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将拟动力法基本原理与极限平衡法中的严格条分法(Sarma法)相结合，推导边坡地震力和安全系数的计算公式；在此基础上，基于Python语言开发相应的计算程序，实现一种考虑波动效应的、适用于任意滑面形状和任意滑块条分的拟动力地震边坡稳定性分析新方法；同时，探讨地震动特性和结构面强度对边坡地震稳定性的影响。研究表明：随着地震波初始相位的变化，边坡的安全系数呈现周期性的波动变化，且存在最小安全系数；边坡安全系数随着地震动幅值和地震波波长/坡高比的增大而减小；当滑块结构面抗剪强度参数下降时，边坡安全系数随之减小。此外，通过波动理论揭示拟静力法与拟动力法的区别与联系：当地震波波长与坡高比大于10时，两种方法的结果基本一致；当地震波波长与坡高比小于10时，拟静力法所得结果比拟动力法保守，拟动力法更合理。 相似文献
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为研究水平地震作用下黄土多级高填方边坡动力响应规律及稳定性，本文以某高填方边坡工程为背景，利用GeoStudio2012有限元分析软件建立模型进行分析，并对比分析多级高填方边坡与单级填方边坡动力响应结果。计算结果表明，边坡坡面和挖填交界面上动力响应规律表现为:位移幅值基本随着高程的增加而增加；速度幅值随着高程的增加先增大后减小再增大；加速度幅值随着高程的增加有减小趋势；多级高填方边坡动力响应规律与单级填方边坡动力响应规律不同，单级填方边坡位移幅值、速度幅值、加速度幅值均随着高程的增加递增；地震波在坡体内传播时，随着高程的增加具有滞后性。边坡稳定性随着地震加速度峰值的增大有所下降，相比静力作用，水平地震作用下边坡稳定性下降明显。本文相关研究可为西北地区黄土高填方边坡工程抗震提供一定理论依据。 相似文献
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路基地震峰值加速度响应特性振动台试验研究 总被引：1，自引：0，他引：1
在采用拟静力法分析公路路基抗震稳定时,需要考虑路基对地震加速度产生动力放大效果的影响。为了研究该放大效果,针对填方路基在强地震动作用下的动力响应,设计并完成了1∶20比尺的路基大型振动台模型试验。通过输入不同类型、幅值、频率的地震波激励,研究地震作用下路基模型边坡地震峰值加速度的放大系数。试验结果表明,路基边坡对输入的水平地震波具有明显的放大作用,而对竖向地震波的放大作用不明显。沿路基高程向上,水平地震波加速度峰值放大系数呈现波动,且坡面的放大系数大于路基内部的放大系数。在不同类型、不同振幅和不同频率的地震波作用下,路基地震峰值加速度放大系数具有明显的差异。试验结果可为确定路基抗震稳定设计的动力荷载提供相应的参考。 相似文献
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桩板式挡土结构由抗滑桩发展而来,可用于一般地区、浸水地区和地震区的边坡工程支挡;对于地震区边坡,采用单排或双排支挡结构的形式及其支挡效果尚缺少深入研究。本文基于地震力作用下单排、双排桩板结构在不同加载等级时的桩身土压力、土体加速度、桩身位移等变化的振动台模型试验结果,对比采用单排、双排桩板结构边坡的支挡效果,得出静力状态和不同加速度峰值地震力作用桩前后土压力分布、桩后土体加速度分布和桩体位移的一些规律,为今后边坡桩板式支挡结构的抗震设计提供参考。 相似文献
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地震滑坡往往会造成巨大的人员伤亡和财产损失,而边坡在地震作用下的响应规律是研究地震边坡稳定性的首要问题。本研究利用FLAC3D有限差分软件建立多个边坡模型,进行边坡地形效应的地震动力响应分析,考虑的地形主要包括坡高、坡角、坡面形状等三方面的因素。将选取的地震波作用于不同模型,分析坡面加速度、速度放大比及坡顶坡脚傅里叶谱值,研究边坡几何形态对边坡地震响应的影响。结果表明,坡高对坡面的速度放大影响明显,坡角对坡面加速度放大效果较强,而不同的坡面形状会造成不同的加速度响应规律,凹面坡加速度放大效果更小一些。该研究有助于地震边坡的稳定性分析并为边坡工程的抗震设计提供参考。 相似文献
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将土体视为固-液两相介质,基于饱和土体有效应力原理,建立饱和土体-地下综合管廊结构体系相互作用动力模型:在地应力平衡的静力状态下采用Duncan-Chang非线性弹性本构模型,在地震波作用的动力状态下采用Davidenkov非线性黏弹性本构模型;考虑饱和土体黏弹性动力人工边界条件,将地震动作用转化为作用在人工边界节点上的动力荷载。模型考察不同地震波时程、地震波加速度峰值、入射角度、孔隙率以及地应力场的影响,得出如下结论:(1)地震波的卓越周期与场地卓越周期相近时引起结构上的变形最大;随着地震波加速度峰值的增大结构变形增大;随着地震波入射角度的增加结构变形增大,地震波斜入射情况下产生的行波效应使得结构变形最大。(2)土体材料的孔隙水压力是影响地震中结构变形的主要因素之一。(3)将土体材料考虑为单相介质时结构上的变形要比考虑为固-液两相介质时大得多,直接将饱和土体场地中得到的地震波等效荷载施加到单相土介质-结构动力相互作用模型上,能够得到与完全基于有效应力法一致的结果。 相似文献
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为了更科学地评价地震荷载作用下土钉支护季节冻土边坡的抗震性能，基于热-动力理论控制方程，应用大型非线性有限元软件ABAQUS，建立带有黏弹性人工边界的地震荷载作用下土钉支护季节冻土边坡的数值模型，对比分析夏季和冬季这两个典型季节时的加速度响应、位移响应以及土钉轴力响应。结果表明：无论是夏季还是冬季，加速度峰值随着季节冻土边坡高程以及激振加速度峰值增加而增加，在夏季时刻的季节冻土边坡坡顶位置处达到最大。此外，在不同地震波峰值加速度作用下，相同位置处的位移响应峰值却有明显的不同，同一地震烈度地震波激震时，夏季的季节冻土边坡坡顶位移最大，表明地震荷载对夏季的季节冻土边坡坡顶破坏效应最为明显，土钉轴力具有高程放大效应和坡面放大效应，季节冻土边坡坡底至坡顶的土钉端部轴力峰值逐渐增大。文中数值模拟模型及结论可为制定地震荷载作用下土钉支护季节冻土边坡抗震设计提供一定的参考。 相似文献
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设计并完成比例尺1∶100的边坡振动台模型试验,讨论模型的相似关系、传感器的布置及模型的建造,并编制相应的动荷载加载方案。通过输入不同类型、不同幅值、频率的动荷载,分析模型边坡在地震作用下的动力响应规律以及地震动参数对边坡动力特性和动力响应的影响。试验结果表明,在坡体的表面和坡内的竖直方向上,加速度放大系数均随着高程增加而明显增大。当输入不同压缩比的地震波时,压缩比越大坡体的动力响应越明显,即随着输入动荷载的频率增加,越接近土体的自振频率加速度放大效应越明显;在坡体的同一高程处,坡面的加速度放大系数略大于坡体内的加速度放大系数,表现出一定的趋表效应,同时随着输入地震波振幅的增加,加速度放大系数整体出现递减的趋势。实验结果分析有助于揭示土质边坡在地震作用下的失稳破坏机制,为今后边坡工程的抗震设计提供积极的参考。 相似文献
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An improved pseudo-static method for seismic resistant design of underground structures 总被引：1，自引：0，他引：1
