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地震引起的滑坡对生命、环境和经济造成了巨大的威胁。目前,对于地震作用下边坡稳定性的研究主要集中在单一滑动面破坏模式,对于具有多个潜在滑动面边坡的地震稳定性研究比较欠缺。基于此,利用有限差分软件FLAC对不同边坡进行地震稳定性数值模拟,对比分析不同强度地震动作用下均质土体、分层土体和含软弱夹层土体边坡的滑动面演化过程和永久变形分布特征。结果表明：对于均质边坡,地震引起的滑动面为单一的整体滑动面,地震动强度的增加仅导致沿滑动面的永久变形量增大;对于非均质边坡,在地震作用下还可能形成通过土层交界面的局部滑动变形,且地震作用下最先形成和发生变形的滑动面与静力条件下得到的最小安全系数对应的最危险滑动面一致;同时,地震引起的边坡浅层和深层变形破坏存在复杂的相互影响,当局部浅层滑动先发生时,地震动的进一步增大很容易诱发更深层的坡体滑动,而当深层滑动先发生时,由于塑性变形影响地震惯性力向上部坡体的传播,浅层坡体的进一步滑动变形相对较难被触发。 相似文献
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2008年5月12日,四川汶川发生了8.0级特大地震,这是新中国成立以来破坏性最强、波及范围最广、诱发地质灾害最严重的一次强烈地震。此次地震震撼了整个中国,引起了全世界的关注。在距离震中约250km,坐落于背后山古滑坡体前缘堆积体之上的汉源老县城,出现了比周边地区高出两度的烈度异常现象。如此高的烈度异常现象引起了广大科研人员和政府相关部门的高度关注。为了科学合理地解释汉源老县城高烈度异常的原因是否与背后山滑坡有关,并进一步探讨地震作用下边坡的稳定性及动力响应等问题,本文对背后山滑坡开展了与地震相关的一系列研究。本文的研究对推动这一领域的研究工作具有重要的理论和工程意义。本文系统地归纳、总结和评述了边坡稳定性的研究进展,对背后山滑坡的工程地质条件进行了详细的调查,整理和分析了汶川特大地震背后山滑坡科学考察的全部资料。在此基础上,通过有限元数值模拟,对背后山滑坡的共振特性,静、动力稳定性以及动力响应等进行了计算和分析研究,得到了若干有意义的结论,主要研究成果如下:(1)对汉源县的震害及背后山古滑坡进行了科学考察。在汶川特大地震发生后,防灾科技学院科考组在中国地震局的统一指挥下,负责汉源和北川的科考工作,对汉源县城背后山滑坡进行了野外调查,获得了地形地貌、地层岩性、地质构造等详细资料,揭示了背后山有古滑坡存在,圈定了古滑坡的边界范围,明确了古滑坡的活动期次、特征及现今稳定性状况。调查分析结果显示,汉源老县城位于背后山古滑坡体的前缘,但并未发现古滑坡整体复活的迹象,只在坡体后部出现了几条张性裂缝。(2)建立了背后山滑坡的地质模型、力学模型和有限元计算模型。选取典型的地质剖面,建立滑坡的地质模型、力学模型和计算模型,并制定了计算方案。提出4种安全系数的计算方法,对背后山滑坡的静力稳定性进行了计算和分析,得到静力安全系数为4.09。结果表明,在静力条件下,背后山滑坡是稳定的,同时为滑坡的地震稳定性分析提供了初始的静应力场。(3)分析了背后山滑坡的共振特性。分别通过ANSYS有限元模态分析和谐响应分析,得到了边坡体固有频率和振型,以及位移与频率的关系(共振曲线)。对比分析汉源县附近强震台站记录到的地震动卓越周期,我们发现,滑坡的固有周期与其基本相近。现场考察发现,汉源老县城坐落于背后山滑坡体前缘之上,由此分析认为,可能是由于滑坡体发生共振而导致了汶川地震时汉源老县城的高烈度异常。(4)计算和分析了背后山滑坡的地震稳定性。分别用拟静力法和有限元动力时程分析法计算了地震作用下滑坡的安全系数,重点是运用后一种方法进行计算、分析和评价。通过有限元动力时程分析,得到滑坡在地震作用下的安全系数时程曲线,通过分析给出了滑坡最小动力安全系数值为1.1,由此判断,滑坡整体是稳定的。对于边坡稳定性评价,本文提出可以根据安全系数最小值是否大于1,边坡关键点速度时程末段是否趋于零,以及在地震动时程末段位移、应力矢量场大小几个方面来判断滑坡的稳定性。在判断滑坡整体稳定的情况下,针对坡肩、坡脚等关键部位,提出从受力情况和振动速度两方面对其进行局部稳定性的分析和判断,并计算了关键点处的安全系数。计算和分析的结果表明,汶川地震中汉源县高烈度异常现象与滑坡滑动无关,但在坡肩附近以及坡体上部小范围内有轻度的拉张开裂,这与实际调查现象基本符合。(5)分析和讨论了背后山滑坡的动力响应,以及地震动三要素对边坡动力响应的影响。