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悬臂抗滑桩加固堆积型滑坡地震响应离心模型试验研究

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岩石力学与工程学报 2016年第A1期35卷 2925-2934页

作者：涂杰文刘红帅汤爱平郑桐哈尔滨工业大学土木工程学院黑龙江哈尔滨150090 地壳运动监测工程研究中心北京100036 中国地震局工程力学研究所黑龙江哈尔滨150080

为研究悬臂抗滑桩加固堆积型滑坡的地震响应、抗滑桩桩后动土压力和桩身弯矩分布规律,设计完成50倍重力加速度条件下的悬臂抗滑桩加固堆积型滑坡离心振动台模型试验。试验过程中,采用汶川地震清溪台站反演的基岩波作为基底输入,不断增... 详细信息

为研究悬臂抗滑桩加固堆积型滑坡的地震响应、抗滑桩桩后动土压力和桩身弯矩分布规律,设计完成50倍重力加速度条件下的悬臂抗滑桩加固堆积型滑坡离心振动台模型试验。试验过程中,采用汶川地震清溪台站反演的基岩波作为基底输入,不断增大输入地震波的幅值,通过监测滑坡不同位置加速度响应、抗滑桩桩后动土压力和桩身应变研究不同强度地震动作用下悬臂抗滑桩加固堆积型滑坡的抗震性能。试验结果表明:滑坡土体中加速度响应随高程增加而增大,趋于坡顶时放大效果最大,具有明显的高程放大效应,而滑坡坡面处呈现浅表放大效应;抗滑桩加固使滑体土体响应受到一定限制;桩后动土压力随着地震动的输入迅速增大至峰值,此后保持稳定形成残余动土压力作用于抗滑桩上;抗滑桩各截面动弯矩呈现出凸形分布规律,弯矩最大值出现在基岩面附近处;桩后动土压力和桩身动弯矩均随着地震动强度的增大而增大。所得到的成果为边坡悬臂抗滑桩抗震设计提供良好的基础。

关键词：工程地质悬臂抗滑桩堆积型滑坡离心振动台地震响应

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基于离心振动台的堆积型滑坡加速度响应特征

岩石力学与工程学报 2015年第7期34卷 1361-1369页

加速度响应规律是解释滑坡震害、合理确定地震影响系数的基础。为此,设计完成50倍重力加速度条件下的堆积型滑坡离心振动台模型试验,模型滑坡放置于600 mm×400 mm×500 mm(长×宽×高)的刚性模型箱内,采用汶川地震清溪台站反演的基岩... 详细信息

加速度响应规律是解释滑坡震害、合理确定地震影响系数的基础。为此,设计完成50倍重力加速度条件下的堆积型滑坡离心振动台模型试验,模型滑坡放置于600 mm×400 mm×500 mm(长×宽×高)的刚性模型箱内,采用汶川地震清溪台站反演的基岩波作为基底输入,调整其幅值,研究不同强度地震动作用下堆积型滑坡的加速度响应特征及规律。试验结果表明:坡面水平向和竖直向峰值加速度(PGA)放大系数随滑坡的高程增加而增大,趋于坡顶时,增速明显变大,具有明显的高程放大效应;地震动作用下坡面与坡体内部的加速度响应特征明显不同,具有坡面浅表放大效应;滑床岩体自下向上水平向加速度有放大趋势,但与滑坡浅表土体相比,放大倍数则明显减弱;坡顶附近存在显著的波型转换现象;随着输入地震波强度的增大,坡肩PGA放大系数呈现为先增大而后减小的趋势。所得到的成果初步揭示了堆积型滑坡的加速度响应特征,为解释滑坡震害、确定地震影响系数等提供较可靠的依据。

关键词：边坡工程堆积型滑坡离心振动台加速度响应模型试验

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滑坡体与抗滑桩间接触应力的影响因素分析

清华大学学报（自然科学版） 2013年第8期53卷 1139-1144,1154页

作者：裴强雷焕珍刘红帅大连大学土木工程技术研究与开发中心大连116622 地壳运动监测工程研究中心北京100036

桩土接触面的力学特性分析是解决桩土相互作用问题的前提。影响接触面力学特性的因素很多,就抗滑桩的主要设计参数对接触面上应力的影响开展了有针对性的研究。基于正交试验原理,把正交设计方法与数值模拟有机地结合,在具体边坡算例的... 详细信息

