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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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基于颗粒流理论研究土质边坡动力稳定性及其滑动过程是近年来滑坡研究的一个新热点。在野外调查和室内试验的基础上,通过标定土体细观参数、模型建立、动力输入、动态监测等过程,利用PFC2D程序模拟了西吉县兴平乡堡湾村下马达子滑坡的失稳破坏运动过程,得到了该滑坡的破坏运动机理。得到如下结论:① 下马达子滑坡的失稳机制是在地震作用下斜坡前缘牵引、后缘推挤,使得坡肩受拉发生破坏,失稳后坡肩位置较大的速度和位移是地震滑坡破坏力强、致灾范围大的主要原因;② 黄土地震滑坡的滑坡后壁相对平缓,这是区别于重力滑坡的重要特征之一;③ 颗粒流模拟得到的滑坡前后相对高差和长度与实际情况较为吻合,因此,颗粒流方法可以用于地震滑坡滑距的预测。 相似文献
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地震力作用下土质边坡动态稳定性研究对实际边坡工程有着重要的意义。采用拟动力法结合简化毕肖普法研究坡顶抗滑桩加固土质边坡在地震力作用下的动态稳定性。尽管拟静力法是目前处理地震力最为广泛的方法之一，但其局限性在于无法考虑地震力随时间变化且忽略了地震波在土体中的传播。而拟动力法采用正弦波模拟地震波在土中传播，并考虑地震波从坡脚传递到坡顶的相位差以及阻尼力对边坡稳定性的影响，通过边坡安全系数的变化揭示土质边坡在地震力作用下的稳定性变化规律。将得到的结果与拟静力法进行对比，突出了拟动力法的优势。最后，考虑水平地震加速度系数、加速度幅值放大系数以及土体内摩擦角对边坡稳定性的影响，以期对实际工程提供理论借鉴。 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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地震作用下黄土边坡的动力响应特征与变形失稳机制是具有重要理论与实践意义的课题,但从动力响应频谱特性方面开展的研究还相对较少.以大型振动台模型试验获得的黄土边坡地震动峰值加速度数据为基础,通过分析其变化规律,着重从频谱特性的角度分析,讨论黄土边坡的动力失稳机制.进一步通过对坡面不同高程测点、边坡内部垂直方向以及水平方向上测点的加速度时程进行绝对加速度反应谱分析,从频谱变化角度提出黄土边坡的动力失稳机制.研究表明,黄土边坡在地震动作用下的响应过程可以分为三个阶段:弹性阶段、塑性阶段与破坏阶段;黄土边坡进入破坏阶段时均会伴随反应谱峰值的增幅或者主周期的变化,在弹性阶段反应谱加速度峰值增幅与输入地震动幅值增幅一致,进入塑性阶段后反应谱峰值增幅比输入地震动幅值增幅小;研究提出将反应谱首峰的凸显情况作为坡体破坏程度的判断依据之一. 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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边坡地震稳定性分析探讨 总被引：16，自引：0，他引：16
传统的拟静力法和安全系数时程分析法在评价边坡地震稳定性时存在一定的局限性。在提出准确的评价边坡地震稳定性必需因素的基础上,建议对边坡地震稳定性分析方法重新进行分类。根据动力分析得到的边坡在地震作用下的破坏机制和破裂面的性质和位置,提出基于拉-剪破坏的动力时程分析法和强度折减动力分析法。第一种方法将FLAC计算得到破坏时刻的动应力施加到静力情况下边坡上,采用动力分析得到的拉-剪破裂面,结合极限平衡法求解边坡地震安全系数,是一种改进的动力有限元时程分析法;第二种方法考虑了拉-剪破坏的FLAC强度折减动力分析法,是完全动力的方法。最后通过算例分析验证了新方法的可行性,为边坡地震安全系数计算提供了一种新的思路。 相似文献
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土边坡地震反应及其动力稳定性分析 总被引：30，自引：1，他引：30
本文建立了计算土边坡地震反应及评价其动力稳定性的一个数值分析模型，将上边坡在动力作用下的应力状态简化为自重应力状态和附加动力状态的叠加，并对这两个应力状态分别进行研究。本文用时域集中质量显式有限元方法结合多次透射公式，研究了无限域中边坡在动力作用下的位移场和应力场，提出了土边坡动力稳定性的定量评价方法。 相似文献
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考虑断层的软化特性,建立垂直于龙门山断裂带并包含四川盆地和川西高原在内的汶川地震不稳定性地震力学模型.采用有限元方法计算得到了描述整个岩石力学系统稳定性状态和过程的平衡路径曲线.在此基础上,采用稳定性理论研究了汶川地震从孕育到发生的过程,讨论了断层倾角和断层材料参数对地震失稳的影响.数值模拟结果显示,系统只存在稳定的断层无震滑动和不稳定的地震失稳2种状态.断层倾角、初始内摩擦系数、初始黏聚力和强度曲线形状参数的增加会导致系统趋向不稳定的地震失稳状态.而强度曲线胖度参数的增加有助于系统进入稳定的断层缓慢无震滑动状态.地震失稳前,在平衡路径曲线的应力峰值点和失稳点之间,断层错动加速,应变能开始释放并且应力开始减小,是失稳的前兆.最后在失稳点发生应力突跳,地震发生,其间伴随应变能的急剧释放、应力降和断层突然错动.无论是稳定的断层无震滑动还是不稳定的地震失稳,系统重新进入应力和应变能增加状态后应力和应变能的增速由远场加载速度、岩石力学系统的结构和围岩材料属性决定,与断层软化特性参数无关. 相似文献