具体计算分析中,本文在坡面上、滑体内、滑面上、坡体内设置了32个监测点进行计算和分析。计算结果发现:在坡面附近,动力响应加速度峰值相较于输入地震动加速度峰值达到3倍以上,即PGA放大系数达到3以上。并且边坡体各点PGA放大系数在竖向上随高程增加而增大;沿坡体坡面方向从左至右,PGA放大系数逐渐增大后缓慢减小。坡体水平位移在竖向上随高程增加而增大;沿坡体坡面方向从左至右,位移逐渐减小。坡面陡坎对加速度、位移响应的突变效应很明显。分析地震动三要素对坡体动力响应的影响可以看出,加速度、位移动力响应的绝对量随输入地震波振幅增大呈明显的线性增长关系,但位移、加速度放大系数保持不变,它们不受振幅的影响,只取决于岩土体材料以及频谱特性。随着输入地震波频率的增大,坡面上各点的PGA放大系数减小,位移峰值随输入地震波频率的增大而减小。持时对坡体加速度峰值响应的影响不明显。综上所述,本文在背后山古滑坡工程地质条件调查的基础上,建立了地质模型、力学模型和计算模型。采用有限单元法对背后山滑坡进行静、动力稳定性分析、共振特性分析、动力响应分析等方面的研究是可行并且有效的。本文研究结果表明,背后山滑坡在汶川特大地震中并没有发生整体滑动,只是在坡肩附近小范围内产生轻微的拉张开裂。汉源县老县城高两度的烈度异常现象与背后山滑坡整体稳定性无关,与滑坡体共振产生剧烈振动有关,坡面的加速度放大效应非常明显。此外,本文认为,对于避免地震作用下边坡的失稳问题,可以通过分析边坡响应变化趋势、响应最明显的位置以及产生共振反应的频率段等相关特征给出相应的抗震措施。 相似文献
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《世界地震工程》2015,(4)
针对汶川地震区边坡,介绍了边坡的工程背景和滑坡现状,研究了地震和降水耦合条件作用对边坡稳定性的影响。探索了加筋挡土墙在地震区边坡应用的可能性,使用基于极限平衡法的SLIDE软件进行不同工况条件下边坡稳定性的计算,分析了不同的加筋方案对加筋挡土墙性能的影响。研究表明:在地震作用下,边坡土体原有的结构体系遭到破坏,土体变得较松散,甚至产生张拉裂缝,为雨水的渗入提供了通道,对边坡的稳定性产生不利影响。数值模拟计算得出,边坡在排水条件下基本处于极限平衡状态,最危险滑动面位于边坡下部,但滑动区域相比饱水条件下明显减小,危险滑动面面积也随之减小,而合理的削坡、建立有效的坡表排水系统和加筋挡土墙加固可较大程度的提高坡体稳定性。 相似文献
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天水市秦安县王家墩滑坡为宝兰客专沿线巨型古滑坡群,宝兰客运专线秦安隧道穿其而过。以王家墩滑坡为研究对象,围绕工程中静、动力抗滑稳定性问题,通过室内试验、现场调查对影响王家墩古滑坡稳定性的地质构造、场地工程条件等内在因素进行分析评价,在此基础上通过有限元动力分析,对王家墩古滑坡在地震载荷下的动力响应进行分析,明确地震荷载作用下,王家墩古滑坡失稳影响因素、地震荷载与滑坡失稳破坏间的关系。采用动力有限元法和强度折减法相结合的方法,开展动力抗滑稳定性分析方法研究;采用位移突变的方法来确定边坡动力失稳及动力安全系数,分析结果表明：地震作用时的水平推力对王家墩古滑坡的稳定性有很大影响,表现为上部坡体的整体滑移和隧道入口段黄土堆积层局部失稳滑塌;在天然状态下坡体处于稳定状态,在遭遇未来该区域中强地震作用时,该斜坡会发生失稳,黄土斜坡的整体滑动最容易出现在第三阶坡体,沿着塑性应变最大的滑移面整体滑移;给出了坡体动力稳定性安全系数Fs=0.92。 相似文献
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拖担水库大坝左岸为一古滑坡,在水库扩建开挖过程中,诱发古滑坡体复活.在分析了滑坡工程地质特征的基础上,研究了其形成机制,通过反演计算,确定了底滑面的力学参数,提出了抗滑桩、开挖和挖锚结合三种处置方案,其中挖锚结合方案又分别对比了滑坡体上部开挖至2035.0m高程+下部锚固和滑坡体上部开挖至2015.0m高程+下部锚固两种方案.研究结果表明:古滑坡体为一基岩顺层滑坡,滑动模式为"滑移(弯曲)—剪断"型,左岸古滑坡体由于施工扰动,沿坡体内部软弱层面产生二次滑动;结合大坝工程设计,经技术经济比较,确定左岸滑坡体采取开挖治理措施. 相似文献
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《地震地质》2017,(5)
