地震作用下桥梁正交通过红层滑坡的失稳机理和成灾模式研究

来源 :兰州交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:knightxmu
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由于我国70%的地区是山区,地形条件十分复杂,有些高等级公路或铁路的建设无法完全避免在滑坡上修筑桥梁。并且由于红层地区特殊的岩性,地震作用易诱发桥址区产生滑坡、崩塌等地震边坡变形破坏问题。因此,高烈度区地震诱发既有滑坡复活引起的桥梁-滑坡体系的灾变机理和控制技术成为岩土地震工程亟需解决的关键科学问题。鉴于此,本文进行1:100相似比振动台试验模拟桥梁结构正交通过滑坡地区的动力响应特征。在满足相似规律前提下,输入不同加速度幅值的地震波作为基底激励,模拟真实地震作用下坡体结构和桥墩结构的地震响应及破坏特征。通过研究地震作用下桥梁正交通过红层滑坡体的桥墩结构和坡体结构的动力响应特征,以及桥墩结构和坡体结构在地震波作用下的协同变形机制和破坏演化过程,确定地震波作用下桥梁通过红层滑坡的失稳机理和成灾模式。得到如下结论:(1)同等地震波作用下,坡体结构后缘处振动响应最为剧烈。(2)由于坡体结构对桥墩结构的剪切作用,致使桥墩结构在剪切处的振动响应最为剧烈,变形程度最大。(3)加载汶川波时桥墩结构和坡体结构的地震动力响应明显大于加载同等震度的El-Centro波和KOBE波。(4)在不同强度地震波作用下,坡体结构的变形大致分为三个阶段,即蠕动变形阶段、变形阶段和破坏阶段。(5)在0.4g地震波作用下,滑坡体结构的整体变形表现为:动力时间为0~2s时,变形属于蠕动变形阶段;动力时间在2.0~4.1s时,变形属于滑动阶段;动力时间4.1~10.0s时,变形属于固结阶段。(6)在地震波作用下,坡体结构的成灾模式表现为:坡体结构后缘处土体首先发生裂缝变形,随着输入地震波强度增加,坡体结构变形加剧,坡体后缘处裂缝在原有基础上继续发育,最后由于地震波强度过大,坡顶土体产生震陷滑塌,坡体表面产生大裂缝变形,滑落的土体对下方桥墩结构产生剪切作用,致使桥墩结构发生蠕动变形。
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