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运用有限差分软件FLAC3D,建立了某一黄土边坡三维模型,首先对其在地震作用下的动力响应规律进行了总结,然后探讨了地震动参数对黄土边坡动力响应的影响。结果表明：黄土边坡对地震波存在垂直放大和临空面放大作用;当输入地震波振幅或频率增加时,坡面监测点加速度放大系数随坡高增加呈＂增加→衰减→增加＂的三段形态;速度放大系数随坡高的增大而增大,并在坡顶达到最大值;位移放大系数随振幅和频率的增加而增加;地震持时对加速度、速度峰值的影响不大,但坡体位移随持时的增加而显著增加。强震作用下的最大剪应变增量区域的位置和形状表明,黄土边坡的破坏模式仍是沿着某一弧形潜在滑动面失稳破坏。研究结果有助于进一步揭示黄土边坡在地震作用下的失稳机制,为黄土地区边坡抗震设计与防灾减灾提供参考。 相似文献
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基于大型有限元软件ABAQUS中的荷载模块,添加一阶波浪力载荷模式,并结合强度折减技术,实现波浪力作用下海底斜坡稳定性与失稳机制的弹塑性有限元数值分析。引入典型算例,利用先前提出的波浪荷载下海底斜坡稳定性的极限分析上限方法开展数值解的对比验证;在此基础上,通过深入地变动参数比较分析,探讨不同波长、波高和水深等波浪参数对计算结果的影响以及波浪力影响下海底斜坡潜在滑动面的变化规律,获得波浪荷载下海底斜坡失稳滑动机制的初步认识。 相似文献
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Study of Shaking Table Test on Dynamic Response Characteristics and Failure Mechanism of the Loess Slope 总被引：2，自引：1，他引：1
The natural loess that covers the ground surface has good stability due to its low water content. However, when violent earthquakes occur, the strong dynamic stress generated in the slope may induce landslide disasters with different sizes. In this paper, a large-scale shaking table model test is used to reveal the dynamic response and instability failure process of the loess slope. The test results show that different parts of the slope have different vibration characteristics and the first natural frequency in the model increases with the increase of the slope height. The response acceleration of different parts may change due to the coupling relationship between the spectral characteristics of input wave and the natural frequencies of different parts of slope, suggesting the characteristics of regional differential dynamic response. Under the condition of different dynamic response, stress state and boundary conditions of different parts of slope, a rapid microstructural damage, cumulative residual deformation evolution, and tension-shear coupling instability failure process may appear at the top of the slope with the strong dynamic response associated with the increase of dynamic loading intensity. The Sd values presented in this paper may reflect soil damage and slope instability and failure. 相似文献