2014年云南鲁甸M_S6.5地震触发了大量滑坡和崩塌,其中规模最大的是红石岩和甘家寨,二者体积均超过1 000×10~4m~3。基于震后科考,对这2个崩滑体特征和成因进行了分析。结果表明:震区位于凉山次级活动块体的前缘部位,地震活动频繁,平均6a就有1次5级以上地震发生。频繁而强烈的地震活动,对浅层岩体造成累积的破坏效应,极大地降低了斜坡的力学强度,这是红石岩、甘家寨等崩滑体发生的基础条件。红石岩特大型崩滑体,其形成与巨大的地形高差、陡峭的地形坡度、软弱地层和节理、裂隙的发育有着内在的密切联系。其形成主要经历了3个过程:第1阶段,在强震动情况下,顺河节理、卸荷裂隙以及横河向节理进一步张裂、贯通,在垂向上分割出不同的块体;第2阶段,岩体沿层间节理进一步发展,切割垂直方向的块体,形成纵横立体交叉的岩石块体;第3阶段,前2个阶段形成的岩体失去稳定,向坡下倾倒、坍塌,并沿软弱地层滑面下滑、倾倒,堵塞河道形成堰塞湖。甘家寨特大型滑坡,则为大型凹坡中下部发生的风化层滑坡,其形成过程大致为:首先,在地震力和重力的双重作用下,四周土层向凹坡中轴的下部运动、聚集,因下部松散土层含水量和容重最大,其所遭受的地震惯性力最大,最先产生塑性破坏而挤压膨胀变形;第2阶段,因坡度较陡,随着斜坡下部挤压塑性变形区进一步扩大,在斜坡中部某个部位产生拉张区,当超过风化层抗拉强度时产生破坏,滑坡体顺势快速滑出。这2个特大型滑坡代表了鲁甸地震滑坡的2种主要类型,其成因及其形成机制对该地区的地震滑坡灾害具有一定的普遍意义。 相似文献
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以往对平面破坏模式的岩质边坡稳定性评价,主要关注潜在滑坡体在自重、坡体内静水压力和地震荷载耦合作用下沿破坏面的抗滑稳定性,并未涉及各类外荷载作用线不通过潜在滑体重心而引起的绕坡趾倾覆稳定性。针对这一问题,提出地震与张裂缝水压耦合作用下的岩质边坡倾覆稳定性解析方法,基于力矩平衡原理推导出岩质边坡抗倾覆稳定性系数的一般表达式;通过深入的变动参数比较研究,探讨张裂缝水压和地震荷载对抗倾覆安全系数的影响,认为水压是控制岩质边坡倾覆破坏的决定性因素,而地震荷载处于次要因素,其在一定程度上增加或减小抗倾覆稳定性。在此基础上建立不同参数组合下的岩质边坡抗倾覆稳定图,为工程技术人员快速评估饱水岩质边坡地震倾覆稳定性提供直接依据。 相似文献
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本文简介从新疆叶城至西藏狮泉河的大地电磁测深剖面．它北起塔里木盆地，横跨昆仑山脉和喀喇昆仑山脉地区到冈底斯西段，全长８００余公里．探测结果表明，不同测点的地壳内部有的有两个低阻层，有的则只有一个低阻层，壳内第１低阻层的埋藏深度约１０－３５ｋｍ，第２低阻层的埋藏深度约３０－６５ｋｍ。在南昆仑缝合带以南，壳内低阻层的埋藏深度有从南向北不断加深的趋势；而在其以北的壳内低阻层的埋藏深度则与此相反．上地幔第１低阻层的埋藏深度约在１００－１５０ｋｍ之间，第２低阻层的埋藏深度约在３５０－５５０ｋｍ之间． 相似文献
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The Tibetan Plateau is a key factor for the pattern of the general circulation of the atmosphere (GCA) in eastern Asia. The
pattern of the GCA after the uplift of the plateau is well known, while the pattern of the GCA before the uplift of the plateau
is lack of direct evidences. Based on the knowability of desert, a section recording wind directions across the Cretaceous
northern hemisphere mid-low latitude desert belt is measured and the pattern of the GCA in the Cretaceous is revealed. The
result shows that the eastern Asia was really controlled by the planetary circulation before the uplift of the plateau, i.e.
