滑坡防治格构梁锚杆地震动力响应分析

针对锚杆格构支护的均质土坡在地震作用下的动力响应,通过振动台模型试验,研究锚固边坡在地震作用下的动力响应差别、不同坡高锚杆在地震作用下的受力机制,揭示了均质土坡及其支护结构在地震作用下的变形破坏机理。结果表明:地震激励作用下,锚杆的动应变对低频、高量级加速度的地震波反应较为敏感;加速度量级由低→中→高变化时,锚固边坡中承担较大荷载作用的锚杆位置也发生着变化,对应的调整顺序为：中层→顶层→中层;地震强度足够大时,中层锚杆首先破坏,其次是底层锚杆。所以地震荷载作用下锚固边坡的设计不仅要遵循传统的设计思想“强腰固脚”,而且要对上部锚杆的锚头及坡面进行加强处理,防止受到地震浅表效应的影响;并应充分考虑大、小震作用下边坡动力响应的差异。研究结果为更加合理地进行锚杆抗震设计提供了良好的基础。     

地震作用下土钉支护边坡动力分析

应用动力弹塑性有限元方法,研究了双向地震激励下土钉支护边坡动力响应。考虑土体与支护结构相互作用及其协同工作建立三维有限元模型。给出了地震波和阻尼的选取方法。应用了非线性静动力性能的弹塑性模型模拟土体;采用了可以描述土钉在进入塑性阶段强化性质的双线形弹塑性模型模拟土钉;土与结构的相互作用由接触单元模拟。研究内容包括边坡竖向地震响应、水平地震响应,土钉的地震响应,土压力地震响应。结果表明土钉支护边坡延性大,有很好的抗震性能;地震作用后各层土钉轴力都增大;边坡在地震作用下产生永久位移;地震作用下土压力峰值形状与地震作用前的土压力形状相似。这些结论对土钉支护边坡的抗震设计与动力分析有较高的参考价值。     

公路边坡防护中常见格构锚固结构分析

在分析公路边坡防护中常见的几种格构锚固结构的受力情况的基础上，提出了不同形式的格构锚固结构的适用条件：现浇钢筋砼格构梁与土钉支护复合结构适合斜坡整体性较好、但土层结构较松散的情况；现浇钢筋砼格构梁与锚杆(管)复合结构适用于斜坡稳定性较差，有一定下滑力时的情况；现浇砼格构梁与预应力锚索复合结构适用于整体稳定性差、前缘被面须防护的中、小型疏松介质边坡的整治，尤其是进一步削坡条件受到限制的边坡整治工程；PC格构锚固适于整体稳定性差、下滑推力过大的松散堆积层滑坡前缘的支挡加固．     

地震作用下土钉支护高速公路边坡动力参数分析

结合土钉支护高速公路边坡工程实例,在地震作用下采用大型非线性有限元分析软件ADINA对边坡的变形、加速度、土钉轴力及土压力进行了计算和参数分析.考虑土体和支护结构相互作用及其协同工作建立三维有限元模型.应用了非线性静动力性能的弹塑性模型模拟土体;采用了可以描述土钉在进入塑性阶段强化性质的双线形弹塑性模型模拟土钉;土与支护结构相互作用由接触单元模拟.主要研究了地震烈度、土钉长度、土钉间距以及土参数对边坡位移峰值、加速度峰值、土钉轴力最大值以及土压力峰值的地震响应影响.结果表明随着烈度的增大,边坡位移峰值、加速度峰值、土钉轴力最大值以及土压力峰值也都增大,其形状相似;随着土钉长度的增加,边坡位移峰值、加速度峰值、土钉轴力最大值以及土压力峰值将减小,在土钉支护的范围内边坡位移峰值和加速度峰值影响较大,坡底以下土体位移峰值和加速度峰值影响很小;边坡位移峰值、加速度峰值、土钉轴力最大值以及土压力峰值随着间距的减小而减小;土体参数c,φ增大时,边坡位移峰值和加速度峰值将减小,而土钉轴力最大值和土压力峰值将增大.     