This paper describes a commonly used pseudo-static method in seismic resistant design of the cross section of underground structures. Based on dynamic theory and the vibration characteristics of underground structures, the sources of errors when using this method are analyzed. The traditional seismic motion loading approach is replaced by a method in which a one-dimensional soil layer response stress is differentiated and then converted into seismic live loads. To validate the improved method, a comparison of analytical results is conducted for internal forces under earthquake shaking of a typical shallow embedded box-shaped subway station structure using four methods： the response displacement method, finite element response acceleration method, the finite element dynamic analysis method and the improved pseudo-static calculation method. It is shown that the improved finite element pseudo-static method proposed in this paper provides an effective tool for the seismic design of underground structures. The evaluation yields results close to those obtained by the finite element dynamic analysis method, and shows that the improved finite element pseudo-static method provides a higher degree of precision. 相似文献
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挡土墙地震被动土压力的拟动力分析 总被引：5，自引：0，他引：5
对地震土压力的研究是地震区挡土墙安全设计的一项重要课题。地震条件下,目前的研究主要是给出了土压力的近似拟静力解析解。本文采用可考虑动力荷载下的周期和纵波及横波效应的拟动力方法,对挡土墙后的地震被动土压力进行分析。在挡土墙后平面滑裂面假设的基础上,考虑了水平和垂直向地震加速度、纵波速度、横波速度、挡土墙摩擦角、填土内摩擦角、填土坡角对地震被动土压力的影响。与Mononobe-Okabe理论的拟静力法不同的是,用本方法得出了沿墙身地震被动土压力是非线性变化的结果,这更符合地震条件下土压力的变化规律。 相似文献
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Three-dimensional (3D) limit analysis of seismic stability of slopes reinforced with one row of piles is presented in this paper. A 3D rotational mechanism for earth slope is adopted. The lateral forces provided by the piles are evaluated by the theory of plastic deformation. Expressions for calculating the yield acceleration coefficient are derived. A random iteration method is employed to find the critical acceleration coefficient for the 3D slopes with or without reinforcement. Based on the kinematic theory within the frame of the pseudo-static approach, a 3D model is proposed for evaluating the critical state and the subsequent displacement response. Furthermore, Newmark׳s analytical procedure is employed to estimate the cumulative displacement induced by given earthquake loads. An example is shown to illustrate the influence of the piles on the seismic displacement of the 3D slopes. 相似文献
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An attempt has been made to study the behavior of nailed vertical excavations in medium dense to dense cohesionless soil under seismic conditions using a pseudo-dynamic approach. The effect of several parameters such as angle of internal friction of soil(Φ), horizontal(k_h) and vertical(k_v) earthquake acceleration coefficients, amplification factor(f_a), length of nails(L), angle of nail inclination(α) and vertical spacing of nails(S_v) on the stability of nailed vertical excavations has been explored. The limit equilibrium method along with a planar failure surface is used to derive the formulation involved with the pseudo-dynamic approach, considering axial pullout of the installed nails. A comparison of the pseudo-static and pseudo-dynamic approaches has been established in order to explore the effectiveness of the pseudo-dynamic approach over pseudo-static analysis, since most of the seismic stability studies on nailed vertical excavations are based on the latter. The results are expressed in terms of the global factor of safety(FOS). Seismic stability, i.e., the FOS of nailed vertical excavations is found to decrease with increase in the horizontal and vertical earthquake forces. The present values of FOS are compared with those available in the literature. 相似文献
