 m;针对特大跨径桥梁两水准抗震设防要求,提出了与其相适应的桥梁边坡工程防护两水准防震减灾目标,并基于该目标及高边坡工程特点,设计采用开挖预加固、分区加固和坡面碎屑流拦挡与疏排相结合的边坡加固措施,实现了地震作用下边坡整体稳定和局部坡面碎屑流灾害的防治。通过边坡地震动力时程分析表明:地震作用下边坡整体稳定,但未加固区会出现局部土体失稳,与边坡抗震设防目标一致。针对地震作用下边坡局部土体失稳的坡面碎屑流危害,设计采用拦挡与疏排结构保护桥梁构筑物的安全,并通过坡面碎屑流数值模拟分析对其进行了验证。     

交叉隧道在不同夹层土体厚度下的地震响应分析

基于FLAC3D软件,采用数值模拟的方法,对在不同夹层土体厚度及不同峰值加速度情况下,交叉隧道的地震动力响应进行研究,得出了交叉隧道结构的地震动力响应规律。结果表明:上层隧道的相对水平位移差明显大于下层隧道的相对水平位移差。上层隧道地震应力反应大于下层隧道的地震应力反应。随着夹层土体厚度的增大,衬砌结构的加速度、位移和应力略有变化但总体变化不大,并得出0.5 D～2 D(D为隧道外径)的厚度为较理想的夹层土体厚度,此时加速度、位移和应力总体较其它偏于安全。此结论为穿越既有隧道的交叉隧道工程选线和穿越深度提供重要的理论参考依据。     

运用FLAC3D分析澜沧江某边坡地震稳定性

本文运用FLAC3D对澜沧江左岸某边坡进行地震作用下的数值模拟,通过人工合成50年超越概率10％加速度时程的地震波,将其利用积分转换成应力时程输入到边坡模型中,并采用莫尔-库仑本构模型分析了该某边坡在地震波作用下剪应力位移矢量的变化情况,结果表明:应力方面,坡肩出现剪应力集中的现象,随着最大主应力和最小主应力两者差异增...     

某边坡地震工况下的稳定性数值模拟分析

地震是引起边坡失稳的重要因素之一,文章以怒江上游干流左岸一边坡为例,利用Flac3D软件对其在地震工况下的稳定性进行了数值模拟分析。通过对比得出:在天然工况下,边坡塑性区域分布范围较小且零星,剪应变增量和位移场分布均合理分布,边坡处于稳定状态;在地震工况下,塑性区域形成贯通面,剪应力增量集中分布在基岩与变形带分界面,并且位移大幅增加,此时边坡处于失稳破坏状态。文章对揭示边坡在地震作用下失稳机制提供有益参考。     

桩周土体物理力学性质对滑坡抗滑桩桩间距的影响

抗滑桩加固是滑坡防治的主要工程措施之一,桩周土体物理力学性质对桩-土相互作用有较大影响,进而影响抗滑桩桩间距的确定。基于抗滑桩最小桩间距的计算方法,通过解析法分析了桩周土体物理力学性质对土拱强度条件和桩-土相互作用平衡条件的影响,并利用数值模拟方法研究了桩周土体物理力学性质改变后对抗滑桩桩后滑坡推力分布形式的影响;针对部分渣土边坡中土体物理力学性质较差导致抗滑桩桩间距较小的问题,提出了渣土边坡堆积过程中在抗滑桩设桩处周围填筑改良土体的方法来优化抗滑桩的最小桩间距,并对填筑土体类型、填筑范围和填筑深度进行了研究;讨论了桩周土体物理力学性质对抗滑桩最大桩间距的影响,并将其影响结果与桩周土体物理力学性质对抗滑桩最小桩间距的影响结果进行对比,分析了桩周土体物理力学性质对抗滑桩最小和最大两种桩间距影响效果不同的原因。以深圳某渣土边坡为例验证了在桩周填筑改良土体优化抗滑桩最小桩间距的方法,结果表明该方法在不增加施工成本和施工难度的基础上优化了抗滑桩的最小桩间距,可达到节省渣土边坡治理成本的目的。     