水平地震作用下阶梯式复杂土层边坡动力响应及稳定性分析

针对一阶梯式复杂土层边坡,采用人工修正的加速度时程作为地震输入条件,引入三量放大系数对土坡坡面质点进行地震时程响应分析,并采用Newmark滑块分析法和有限元动力时程分析法计算其稳定性.计算结果表明,在水平地震波作用下,阶梯式土坡坡面质点的水平位移和水平速度随距坡脚的沿坡面距离的增大而增大,且最大值都出现在坡顶,地震加速度放大系数呈不规则分布,受地震累积效应影响,土坡坡面质点三量响应滞后于地震波谱变化;拟静力法计算的安全系数偏保守,有限元动力时程分析法和Newmark法计算后通过处理的各项安全系数结果相近.     

强夯作用下回填边坡动力响应试验研究

强夯作为一种有效的地基处理手段,被广泛应用于回填加固工程中,但目前强夯引起的振动沿坡面向下传播规律尚不明确。为了研究强夯加固处理地基施工中振动的传播规律,以长沙某回填边坡工程为依托,利用动态信号测试系统开展了强夯作用下回填边坡动力响应现场试验。结果表明：在水平面上,强夯振动衰减规律符合关于测点与夯点之间距离的负幂函数关系;强夯引起的振动沿平面及坡面传播规律有较大差异,回填边坡对于强夯引起的土体振动的削弱效果强于平面,即边坡对土体动力响应有一定的“缩小”效应;此外,夯坑形成的隔振措施对于强夯振动传播有一定的影响,对水平振动速度传播的影响更大。研究结果有助于揭示强夯振动作用下回填边坡动力响应规律,为回填边坡加固工程设计和施工提供参考。     

岩质边坡锚杆框架梁加固的有限元分析

针对石家庄至武汉铁路客运专线岩质边坡,采用有限元数值计算方法分析了锚杆（索）框架梁加固岩质边坡的受力情况.得到了边坡位移场和应力场分布规律和锚杆（索）轴向力的大小.计算结果表明：实际工程中采用锚杆、预应力锚索加抗滑桩这种新型的复合式支护结构能有效地限制边坡的水平位移,提高边坡的稳定性,锚索的布置和预应力设计值大小显著影响坡体内部的位移及应力场分布,研究结论对岩质边坡的工程设计具有一定的借鉴意义.     

地震扰动下边坡的浅表动力效应与锚固控制机理试验研究

针对汶川震区国道213线都江堰-映秀段道路边坡崩滑和岩土损伤深度所表现的地震扰动浅表动力效应现象,通过大型振动台模型试验,对浅表效应产生机理及防护工程锚固控制机制进行了初步研究.试验采用高2.1m的砂粘土单而坡模型和3种地震波形,定量分析对比了 0.253g、0.471g强震作用下3种典型高度原型边坡坡表与坡体内部的加速度放大率、动应变、振动主频等动力学响应量.由试验结果知,坡表的加速度放大率和振动主频平均较同高程坡体内部约大40%和45%,坡表的动剪应变及其与坡体内部间的动拉压应变量值显著,0.471g地震下峰值甚至高达6.5×10-3和2.2×10-3,均接近土体的极限应变.边坡浅表动力效应体现于浅表层与坡体内部间的不协调运动,拉-压动应变将产生剥离拉应力;同时与浅表层岩土动剪应变的反复揉搓作用相叠加,浅表层损伤积累及触发崩滑.对此,进一步通过锚固边坡与自然边坡的振动台模型试验对比,初步探讨了浅表动力效应的锚固控制机理,发现锚固结构能有效抑制坡表的加速度放大,提高坡体自振频率,试验中锚固边坡坡顶处加速度放大率较自然边坡小约15%～35%,自振频率提高近39%.分析锚固控制机理得:锚固后坡表自振频率提高,减轻地震波激励下的共振作用;锚固结构穿过浅层损伤破坏面将坡体内部与坡表连成整体,消除两者的不协调运动;锚固力抵消地震波在坡表反射造成的拉裂.论文研究可为汶川震区震后次生崩滑物源条件分析及边坡灾害防范深度提供一定的参考.     