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断裂构造对斜坡应力场影响的数值模拟及成灾机理研究 总被引：2，自引：0，他引：2
断裂构造及活动强度对斜坡体的应力场分布具有重要的影响。采用基于强度折减法的有限元法,分别以正断层和逆断层与斜坡体的组合关系为例,剖析了断裂构造对斜坡体应力场的影响及成灾机理,揭示了含有断层的斜坡体塑性区的贯通过程。研究表明,包含断层的斜坡体在应力分布特征及斜坡变形破坏机理方面与无断层的斜坡体有较大差别：含断层的斜坡体在坡面和断层面附近的最大主应力迹线与坡面或断层面相平行,在天然状态下,塑性区同时出现在坡脚和断层面后方,随着折减系数的增大,塑性区分别从坡脚和断层面后方向坡体深部和上部发展,直至断层面前后两个塑性区相贯通,坡体发生破坏,并且对坡体变形破坏的影响程度以逆断层最强,其次为正断层,断层不活动时较弱。 相似文献
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考虑崩塌堆积体边坡岩土体参数随机性和模糊性,以及地震力双向性,建立一种边坡地震动力模糊可靠度计算方法,针对竖向地震力对崩塌堆积体边坡稳定可靠性的影响进行进一步研究。首先,选用动力有限元时程分析法计算出双向地震工况下崩塌堆积体边坡的响应特征,并运用模糊理论对强度参数进行模糊性处理;然后,根据Mohr-Coulumb强度准则构建边坡安全系数与可靠度的时程计算模型;最后,采用边坡地震可靠性评价新方法,通过MATLAB编写相应程序,实现计算和分析结果的快速输出。案例结果表明:新方法计算结果更加合理,对工程而言也更加安全;竖向地震作用均对崩塌堆积体边坡整体可靠性存在影响,但影响程度需根据工程实际情况进行分析。在算例工况下,竖向地震对崩塌堆积体边坡的可靠性影响很小,仅使得可靠度降低3.55%,因此,可仅考虑水平地震的影响。 相似文献
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Newmark永久位移是评价边坡在地震时稳定性的一个重要指标,近年来广泛应用于地震边坡危险性评价中。传统Newmark永久位移法在计算临界加速度时假定其为常数,未考虑滑动面上抗剪强度参数的变化,过低估计了边坡的永久位移。为了解决这一问题,本文从岩土结构理论获得思路,详细分析滑块底面抗剪强度参数在地震中的变化过程,以边坡震动过程中黏聚力逐步丧失为基本思路,在黏聚力符合一定概率分布的基础上,提出了一种利用蒙特卡罗法模拟其动态减小过程从而实现临界加速度动态变化的计算方法。经过算例计算,黏聚力和临界加速度体现了地震过程中边坡滑块黏聚力和临界加速度的动态变化,位移大小符合地震边坡实际位移的常规数值。本文提出的蒙特卡罗法实现动态黏聚力和动态临界加速度的计算过程与地震时程相对应,不仅在一定程度上解决了抗剪强度参数的动态变化问题,还解决了传统Newmark位移计算中永久位移比实际位移偏小的问题。 相似文献
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为了研究太原市太山龙泉寺拟建舍利塔边坡稳定性，对所在场地及外围地形地貌、地层、地质构造、水文条件进行了调查。结合7个探井，确定了塔址所在场地的土质边坡体可能失稳的模式，进行了边坡稳定性分析、计算。结果表明，场地在自然状态下边坡稳定系数为1.37，在烈度为Ⅷ、Ⅸ度地震影响下边坡稳定系数分别为1.24、1.15。根据《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013），塔址所在边坡是稳定的，不必对边坡进行处理；其次结合3个探槽揭露，发现场地北侧基岩边坡曾发生过滑动，据其滑动面倾角、滑动量及错断地层特征，认为是一种特殊边坡变形破坏-岩体错落，为崩塌与滑坡之间的中间类型，从现存的地形地貌特征分析，现阶段错落体已趋于基本稳定状态，稳定性较好；最后给出了预防边坡滑动的建议和措施，研究结果可为其他类似边坡场地地震稳定性研究提供参考借鉴。 相似文献
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基于动态临界加速度计算地震边坡永久位移的方法应用了边坡分布的不均匀性，不均匀分布程度影响着永久位移计算结果。研究Newmark滑块底部或潜在滑动面上抗剪强度参数的分布特征，有利于了解地震过程中临界加速度的分布和变化过程，为地震边坡永久位移计算参数选取提供依据。通过计算发现：边坡土体标准差的线性关系比较微弱，在缺乏实验数据时，仅可参考使用；黏聚力随机数个数达到200时所计算的永久位移数值不再有波动；黏聚力无论设置为正态分布还是对数正态分布均不影响永久位移计算结果；黏聚力标准差的数值大小对永久位移的大小和离散性影响很大。在地震边坡计算时，尽量将其设置为符合正态分布；尽量根据实测数据设定黏聚力标准差，若缺乏实测资料，可参考两者的线性关系并结合经验进行标准差设定。 相似文献