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我国是一个地震频发的国家,地震经常诱发交通沿线的边坡破坏,造成大量人员伤亡和财产损失,特别是5.12汶川大地震诱发了大量基覆边坡的破坏。另一方面,许多在建、即建的公路、铁路都要穿越高烈度地震活动的基覆边坡地区.如何提高这些工程的抗震能力成为亟待解决的问题。
本研究致力于研究基覆类高陡边坡在地震作用下稳定性。通过数值模拟和模型试验相结合的方式,研究拟静力法的适用范围,修正拟静力方法地震作用系数:提出出基覆边坡稳定性评价方法;通过数值模拟给出基覆边坡的破坏模式、共振现象及其影响因素。主要完成了以下三方面的研究工作:⑴通过动力时程方法修正了拟静力方法中边坡地震加速度作用系数,给出了影响边坡地震加速度作用系数的重要无量纲量H/λ,建立了两者之间的公式关系,为了便于工程应用,给出了不同材料边坡的地震加速度作用系数。通过与拟静力方法对比可以看出,拟静力方法适用范围仅为H/λ=0.64左右时。⑵通过爆炸模型试验和离心机振动台模型试验获得基覆边坡的破坏模式,并通过数值计算模拟离心机振动台试验,数值计算结果表明,两者破坏形式及监测点位移趋势基本相同。⑶基于数值模拟结果与试验结果相吻合的前提下,提出基覆边坡稳定性评价方法,以塑性剪应变作为边坡破坏形式的评价方法,以关键点位移变化趋势作为边坡稳定性评价方法。通过大量数值模拟,给出不同地震荷载及边坡性质下,基覆边坡的敏感性影响因素及破坏模式,计算结果表明基覆边坡破坏形式分为四类:整体破坏-高位剪出-表层破坏-局部破坏;共振对基覆边坡稳定性有重要影响。