海原地震区不同地貌单元的黄土斜坡动力响应

近年来,许多学者利用现场地震监测或数值试验来研究斜坡的地震响应,然而不同斜坡往往存在不同类型的地貌单元,其动力响应机制往往也存在很大差异。本文依托海原大地震区域,基于室内试验、现场波速测试等方法,运用有限元数值模拟技术对海原大地震影响范围内不同地貌单元的斜坡的动力响应进行了研究。结果表明：黄土塬具有高程放大效应,在同一高程水平面上,且距坡面一定范围内时越趋近坡面斜坡动力放大系数（peak ground acceleration amplification coefficient,PGA放大系数）越大;对比不同类型的地貌单元,地层结构相同的斜坡其响应规律一致,但在古土壤层其PGA放大效应会减弱。模型分析较好地揭示了人工合成地震波作用下黄土高原斜坡的动力放大效应,可为不同地貌单元地震诱发的地质灾害的风险评价和防灾减灾提供有益的借鉴与参考。     

埋深及间距对近接并行隧道地震响应的影响研究

利用FLAC有限差分程序,模拟在近场强震作用下双孔并行地铁隧道的地震响应。分析其相对位移差峰值、水平向加速度峰值、水平向应力峰值随埋深及隧道间距径比变化而变化的特性。结果表明:埋深对与隧道的相对位移差、水平加速度及水平应力有显著影响,且随埋深增加显著增大;而距径比影响不明显,只有在距径比等于1时,隧道相对位移差出现峰值。     

预应力锚索抗滑桩锚固位置优化研究

以预应力锚索抗滑桩为研究对象,通过建立相应的数值模型研究预应力锚索在抗滑桩桩体上锚固位置的不同对边坡变形及支护结构的受力影响。结果表明:将锚固点从桩顶适当下移时,边坡位移没有明显变化,并可以提高边坡的稳定性,且当锚固点从桩顶下移至1.0~1.5m时最为合适;将锚固点从桩顶适当下移与锚固于桩顶相比,支护结构内力有一定增加但未超过设计值且在可控范围内,但是锚固点适当下移时可有效避免抗滑桩桩身出现异号弯矩,对桩身的配筋设计较为有利。     

新疆塔县地震触发顺向坡失稳破坏机理研究

在新疆塔什库尔干塔吉克自治县(简称塔县)内,沿塔什库尔干河分布着众多大型岩质滑坡,均为地震触发的沿顺倾结构面失稳滑动的顺向坡,揭示它们的失稳破坏机理,对塔县境内众多顺向坡的稳定性评价具有重要的实际意义。以塔县一典型顺向岩质滑坡为例,在大量现场调查的基础上,获取了岩质滑坡的工程地质条件和基本特征,建立了岩质滑坡三维地质模型,并采用离散元数值软件模拟了岩质滑坡在不同加速度地震力作用下的变形与破坏过程。结果表明:原始滑坡的稳定性主要受地震力和顺向结构面的控制;当地震力较小时,滑坡坡体未发生变形破坏,但其有沿着结构面错动的趋势;随着地震力的增加,坡体沿着结构面错动的趋势愈发明显;当地震力增加到某一临界值时,坡体沿着结构面形成贯通性破坏面,坡体发生失稳破坏。该研究结果可为塔县以及其他地震高烈度区岩质滑坡的稳定性评价提供依据。     

刚/柔组合墙面加筋土挡墙动力响应数值分析

为研究刚/柔组合墙面加筋土挡墙动力响应规律,基于刚/柔组合墙面加筋土挡墙的振动台试验结果,建立了FLAC3D数值模型,研究了加载频率和峰值加速度对挡墙的墙面位移、加速度响应及地震土压力分布的影响.结果表明:地震作用下,水平位移分布呈绕墙趾转动模式;在不同频率、不同加速度幅值下,墙高比(挡墙位移与墙高的比值)不超过0.0...     

