宝鸡市眉县杨家村黄土边坡地脉动特性及动力响应规律研究

作     者：柳亚千 

作者单位：中国地质大学（北京） 

学位级别：硕士

导师姓名：孙进忠

授予年度：2010年

学科分类：081401[工学-岩土工程] 08[工学] 080104[工学-工程力学] 0815[工学-水利工程] 0814[工学-土木工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

主      题：地脉动 卓越周期 地震稳定性 FLAC3D 

摘      要：地震是对人类活动产生影响最大的自然灾害之一,由于地震释放的能量巨大,而且释放时间短,往往人们来不及躲避或采取措施,因而会造成巨大的生命财产损失。宝鸡地区地质构造比较复杂,地形地貌差别较大大,黄土边坡分布广泛,而黄土边坡在地震作用下极易发生破坏,地震稳定性问题亟待解决。 地脉动是一种典型的混频微振输入,与地震输入不同的只是振幅不同,也即荷载量级不同。对于场地而言,无论是大振幅的地震输入还是小振幅的脉动,其选频效果相同,均会针对某个范围内的频率有很明显的放大效果。因而,研究边坡的地脉动响应特征可以为边坡的地震稳定性研究提供有益的参考。 本文以宝鸡市眉县杨家村黄土边坡为分析对象,进行现场地脉动实测,根据脉动实测结果分析了该边坡的微振动力特性。应用ArcGIS、AutoCAD、Ansys以及FLAC3D等软件,在勘察资料的基础上建立了初始边坡数值模型。以实测地脉动为目标函数,用白噪声激励边坡模型获得边坡数值模型微振响应,不断调整模型岩土参数,使得白噪声微振响应谱与地脉动谱达到最佳拟合,最终得到了与实际边坡动力特性一致的边坡数值模型。在微振响应拟合实测脉动过程中同时进行了边坡动力响应的振型分析,获得了边坡的卓越振型。 考虑地震作用的动力效应,采用“荷载增强法法由弱到强输入地震动力作用,搜索导致边坡破坏的地震动时程临界强度,将边坡破坏临界地震加速度与边坡所在地区的抗震设防地震加速度相比较定义边坡动力稳定性系数。对杨家村黄土边坡的分析表明,相对于本地区50年超越概率10%的设防地震加速度,该边坡的动力稳定性系数为0.8,即,在该地区设防地震作用下,杨家村黄土边坡有失稳破坏的危险。