GFRP筋与钢筋锚杆在边坡加固中的应用对比

在边坡加固中,钢筋锚杆常因锈蚀而发生破坏;GFRP筋由于强度高、耐腐蚀性能较好,有望作为钢筋的替代材料,从根本上解决锈蚀问题。本文对GFRP筋锚杆耐腐蚀性、抗拉强度、抗剪强度等进行研究,与传统的钢筋锚杆进行对比,分析其应用优势,并依托黄龙湾边坡加固工程,对GFRP筋用于边坡加固的可行性及加固效果进行探讨。结果表明:GFRP筋耐腐蚀性较强;质量轻,强度高,在达到相同加固效果的前提下,比钢筋用量更少,成本更低,且更有利于岩土体的应力释放与坡体的稳定。     

地震作用下节理岩质边坡的动力稳定性分析

基于离散数学的思想,将边坡离散为众多子区域,利用离散元强度折减法,以子区域特征点的位移时程曲线是否收敛作为岩体的失稳判据,研究节理岩质边坡的动力稳定性.通过分析边坡的动力响应规律,验证了由该方法确定的边坡滑面位置及安全系数是合理的.在此基础上,以某大型节理岩质边坡为例,分析了地震作用下边坡的变形破坏特征.计算结果表明,边坡的变形破坏存在浅表层动力效应,该效应在汶川震区边坡震害中多有体现.通过分析边坡浅表层动力效应的产生机理,为节理岩质边坡的防护提供一定的参考.     

锚杆加固岩质边坡的智能分析

通过对膨胀岩膨胀机理的分析,采用锚杆加固膨胀岩边坡,利用改进的遗传算法对考虑吸水量的膨胀岩本构模型进行参数智能识别,并运用有限元方法,选用Desai薄层单元模拟膨胀岩节理,对加锚膨胀岩边坡进行了数值模拟.结果表明:考虑吸水量的本构模型能更好反应膨胀岩工程特性;改进的遗传算法有效地解决了模型参数的不确定性,使得数值计算的结果更加可靠.     

基于振动台试验的含软弱夹层堆积体边坡动力响应规律与失稳破坏现象研究

针对川藏铁路沿线典型潜在滑坡灾害点,设计完成了几何相似比为1:10的含软弱夹层堆积体高陡边坡振动台试验,从堆积体边坡失稳破坏现象与动力响应规律等方面开展了系统研究,得出以下结论:边坡滑塌是一个均衡渐进的过程,地震初期,在重力和地震力耦合作用下,滑体表面出现土体剥落;随着地震动持续,滑体顶部开裂,滑体表面裂缝增多并向前缘...     

加筋土坡地震稳定性的拟动力分析

研究加筋土坡在地震惯性力影响下的稳定问题。采用拟动力的方法表示作用在土坡滑动体上的水平与竖直地震惯性力。由于研究对象为加筋的土坡,所以引入水平条分法来研究加筋土坡的筋材拉力,并通过公式推导,设置算例研究土坡坡角、土体内摩擦角、地震加速度系数等因素对加筋效果的影响。结果表明:加筋拉力随地震加速度系数(k_h =0.0、0.15、0.3)的增大而增大,随土坡坡角(60°~90°)增大而增大,随土体内摩擦角增大而减小。       

