【摘要】：近幾十年來,邊坡工程是巖土工程學(xué)科的重要研究課題并受到學(xué)者們的持續(xù)關(guān)注。邊坡發(fā)生滑塌破壞時,地震是其主要誘因之一。而當邊坡穩(wěn)定性不足、有潛在的滑塌風(fēng)險時,常需對其進行加固處理,而抗滑樁已被證實為一種常用而有效的加固手段。本文以抗滑樁加固的三維平臺邊坡作為研究對象,并基于極限分析上限定理,分析了三維平臺邊坡的地震穩(wěn)定性。本文的主要研究內(nèi)容具體如下:(1)采用擬靜力方法探究抗滑樁加固的三維平臺邊坡的地震穩(wěn)定性。構(gòu)建抗滑樁加固三維平臺邊坡的“牛角型”破壞機理,并基于極限分析和強度折減原理求出抗滑樁加固三維平臺邊坡的最小安全系數(shù)。經(jīng)參數(shù)分析,求出地震力、抗滑樁位置、抗滑樁結(jié)構(gòu)參數(shù)、邊坡傾角、相對寬高比及平臺寬度等因素對三維平臺邊坡安全系數(shù)的影響規(guī)律。繪制穩(wěn)定性圖表,為地震條件下三維平臺邊坡的加固設(shè)計提供參考。最后結(jié)合實際工程,為三維平臺邊坡的抗震設(shè)計提供指導(dǎo)。(2)運用Newmark滑塊位移方法探究抗滑樁加固的三維平臺邊坡的地震穩(wěn)定性。首先,基于極限分析上限定理,求出平臺邊坡屈服加速度系數(shù)k_c的顯性表達式。經(jīng)參數(shù)分析,探究各因素對屈服加速度系數(shù)k_c的影響規(guī)律。然后通過力矩平衡方程推導(dǎo)出滑動塊體滑動時的角加速度,將其二次積分求出三維平臺邊坡的最終地震位移。最后,結(jié)合實際算例,分別選取了三個地震記錄來計算抗滑樁加固三維平臺邊坡的地震位移,探究地震荷載對三維平臺邊坡穩(wěn)定性的影響規(guī)律,為三維平臺邊坡的抗震設(shè)計提供參考。(3)運用正交設(shè)計原理分別探究在擬靜力方法及Newmark滑塊位移方法下抗滑樁加固三維平臺邊坡穩(wěn)定性各影響因素的敏感性分析。以抗滑樁加固的兩臺階三維平臺邊坡為例,設(shè)計影響地震條件下抗滑樁加固的三維平臺邊坡穩(wěn)定的各因素的正交實驗,并對其進行敏感性分析。在擬靜力及Newmark滑塊位移方法下,分別求出影響三維平臺邊坡地震穩(wěn)定性的敏感性順序。結(jié)合工程實踐給出相應(yīng)的工程建議。
【圖文】：

果邊坡的穩(wěn)定性不足存在較高的滑塌風(fēng)險時，就有必要對其加固處理�？够瑯都庸踢吰履艹浞掷糜邢薜耐恋刭Y源、不干擾邊坡的平衡并且易于施工。鑒于抗滑樁加固邊坡的種種優(yōu)點，它已被廣泛運用于邊坡的加固設(shè)計（抗滑樁受力如圖1.1所示）。然而，現(xiàn)有文獻中還很少有人探究地震荷載作用下抗滑樁加固的三維邊坡的穩(wěn)定性。調(diào)查顯示，地震頻發(fā)地區(qū)許多抗滑樁加固邊坡受到了一定程度的破壞（如圖1.2所示）。一方面是因為地震荷載本身的復(fù)雜性，另一方面由于巖土結(jié)構(gòu)及其它因素的混合，使得抗滑樁加固邊坡的抗震研究成為世界性難題。只有了解地震條件下邊坡發(fā)生滑塌破壞時的產(chǎn)生機理、認識抗滑樁加固邊坡時的受力特點，才能采取有效措施對地震條件下的邊坡進行抗滑樁加固設(shè)計。因此，研究地震條件下抗滑樁加固的三維平臺邊坡的穩(wěn)定性對于我國有效防止地震荷載引發(fā)的邊坡失穩(wěn)等相關(guān)地質(zhì)災(zāi)害有著重要的價值。1.2 地震條件下邊坡穩(wěn)定性分析現(xiàn)狀在研究地震荷載作用下邊坡的穩(wěn)定性時，大多數(shù)學(xué)者是從邊坡的安全系數(shù)，或者是從影響邊坡安全系數(shù)的各種因素著手分析地震條件下邊坡的穩(wěn)定性。為了更直觀的表示在地震條件下邊坡的穩(wěn)定情況，一些學(xué)者通過求得邊坡在地震后的永久位移來判斷邊坡的穩(wěn)定性能。在研究地震條件下邊坡的穩(wěn)定性時

固邊坡的種種優(yōu)點，它已被廣泛運用于邊坡的加固設(shè)計（抗滑樁受力如圖1.1所示）。然而，現(xiàn)有文獻中還很少有人探究地震荷載作用下抗滑樁加固的三維邊坡的穩(wěn)定性。調(diào)查顯示，地震頻發(fā)地區(qū)許多抗滑樁加固邊坡受到了一定程度的破壞（如圖1.2所示）。一方面是因為地震荷載本身的復(fù)雜性，另一方面由于巖土結(jié)構(gòu)及其它因素的混合，使得抗滑樁加固邊坡的抗震研究成為世界性難題。只有了解地震條件下邊坡發(fā)生滑塌破壞時的產(chǎn)生機理、認識抗滑樁加固邊坡時的受力特點，，才能采取有效措施對地震條件下的邊坡進行抗滑樁加固設(shè)計。因此，研究地震條件下抗滑樁加固的三維平臺邊坡的穩(wěn)定性對于我國有效防止地震荷載引發(fā)的邊坡失穩(wěn)等相關(guān)地質(zhì)災(zāi)害有著重要的價值。1.2 地震條件下邊坡穩(wěn)定性分析現(xiàn)狀在研究地震荷載作用下邊坡的穩(wěn)定性時，大多數(shù)學(xué)者是從邊坡的安全系數(shù)，或者是從影響邊坡安全系數(shù)的各種因素著手分析地震條件下邊坡的穩(wěn)定性。為了更直觀的表示在地震條件下邊坡的穩(wěn)定情況，一些學(xué)者通過求得邊坡在地震后的永久位移來判斷邊坡的穩(wěn)定性能。在研究地震條件下邊坡的穩(wěn)定性時，目前最常用的理論方法主要有擬靜力方法、擬動力方法和Newmark滑塊位移方法。1.2.1 擬靜力方法擬靜力方法通常是將復(fù)雜的地震力效應(yīng)分別等效為水平和豎直方向的兩個靜態(tài)力作用。該靜態(tài)力與土體重力的比值分別以水平和豎直方向地震力系數(shù)hk 、vk表示。當運用擬靜力方法分析邊坡的地震穩(wěn)定性時，它不考慮地震荷載的時間效應(yīng)
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TU472

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本文編號：2611908