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1、國內(nèi)圖書分類號：TU435密級：公開西南交通大學(xué)研究生學(xué)位論文脈沖地震作用下含軟弱夾層邊坡的穩(wěn)定性及動力響應(yīng)研究年級二零一五級姓名張鵬申請學(xué)位級別工程碩士專業(yè)建筑與土木工程指導(dǎo)老師楊兵副教授二零一八年六月ClassifiedIndex:TU435SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisStudyonStabilityandDynamicResponseofSlopewithWeakInterlayerunderPulseSeismicWaveGrade:2015Candidat
2、e:PengZhangAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:ArchitectureandCivilEngineeringSupervisor:AssociateProf.BingYangJune，2018西南交通大學(xué)碩士學(xué)位論文第I頁摘要邊坡的穩(wěn)定性在巖土工程界一直是一個熱門的話題，目前來說，穩(wěn)定性分析領(lǐng)域均質(zhì)邊坡已經(jīng)研究較多了。我國幅員遼闊，山地眾多，自然界中不可避免的存在許多非均質(zhì)地質(zhì)體，含軟弱夾層邊坡作為其中具有代表性的一種，其穩(wěn)定性受到廣泛關(guān)注。
3、邊坡的抗剪強(qiáng)度往往在夾層處表現(xiàn)為不連續(xù)，又因邊坡的失穩(wěn)破壞常常發(fā)生在夾層處，因此邊坡中軟弱夾層往往成為邊坡失穩(wěn)的決定性因素?；鲁３Ｊ怯傻卣鹩|發(fā)的。我國地處兩大活躍的地震帶之間，地震發(fā)生的頻率較高，西部山區(qū)又與兩大地震帶區(qū)域相重疊，地震的發(fā)生會使原本脆弱的地質(zhì)條件變得更加惡劣。大量的地震災(zāi)害表明，滑坡的發(fā)生與近斷層地震動密切關(guān)聯(lián)，近斷層區(qū)域滑坡發(fā)生的概率遠(yuǎn)大于遠(yuǎn)震區(qū)。本文借助有限差分程序FLAC3D，建立概化邊坡模型，采用多種邊坡失穩(wěn)的判別依據(jù)，對均質(zhì)土質(zhì)邊坡、巖質(zhì)邊坡、含軟弱夾層邊坡靜力安全系數(shù)，脈沖速度波作用下動力安全系數(shù)
4、進(jìn)行了探討，并對不同工況下含軟弱夾層邊坡在脈沖地震動作用下邊坡動力響應(yīng)規(guī)律、破壞模式進(jìn)行了初步的探討。主要研究了軟弱夾層的幾何形態(tài)及邊坡的幾何形態(tài)對邊坡安全系數(shù)、動力響應(yīng)規(guī)律、破壞模式的影響。主要的工作及研究結(jié)果如下：（1）均質(zhì)土質(zhì)邊坡在4種邊坡失穩(wěn)判別依據(jù)下得出的安全系數(shù)具有一致性，巖質(zhì)邊坡的安全系數(shù)在4種邊坡失穩(wěn)判別下得出的安全系數(shù)值相近。FLAC3D在計算均質(zhì)邊坡安全系數(shù)時的結(jié)果與極限平衡法的結(jié)果相近。（2）邊坡中存在軟弱夾層會降低邊坡的靜力安全系數(shù)；軟弱夾層在邊坡的位置對邊坡靜力安全系數(shù)影響較大，表現(xiàn)為夾層在邊坡中的位
5、置越低，邊坡靜力安全系數(shù)越小；夾層位置低于四分之三坡高時夾層位置變化對邊坡靜力安全系數(shù)影響較大，夾層位置低于四分之三坡高時，夾層的位置升高，會顯著提高邊坡的安全系數(shù)；夾層位置高于四分之三坡高時，邊坡靜力安全系數(shù)隨夾層位置的升高增加緩慢，其安全系數(shù)更接近均質(zhì)邊坡。用傳統(tǒng)極限平衡法計算含軟弱夾層邊坡的靜力安全系數(shù)時結(jié)果失真。（3）采用有限差分程序FLAC3D對一個振動臺單面邊坡實(shí)驗(yàn)進(jìn)行模擬，通過對比數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)所得加速度放大系數(shù)，發(fā)現(xiàn)采用FLAC3D模擬單面坡效果較好。（4）對含軟弱夾層邊坡的動力安全系數(shù)求解，發(fā)現(xiàn)軟弱夾層在邊坡
6、中的位置、傾角、邊坡的坡高和坡角變化會影響邊坡的動力安全系數(shù)，表現(xiàn)為夾層的位置越低，含軟弱夾層邊坡承受地震作用的能力越弱，邊坡的動力安全系數(shù)越?。黄赂咴礁?，坡角越大，邊坡的動力安全系數(shù)也越小。邊坡的破壞模式受夾層的影響非常顯著，表現(xiàn)為夾層低于二分之一坡高時，邊坡發(fā)生破壞時破壞體會從夾層與坡面交界處剪出，夾層位置高于二分之一坡高后，邊坡破壞時的剪出口位于坡腳處。夾層的位置越低，坡頂發(fā)生拉伸破壞的深度越深，邊坡的坡高越高，坡角越大，坡頂發(fā)生拉伸破壞的深度也越深。西南交通大學(xué)碩士學(xué)位論文第II頁（5）為了探討含軟弱夾層邊坡的動力響應(yīng)
7、，對邊坡材料參數(shù)不折減的情況下輸入3種地震波，通過提取坡面和坡內(nèi)關(guān)鍵點(diǎn)的加速度曲線，求解相應(yīng)的加速度放大系數(shù)；對比夾層在不同邊坡位置處的加速度放大系數(shù)，發(fā)現(xiàn)加速度放大系數(shù)沿高程總體是放大的；夾層位置的升高會影響加速度放大系數(shù)，夾層位置越高，加速度放大系數(shù)越小，邊坡的動力特性就越接近均質(zhì)邊坡。當(dāng)夾層位置低于二分之一坡高時，雙脈沖地震波的加速度放大系數(shù)大于單脈沖地震波，當(dāng)夾層位置高于二分之一坡高時，表現(xiàn)為單脈沖地震波作用下加速度放大系數(shù)比雙脈沖地震波的加速度放大系數(shù)大。坡高和坡角的變化顯著影響邊坡的加速度放大系數(shù)規(guī)律，表現(xiàn)為坡高坡
8、角越大，加速度放大系數(shù)越大；軟弱夾層傾角也會影響邊坡的加速度放大系數(shù)，含反傾軟弱夾層的加速度放大系數(shù)大于含水平軟弱夾層大于含順傾軟弱夾層。關(guān)鍵詞：軟弱夾層；安全系數(shù)；數(shù)值模擬；近斷層地震動；動力響應(yīng)西南交通大學(xué)碩士學(xué)位論文第III頁AbstractThestabilityan