覆盖土层厚度对地表峰值加速度的影响研究

从我国不同地区地震安全性评价报告中选出3个代表Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类场地的钻孔,利用新一代土层地震反应分析方法和程序SOILQUAKE,计算这些钻孔在3种输入地震动强度下的地表峰值加速度,研究不同覆盖土层厚度对地表峰值加速度的影响。结果表明:3种场地在相同覆盖土层厚度下,输入地震动强度越大,PGA越大,在覆盖土层厚度约30～40m时PGA达到最大值。放大倍数与输入地震动强度反相关,覆盖土层厚度为25～30m时,放大倍数在3种地震动强度下均达到最大值,且其随着地震动强度增加而增加,增加幅度则随着强度的增加而减少。     

地震作用下深水矩形空心桥墩振动特性分析

基于流固耦合的有限元计算方法,针对水位、水域(内、外)和横隔板这三个因素对深水矩形空心桥墩的自振特性和在地震作用下的动力响应进行了研究,结果表明:水域减小了墩体自振频率,增大了墩顶位移和墩顶加速度等,并随着库区水位的抬升,这一影响愈大;内域水体对桥墩低阶模态自振频率降低显著,外域水体对高阶模态自振频率降低较显著,内、外域水体对墩顶位移和墩顶加速度影响程度接近;有水体时横隔板对桥墩的自振频率降低很大,对墩顶位移和墩顶加速度影响甚微。该研究对优化深水矩形空心桥墩的抗震措施具有重要意义和工程价值。     

阜新露天煤矿排土场边坡土壤质量分异特征

以阜新露天煤矿排土场边坡为对象,分析坡向、坡位和恢复年限对土壤物理、化学和生物学性状的影响,并采用土壤质量综合指数法,研究排土场边坡植被恢复过程中土壤质量变化规律.结果表明,排土场边坡土壤含水量、有机质、碱解氮和速效磷含量、pH值以及脲酶、碱性磷酸酶和蔗糖酶活性从坡上到坡下均逐渐增加;恢复10a阴坡土壤含水量、水稳性团聚体含量、碱性磷酸酶、过氧化氢酶和蔗糖酶活性高于阳坡;随着恢复年限增加,土壤水稳性团聚体和速效磷含量及阴坡碱性磷酸酶活性提高,而土壤pH值、阳坡碱解氮含量及脲酶和过氧化氢酶活性下降.排土场边坡土壤质量表现为阴坡>阳坡、坡下>坡中>坡上的变化规律;随着恢复年限增加,阳坡坡上和坡中及阴坡土壤质量增加,而阳坡坡下下降.以上结果说明,坡位和坡向是影响排土场边坡土壤质量的重要因素,应根据具体生境特点,采取不同治理措施,才能完成生态恢复.     

基于灾害系统理论的地震灾害链研究——中国汶川“5.12”地震和日本福岛“3.11”地震灾害链对比

重大自然灾害中灾害链对灾情的巨大放大、累加作用,使灾害链研究备受关注。基于灾害系统理论,以中国汶川"5.12"地震灾害和日本福岛"3.11"地震灾害为例进行了地震灾害链梳理和区域对比,并探讨了不同灾害系统下,孕灾环境和承灾体对灾害链致灾成灾的影响。通过构建承灾体脆弱性与灾情累积关系的概念模型,阐述了灾害链对灾情的放大机制。研究表明:汶川地震具有陆地山区灾害链特征,主要灾害链为地震→崩塌/滑坡→(泥石流→)堰塞湖灾害链和地震→结构破坏→设施受损灾害链;日本地震具有海洋岛屿灾害链特征,主要灾害链为地震→海啸→核事故灾害链、地震→(海啸→)结构破坏→火灾/生命线系统损毁灾害链和地震→滑坡/火山/水库溃坝灾害链等;两场地震灾害中灾害链的成因及灾害链对灾情的放大过程差异显著;福岛地震灾害链危害巨大,使灾情在其他相关国家放大。     

