›› 2012, Vol. 33 ›› Issue (S2): 352-358.

• 数值分析 • 上一篇    下一篇

多级边坡平台宽度对边坡地震动力响应 及破坏机制的影响

言志信1, 2,郭 斌1, 2,贺 香1, 2,江 平1, 2   

  1. 1. 兰州大学 土木工程与力学学院,兰州 730000;2. 兰州大学 西部灾害与环境力学教育部重点实验室,兰州 730000
  • 收稿日期:2012-07-10 出版日期:2012-11-22 发布日期:2012-12-11
  • 通讯作者: 郭斌,男,1987年生,硕士研究生,主要从事边坡工程方面的研究工作E-mail:guob07@lzu.edu.cn E-mail:yzx10@163.com
  • 作者简介:言志信,男,1961年生,兰州大学特聘教授、博导,主要从事地质工程、边坡及地下工程方面的研究工作。
  • 基金资助:

    兰州大学西部灾害与环境力学教育部重点实验室开放课题资助(No. klmwde201005);兰州大学中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(No. lzujbky-2010-19);高等学校博士学科点专项科研基金项目资助(No. 20090211110016)

Study of effect of platform width on dynamic response and failure mechanism of stepped slopes under earthquake

YAN ZHi-xin1, 2, GUO Bin1, 2, HE Xiang1, 2, JIANG Ping1, 2   

  1. 1. College of Civil Engineering and Mechanics, Lanzhou University, Lanzhou 730000, China; 2. Key Laboratory of Mechanics on Disaster and Environment in Western China of Ministry of Education, Lanzhou University, Lanzhou 730000, China
  • Received:2012-07-10 Online:2012-11-22 Published:2012-12-11

摘要: 以典型工程边坡为原型,利用FLAC3D有限差分软件建立一个三维土坡模型,分析地震作用下多级边坡平台宽度对边坡动力响应特性和动力失稳机制的影响。计算结果表明,边坡设置平台可以有效地提高地震动力条件下边坡的稳定性,且平台宽度越大则稳定性越显著;PGA放大系数随着平台宽度的增大而减小。结合频谱分析得到第一级边坡坡顶的动力响应较第二级边坡坡脚的大,边坡岩土体剪应变增量和位移响应也减小;地震作用下边坡塑性区从坡脚部位向坡体内部发展,随地震持时的增加,坡顶出现拉张变形,坡面及其浅表层发生拉张剪切变形,坡体内部一定部位发生剪切变形;坡面监测点位移时程曲线表明,地震作用下边坡坡脚位移向上,发生剪出变形或破坏,坡脚和变坡点均为薄弱部位,应加强支护。研究结果对多级土质边坡抗震设计具有一定指导意义。

关键词: 分级边坡, 平台宽度, 动力响应, 数值计算, 塑性区

Abstract: Regarding the typical engineering as the prototype, we utilize the FLAC3D finite difference software to build the model of a three-dimensional slope, and analyze the impact on slope dynamic response characteristics and dynamic instability mechanism which are influenced by stepped slope platform width. The results show that the slope platform can effectively improve the slope stability under seismic dynamic conditions; the slope with greater platform width will be more stable; and the PGA amplification factor decreases with the increase of platform width; moreover, the first step dynamic response of a slope on the top of the hill is more outstanding than the second step toe with the combination of spectrum analysis. The slope’s rock and soil shear strain increment and the displacement response is also reduced. Plastic zone of slope under earthquake develops from the toe area to inner slope increasing with the earthquake duration; at the same time hill will be tensile deformation; slope and shallow surface layer will be tensile shear deformation, and certain parts of the slope will present a shear deformation. Displacement curves of slope monitoring points show that slope toe displacement is upward under earthquake; and the cut deformatiobn will occur; the slope slope toe and the point of gradient change become weak parts; so it should be protected tightly. The results have a guiding significance to the seismic design of earth slopes.

Key words: grade slope, platform width, dynamic response, numerical calculation, plastic zone

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