凸出部放大效应在桥址高边坡地震稳定性评价中的应用探讨

作     者：秦辉 汤华 尹小涛 程谞 汤盛平 

作者机构：中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室 中国科学院大学 

出 版 物：《岩土力学》 (Rock and Soil Mechanics)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：云南省重点研发计划(No.202303AA080010) 

主　　题：桥址边坡 凸出部 地震放大效应 频谱特性 墩台位置优化 

摘      要：深切峡谷区桥址高边坡凸出部具有三面临空和多面卸荷的典型地质地貌特征，研究边坡凸出部地震地形放大效应对桥址边坡安全控制尤为重要。依托特大桥桥址高边坡，研究了地震作用下边坡凸出部放大效应和变形破坏机制，优化了墩台位置。研究结果表明：（1）现场调查和数值模拟综合印证了边坡凸出部山顶碎屑流和主墩下部危岩体发育，受历史震害强。加速度随坡高呈现非线性放大的规律，开挖加剧了挖方区域加速度放大效应。凸出部（坡脊）坡腰和坡顶位置放大系数最大，加速度放大系数MPGA最大可达3.2。（2）坡脊高频部分（5～12 Hz）的加速度傅里叶谱幅值普遍比坡谷大，开挖导致墩台上（下）边坡的傅里叶幅值的峰值减小在（增大）。开挖位置附近的傅里叶谱幅值的峰值均随峰值加速度增加呈现先增大后减小的趋势。（3）《建筑抗震设计规范》中限制了最大坡高和放大系数极值，可能造成高边坡凸出部的动力放大效应被低估，使得凸出部地震稳定性评价结果偏危险。（4）为保证桥址边坡的地震稳定性，采用本文方法优化墩台外侧距坡面的距离为22-26m。研究成果可为有凸出部的高边坡地震稳定性评价和墩台位置优化设计提供指导。