植被对黄土高原坡沟系统重力侵蚀调控机理研究

采用有限差分软件FLAC^3D对黄土高原坡沟系统及植被覆盖下重力侵蚀机理进行探索,对有无植被的坡沟系统应力场、 位移场和塑性区分布进行数值模拟,阐明了植被根系措施减缓重力侵蚀作用机制。结果表明,坡沟系统上部位移以"沉降"模式为主,下部位移以"剪切"模式为主,沟头溯源区是坡沟系统重力侵蚀最为强烈的部位;剪切塑性区域主要分布于坡面和沟坡大部分区域,张拉塑性区域主要分布于梁峁顶和梁峁坡上部;有植被覆盖时,根系加固作用改善了坡面浅层土体应力,有效降低了坡面土体的应力集中;减小了坡沟系统坡面浅层土体位移,使水平位移减少15%,铅垂位移减少2.5%;并减少了塑性屈服区体积,使剪切塑性区减少11.48%,张拉塑性区减少83.99%;减轻了重力侵蚀的破坏程度,但并未改变坡沟系统以剪切破坏为主的屈服模式。该研究为更好理解植被根系调控重力侵蚀研究提供了新的技术方法。     

宝兴县陇东镇初旭山滑坡形成机制及稳定性分析

以宝兴县陇东镇老场村初旭山滑坡为例,通过分析地质条件、滑坡组成及结构特征,运用geo-studio软件对该滑坡在地震工况、暴雨工况稳定性进行分析。认为滑坡体三面山脊环绕,堆积体结构松散、强度低,为滑坡形成提供了有利的地形条件;在"4.20"芦山地震作用下,滑坡前缘垮塌,坡体内部形成拉张裂缝,为降雨入渗提供了良好的通道;在暴雨作用下,降雨沿裂缝入渗,在土岩接触面形成滞水,致使接触面力学参数降低,同时雨水在坡体流动形成顺坡下的渗透力加剧了滑坡的变形。数值分析表明,天然状况下坡体稳定;在峰值加速度为0.2g的地震情况下,坡体前缘垮塌,整体处于基本稳定状态;持续暴雨状态下坡体失稳;地震之后暴雨作用对滑坡的稳定性影响不利。     

弧形深基坑开挖对周边环境影响分析

弧形基坑围护结构土体作用的空间效应明显,形成的拱效应能减少开挖对周边环境影响。本文介绍某综合业务楼基坑弧形段围护设计方案,以及针对弧段基坑变形控制所采取的配套加固措施。采用FLAC3D对弧段基坑进行模拟计算,分析弧形段基坑支护结构空间变形特征及周边环境影响,总结弧形基坑设计及变形控制关键技术,为类似基坑工程设计、施工提供参考。     

悬臂式单锚抗滑桩加固黄土滑坡的模型试验

通过开展悬臂式单根锚杆抗滑桩加固黄土滑坡的室内模型试验,获得桩后滑坡推力、桩前土体抗力、桩体及锚杆的应力-应变情况,并据此研究了悬臂式单锚抗滑桩桩侧地层抗力、桩身内力分布规律及其破坏模式.结果表明:在滑坡推力作用下,悬臂式锚杆抗滑桩受荷段桩后受压、桩前受拉,而嵌固段桩后受拉、桩前受压,锚杆抗滑桩受力形式呈“S”曲线状;随着锚杆抗滑桩在荷载作用下的变形破坏,其桩前、桩后土压力分布规律也逐渐改变;悬臂式锚杆抗滑桩的破坏模式主要为塑性铰弯折破坏,而土体中锚杆的破坏模式主要为弯剪-滑移破坏.