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In this paper the stability of a tied-back wall subjected to seismic loads is analysed for a predetermined mode of failure (rotation about the top of the wall) and the analysis is compared with data from tests on this type of wall using the seismic simulator at the State University of New York at Buffalo. We carried out a pseudo-static analysis of the problem using the Mononobe-Okabe earth pressure coefficients, wherein the dynamic effects due to the seismic loading are converted into equivalent static loads. The acceleration ratio at which the wall fails by rotation about the top was obtained by considering the moments due to the various lateral earth pressure resultants and the inertial forces induced in the soil due to the seismic loading. We found that the presence of wall friction on the passive side significantly enhances the stability of the flexible retaining wall under seismic loads. Thus, flexible retaining walls supporting dry cohesionless soil can be very efficient during earthquakes. Under moderate earthquakes, an increase in the depth of embedment increases the dynamic factor of safety significantly. However, beyond a certain acceleration ratio for a soil with a particular value of ø, any increase in the depth of emdedment has no effect in impeding failure, irrespective of any change in the geometry of the system. Seismic design charts are presented to evaluate the stability of, and to design, flexible retaining walls embedded in dry cohesionless soils under seismic loading. 相似文献
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Evaluating the seismic active earth pressure on retaining walls is currently based on pseudo-static method in practices. In this method, however, it is not simple, choosing an appropriate value for earthquake coefficient, which should fully reflect the dynamic characteristics of both soil and loading is an important problem. On the other hand, by using only two extra dynamic parameters that are shear wave velocity of soil and predominant frequency of probable earthquake, one can benefit from another more accurate tool called pseudo-dynamic method to solve the problem of earth pressure.In this study in the framework of limit equilibrium analysis, pseudo-dynamic method has been applied into horizontal slice method of analysis to account for the effect of earthquake on lateral earth pressure history behind rigid retaining walls. The pressure history resulted from a number of analyses shows that before and after reaching the peak resultant force, different pressure distributions occur behind a wall that put more local pressure than the same at peak. This method would be a tool to control this phenomenon in wall design. 相似文献
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高边坡在水平动荷载作用下的动力响应规律研究 总被引：4，自引：1，他引：4
高岩石边坡在水平动荷载作用下的动力响应规律是有关工程界十分关心的问题。本文通过大量的数值模拟分析对边坡的动力响应规律进行研究，发现了高岩石边坡在水平动荷载下动力响应的加速度、速度、位移三量放大系数等值线在边坡剖面上分布的规律性特点。对于一定的岩土体材料，当边坡高度在一定时，边坡动力响应的加速度、速度、位移三量会随着边坡角度的增大而减小；当边坡的角度一定时，边坡动力响应的加速度、速度、位移三量会随着边坡高度的增加而放大；边坡的下覆岩层的材料特性对于边坡的动力响应的加速度、速度、位移三量的放大作用的影响具有一定的规律性；边坡动力响应的加速度、速度二量受动荷载的特征周期影响较位移明显，具有一定的规律性。边坡的边缘部位对振动的反应幅值较之内部存在放大现象，坡度决定了三量分布的等值线方向的走向。其结论性成果体现了高岩石边坡的地震动力响应特征，为高边坡工程提供理论基础和实践依据。 相似文献
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地震作用过程中地震加速度通常呈先增大后减小的特征。利用拟静力法对危岩的稳定性进行分析时,考虑地震过程中地震加速度的变化,对山西太原天龙山危岩体加固工程中的同一危岩体分别以滑塌式和倾倒式破坏模式进行计算,发现地震作用过程中危岩体可能在两种破坏失稳模式之间相互转化。将此问题扩展至一般情况进行计算并讨论,得出如下结论:地震力对危岩体破坏作用的贡献大小不同,通常情况下,地震作用力对危岩的倾覆力矩贡献相对较大;进行稳定性评价时应考虑地震作用过程,以安全系数最先达到1.0的破坏模式作为危岩体的可能破坏模式进行计算;对危岩体进行抗震加固设计时应对加固设计进行多种工况下的校核,保证其在地震作用过程中不同危险状态的稳定性。 相似文献