westerlies in the north and northeast trades in the south. The convert belt between westerlies and trades had drifted northwards
and southwards. The possibility of existence of paleo-monsoon is also dealt with and a possibly imposed paleo-monsoon is suggested. 相似文献
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本文是序列文章的第四篇，其内容包括：基于连续介质力学的基本理论，给出了固体外核（SIC）自转的动力学方程，考虑了地球的自引力、液核对内核边界的压力和二阶外部引潮力位对SIC自转的影响，并在O(mε)的量级上给出了其实用的表达式.本文的理论推导更加严密和细致，改正了文献〔1〕在推导过程中的某些错误（例如：（B39）、（B44）和（B59c）式）.本文的工作是对文献〔1〕有关理论的扩展和改进，对进一步研究内核地球自转的动力学理论是非常重要的. 相似文献
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本文是序列文章的第三篇，其内容包括：基于连续介质力学的基本理论，给出了液体外核（FOC）两种形式的角动量方程，对作用在FOC上外力矩进行了详细研究，同时对液核作用在固体内核（SIC）上的压力产生的压力矩进行了讨论，在O(ms)的量级上给出了它们的表达式.本文改正了文献〔1〕在推导过程中的某些错误（例如：（B18）、（B28）、（B29）、（B30）、（B35a）和（B35b）式）.本文是对文献〔1〕有关理论的扩展和改进，对进一步研究内核地球自转的动力学理论是非常重要的. 相似文献
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地球自转是天文学和地球科学领域的交叉学科,对其研究具有重要的理论和实际意义.地球自转动力学理论的研究一般是在旋转对称模型基础上进行的,并得到了一系列与观测相符合的结论.但实际地球是一个非旋转对称的椭球体,甚至是梨形椭球体.因此,三轴地球模型的自转理论研究应该是有一定意义的.文献[17～19]认为,三轴刚体地球除了Euler自由摆动外,还存在第二自由摆动,以及地球自转存在自由加(减)速运动等.本文在经典力学和刚体地球自转Euler方程的基础上,研究了地球自转的自由运动,指出文献[17～19]给出的关于地球自转存在自由加速或减速的证明是不正确的,完全刚体地球自转也不可能存在第二自由摆动. 相似文献
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对6．8级地震的中期和短期以及短临阶段异常特征进行了系统的分析研究。从新疆大区域范围到震源区,对这次地震前地震活动图像和前兆观测资料的动态演化过程进行了深入分析,研究不同孕震阶段各类异常的基本特征。结果认为,6．8级地震前异常的中期阶段,新疆中强地震平静显著;短期阶段中等地震显著增强．震源区出现前震活动;同时全疆定点前兆观测资料出现较为明显的短期异常,并观测到少量的临震异常。异常具有准同步性、显著性、突发性和响应性等特征。 相似文献
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摩擦摆基础隔震上部偏心结构地震反应影响因素分析 总被引：1，自引：0，他引：1
对上部结构存在偏心的摩擦摆基础隔震结构进行了水平双向地震作用下的地震反应分析,研究了上部结构偏心距和抗扭刚度对结构地震反应的影响。分析表明:上部结构偏心距对上部结构和隔震层的位移反应和加速度反应均有较大影响,即使在上部结构偏心距较小时,其对结构地震反应仍有一定程度的影响;上部结构的抗扭刚度对上部结构的加速度反应影响较小,而对上部结构的位移反应影响较大;上部结构的抗扭刚度对隔震层的加速度反应和位移反应影响较小。因而,对于上部结构存在偏心的摩擦摆基础隔震结构,应减小上部结构偏心距并增大其抗扭刚度以减小摩擦摆基础隔震结构的扭转反应。 相似文献