论文摘要
近年来,边坡在地震作用下的崩滑及失稳破坏往往会给国家和人民造成不可估量的损失,地震诱发崩滑次生灾害远远大于地震本身带来的危害。通过对海原、汶川及芦山大地震统计分析滑坡地质灾害特征发现,都存在缓坡失稳破坏的现象,尤其是海原地震触发的大规模、低角度、高速的滑坡,且原始坡角为15°～20°较多,普遍从地震力引起土体液化解释这种现象,而汶川大地震及芦山地震诱发的滑坡集中在25°～50°之间,其中汶川地震中坡角在30°～40°的比较密集,而对于坡角为25°～35°附近的缓坡失稳破坏机理尚没有满意的解释,大部分学者认为与强震作用下土体发生液化及边坡自身的地质构造及性质等有关,而本文则从地震学与工程力学角度探索缓坡失稳破坏机理。为了揭示地震波作用下缓坡失稳破坏形成的机理,考虑地震波在坡体内传播及自由坡面所导致的波场分裂问题,采用地震动合成的方法,经理论推导得到边坡内一点的动应力公式,利用拟静力法思想推导出计算动安全系数的一种新方法。考虑地震波垂直入射和非垂直入射两种情况,运用该方法计算得到边坡的位移、动应力及安全系数,并分析得到它们随不同入射角度和不同坡角的变化规律,最后利用数值模拟软件Geo-slope/W验证了理论计算结果的可靠性。研究结果表明:（1）当地震P波垂直入射边坡时,坡面一点的位移及动应力峰值发生在坡角为65°～70°附近,而且随着坡角的增大,边坡的动安全系数逐渐减小,边坡的稳定性随之变差。（2）当地震SV波垂直入射边坡时,边坡一点的位移及动应力峰值发生在坡角为30°～35°区间上,而且随着坡角的增大,边坡的动安全系数先迅速减小。显然,SV波作用F引起坡面达到位移及动应力峰值的坡角比地震P波作用下小很多,因此地震SV波是引起缓坡失稳破坏的主要因素。（3）地震SV波引起缓坡失稳破坏的主要机理与SV波临界角密切相关。当SV波入射角到达某一角度时,反射P波平行地面传播,SV波发生全反射现象,相应的入射角即为临界角。在这种情况下,坡面的位移及动应力达到最大值。例如,泊松比为0.35的土质边坡,其临界角接近30°,此坡角即为地震动力作用下最不利的坡角（4）引起缓坡失稳破坏的另一个原因与地震波非垂直入射相关。地震波大角度入射会对坡面的稳定性产生较大的影响。例如,坡角为30°的边坡,当P波入射度达到80°时,边坡的动安全系数达到最小值;除临界角外,当SV波入射角达到约60°时,边坡的动安全系数达到极小值。
论文目录
文章来源
类型: 硕士论文
作者: 黄钊
导师: 范留明,汪成
关键词: 地震波,缓坡失稳破坏,地震动合成,临界角,动安全系数
来源: 西安理工大学
年度: 2019
分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑
专业: 地质学,建筑科学与工程
单位: 西安理工大学
分类号: TU435
总页数: 121
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