桩土接触面的力学特性分析是解决桩土相互作用问题的前提。影响接触面力学特性的因素很多,就抗滑桩的主要设计参数对接触面上应力的影响开展了有针对性的研究。基于正交试验原理,把正交设计方法与数值模拟有机地结合,在具体边坡算例的基础上深入探讨了抗滑桩的桩间距(S)、桩截面宽(b)、桩截面长/桩截面宽(h/b)、桩长(L)对滑坡体与抗滑桩间最大接触应力的影响。研究表明:桩间距是最大法向应力的主要影响因素,各因素对桩前、桩后最大法向应力影响大小的顺序分别是S、h/b、b、L,S、b、h/b、L;桩长是最大切向应力的主要影响因素,各因素对桩前、桩后最大切向应力影响从大到小的顺序分别依次为L、S、b、h/b,L、b、S、h/b;S、L、b、h/b对接触面最大法向应力的影响都是不显著的;L、S是接触面最大切向应力的显著性影响因素。

关键词：抗滑桩接触应力影响因素敏感性分析

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常规土类剪切波速与埋深的关系分析

岩土工程学报 2010年第7期32卷 1142-1149页

作者：刘红帅郑桐齐文浩兰景岩中国地震局工程力学研究所黑龙江哈尔滨150080 中国地震局地壳应力研究所北京100085

土体剪切波速是土工地震减灾工程应用最广泛的参量之一。依据中国地震安评工作大量的钻孔实测剪切波速数据,定性探讨了常规土类剪切波速与埋深间的关系;利用最小二乘法分别采用线性模型、指数模型和一元二次多项式模型建立了分场地类别... 详细信息

土体剪切波速是土工地震减灾工程应用最广泛的参量之一。依据中国地震安评工作大量的钻孔实测剪切波速数据,定性探讨了常规土类剪切波速与埋深间的关系;利用最小二乘法分别采用线性模型、指数模型和一元二次多项式模型建立了分场地类别和不分场地类别两种情况下常规土类(不包括淤泥质土)–碎石土、砂土、粉土和黏性土剪切波速与埋深间的统计公式,以拟合优度为评价指标建议了常规土类的推荐模型及参数,并与《构筑物抗震设计规范》的经验公式及某一工程场地实测结果进行了对比分析。结果表明:除淤泥质土之外,其它常规土类剪切波速与埋深有显著的相关性;总体而言,一元二次多项式模型的拟合精度最高,所推荐的常规土类(不包括淤泥质土)剪切波速与埋深间的统计公式是较可靠的,可供无波速测试场地参考使用。

关键词：常规土类剪切波速埋深场地类别最小二乘法

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基于强度折减法的三维边坡稳定性与破坏机制

吉林大学学报（地球科学版） 2013年第1期43卷 178-185页

作者：年廷凯张克利刘红帅徐海洋大连理工大学土木水利学院/海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116024 成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室成都610059 中国地震局工程力学研究所哈尔滨150080

基于强度折减技术的三维弹塑性有限元法是当前较为有效的边坡稳定性评价方法,但很少应用于复杂地质环境及负载条件下的三维边坡稳定性与破坏机制分析。拓展这一方法,利用典型算例,探讨了单元尺寸、边界条件、土体强度、局部超载和地震... 详细信息

基于强度折减技术的三维弹塑性有限元法是当前较为有效的边坡稳定性评价方法,但很少应用于复杂地质环境及负载条件下的三维边坡稳定性与破坏机制分析。拓展这一方法,利用典型算例,探讨了单元尺寸、边界条件、土体强度、局部超载和地震荷载等因素对三维边坡稳定性及潜在滑动面的影响;在此基础上,着重研究含软弱夹层及地下水的复杂三维边坡在负载条件(坡顶局部超载及地震荷载)下的破坏模式及滑动机制。结果表明:随着黏聚力的增加,潜在滑坡体的剪出位置远离坡脚,滑坡后沿远离坡肩,滑坡深度加深;坡顶超载强度较低时,边坡表现为整体破坏模式,而高超载强度下表现为局部地基破坏;考虑地下水后边坡的稳定性显著下降,且潜在滑动面加深,滑坡体体积有所增大。含软弱夹层的三维边坡,其潜在滑动面呈折线型,当受超载作用时,其破坏模式和滑动机制与地震荷载作用下不同:前者为竖向剪切和水平错动的联合作用,而后者为软弱夹层水平错动起主导作用。

关键词：边坡稳定破坏模式强度折减有限元法超载地震荷载

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对我国地震工程软件发展的几点思考

世界地震工程 2006年第1期22卷 140-143页

作者：刘红帅中国地震局工程力学研究所黑龙江哈尔滨150080

地震工程软件是先进、成熟的地震工程理论和方法在科研和工程应用中最强有力的工具,是提高地震工程工作效率的必需手段,同时也是实现地震工程智能化、集成化和可视化的保证。在总结我国地震工程软件发展现状的基础上,分析了我国地震工... 详细信息