地震作用下折线型滑面斜坡的动力响应 “研究生论坛”稿件

折线型滑面斜坡是一种常见的滑坡类型,在地震作用下的动力响应非常复杂。为了研究地震作用下折线型滑面斜坡的动力响应,应用动力响应时程分析法,利用大型有限元软件ANSYS建立了数值模型。首先分析了模型在静力作用下的力学特性,然后对模型输入地震波,分析模型在动力作用下的动力响应。通过分析得到,斜坡在地震动力作用下出现了应力转移,节理上下两侧岩层发生错动,由于锁固段的存在,斜坡下部错动大于上部。研究斜坡属于后发型滑坡,地震作用虽未使斜坡发生破坏,但由于地震作用的累积效应,使斜坡的稳定性降低。     

竖向非平稳地震下巨型框架有控结构动态特性分析

巨型框架有控结构是近几年人们较为关注的一种新型抗震结构体系.该结构横向跨度很大,且很多约束被解除,在竖向地震力下其巨型梁动态特性亟需研究.文章提出附加柱数量、次结构楼层数量及巨型梁抗弯刚度是影响巨型梁动力响应的重要参数.基于非平稳地震作用情形,分别研究了这些参数对巨型梁动力特性的影响.通过三维曲面图直观地描述了不同时间段上巨型梁动力响应受各参数影响的规律.研究结果表明:附加柱数量存在优化值,当附加柱数量是满布时数量的20%～30%时,巨型梁动力性能最好;巨结构动力响应随次结构楼层数增多而增大;巨型梁刚度也存在优化值,但作者建议该值应结合结构的竖向承载力来考虑选取.     

脉冲载荷作用下结构响应灵敏度分析

以结构固有频率、振型灵敏度分析结果为基础，解决了在脉冲载荷作用下结构响应灵敏度的理论分析和数值计算。为火炮、弹箭等一系列受有冲击载荷作用的结构动力优化设计和修改提供了更为科学的依据。     

斜张索在移动荷载作用下的静力分析

本文用静力方法和拟静力方法，研究斜张索在移动荷载作用下的响应和动张力；并将静力分析结果与动力分析结果进行比较，获得了一些有益的结论．本文所提供的分析方法和研究成果，对于索道的设计与研究是有一定意义的．     

地震作用下折线型滑面斜坡的动力响应

折线型滑面斜坡是一种常见的滑坡类型,在地震作用下的动力响应非常复杂。为了研究地震作用下折线型滑面斜坡的动力响应,应用动力响应时程分析法,利用大型有限元软件ANSYS建立了数值模型。首先分析了模型在静力作用下的力学特性,然后对模型输入地震波,分析模型在动力作用下的动力响应。通过分析得到,斜坡在地震动力作用下出现了应力转移,节理上下两侧岩层发生错动,由于锁固段的存在,斜坡下部错动大于上部。研究斜坡属于后发型滑坡,地震作用虽未使斜坡发生破坏,但由于地震作用的累积效应,使斜坡的稳定性降低。     

移动荷载作用下加筋路堤和轨道系统的三维动力响应

用解析法研究了加筋路堤上轨道系统在移动荷载作用下的三维动力响应问题。基于Biot多孔弹性介质的波动理论,建立了加筋路堤轨道系统分析模型。将钢轨简化为无限长弹性Euler梁,将枕木简化为连续质量块,将加筋路堤作为一横观各向同性层来考虑,将下卧土体考虑为由Biot波动方程描述的饱和半空间。联立轨道系统、加筋路堤和下卧土体的动力方程,在Fourier变换域内求解荷载作用下钢轨位移和土体位移的表达式,将求得的表达式进行Fourier逆变换得到其在时域里的表达式。研究了列车移动速度、加筋路堤层的厚度、荷载幅值大小和加筋率等对路堤及轨道系统动力响应的影响。计算结果表明,钢轨竖向变形随着速度的增大呈现先增大后减小的趋势;加筋路堤上的钢轨竖向变形显著小于同厚度下未加筋路堤上的钢轨竖向变形;钢轨竖向变形随着荷载幅值的增大而增大;随着加筋率的增大而减小。