地震工程软件是先进、成熟的地震工程理论和方法在科研和工程应用中最强有力的工具,是提高地震工程工作效率的必需手段,同时也是实现地震工程智能化、集成化和可视化的保证。在总结我国地震工程软件发展现状的基础上,分析了我国地震工程软件相对落后的原因,论述了我国开发地震工程软件的必要性和可行性,指出了我国地震工程软件开发中存在的不足,提出了我国地震工程软件开发应采用的策略,对我国地震工程软件的发展提出了几点建议。

关键词：地震工程软件现状发展

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确定岩质边坡地震安全系数的简化方法

岩石力学与工程学报 2012年第6期31卷 1107-1114页

作者：刘红帅薄景山杨俊波中国地震局工程力学研究所中国地震局地震工程与工程振动重点实验室黑龙江哈尔滨150080 防灾科技学院河北三河065201 中国电力工程顾问集团中南电力设计院湖北武汉430071

作为岩质边坡地震稳定性评价的规范方法,拟静力法忽略岩体的动力特性和地震动大部分特性的影响,而地震时程分析法考虑的因素较全面,却相对费时费力。目前岩质边坡地震稳定性评价缺乏较好地考虑岩体的动力特性和地震动特性的简化方法。为... 详细信息

作为岩质边坡地震稳定性评价的规范方法,拟静力法忽略岩体的动力特性和地震动大部分特性的影响,而地震时程分析法考虑的因素较全面,却相对费时费力。目前岩质边坡地震稳定性评价缺乏较好地考虑岩体的动力特性和地震动特性的简化方法。为此,综合利用时程分析法和拟静力法的各自优点,建立地震安全系数与拟静力安全系数间的关系,提出2种岩质边坡地震稳定性评价的简化方法:(1)对于重要边坡,建立边坡地震安全系数与地震动峰值、边坡拟静力安全系数的统计经验公式;(2)对于一般边坡,统计边坡地震安全系数与拟静力安全系数的修正系数,建议相应的修正方案。以典型岩质边坡为例,采用显式波动有限元–极限平衡法,阐述所提出的简化方法的详细实施步骤,初步证明所提出方法的可行性和合理性。所建议的简化方法为重要工程岩质边坡震后快速评估和一般工程岩质边坡抗震稳定性评价提供有益的思路和重要参考。

关键词：边坡工程岩质边坡地震安全系数拟静力安全系数有限元–极限平衡法统计模型修正系数

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三维边坡稳定性分析中的边界约束效应

吉林大学学报（地球科学版） 2010年第3期40卷 638-644页

作者：刘红帅年廷凯万少石中国地震局工程力学研究所哈尔滨150080 大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116023 深圳市岩土工程有限公司广东深圳518028

边界约束条件是影响边坡强度折减有限元分析稳定性计算结果的一个重要因素。结合典型边坡算例计算给出了不同边界约束条件下的三维边坡稳定性安全系数及潜在滑动面,并进行了差异性的对比研究,最后结合存在软弱夹层与地下水的三维边坡开... 详细信息

边界约束条件是影响边坡强度折减有限元分析稳定性计算结果的一个重要因素。结合典型边坡算例计算给出了不同边界约束条件下的三维边坡稳定性安全系数及潜在滑动面,并进行了差异性的对比研究,最后结合存在软弱夹层与地下水的三维边坡开展了应用性研究。结果表明:边界约束条件对边坡稳定安全系数具有显著的影响。在全约束条件下安全系数最大,其次为半约束边界条件,自由边界条件下的稳定安全系数最小,全约束边界比自由边界条件下的安全系数提高大约30%。边界约束条件对边坡潜在滑动面有重要的影响。在土性参数完全相同的条件下,与全约束条件相比,半约束边界条件下的滑体体积更大,滑动面更深,滑出点位置从离坡脚不远处向坡脚变化的过程更加明显。自由边界条件下与二维计算结果较接近。

关键词：边坡稳定三维边坡强度折减有限元法边界条件

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大庆地区地面沉降问题初探

自然灾害学报 2004年第4期13卷 140-145页

作者：刘德东薄景山刘红帅中国地震局工程力学研究所黑龙江哈尔滨150080

地面沉降是目前国内外常见的典型地质灾害之一。简要介绍了大庆地区的地质环境及地下水开采历史和现状,利用已有的资料对大庆地区由于地下水开采而引起的地面沉降量进行了预测,对其地面沉降问题进行了初步探讨。研究结果对进一步开展大... 详细信息

地面沉降是目前国内外常见的典型地质灾害之一。简要介绍了大庆地区的地质环境及地下水开采历史和现状,利用已有的资料对大庆地区由于地下水开采而引起的地面沉降量进行了预测,对其地面沉降问题进行了初步探讨。研究结果对进一步开展大庆地区地面沉降研究、国土资源整治和地质灾害防治等工作有一定的参考价值。

关键词：大庆地区地面沉降地质灾害