强地震荷载作用下含裂隙岩质边坡稳定性分析

来源 :中国科学院力学研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tsmcxuesheng
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地震荷载作用下边坡的稳定性分析对工程安全具有极其重要的影响和意义。文中首先阐述了研究课题的背景和意义,以及边坡工程中研究强地震荷载作用下稳定性分析的必要性,对国内外研究状况进行了总结。实际工程中的岩体往往存在不连续裂隙,损伤力学是研究这类边坡破坏和稳定的手段。本文以含有裂隙的岩质边坡为研究对象,借助有限元软件作为数值模拟手段,采用岩石的损伤理论和显式的动态算法,把边坡的损伤演化和稳定性研究结合起来,对实际工程边坡在强动荷载作用下的稳定性进行了综合分析。   基于岩石材料的弹塑性损伤理论,引入两个独立的损伤变量分别控制岩石的拉压行为,通过对地震荷载作用下实际边坡场地响应的有限元数值模拟,总结了含裂隙岩质边坡发生局部损伤软化、破坏的区域的扩展、演化过程和规律。   主要针对某典型的水电坝坝址左岸的含裂隙岩质高陡边坡进行了建模,截取边界,引入无限单元,模拟其在强地震载荷下(百年一遇、超越概率2%)的动力响应,分析了这类边坡滑坡的机理。   根据实际工程的需要,库底及岸坡需进行大量开挖,开挖形成新的坡面,使原有坡体的力平衡遭到破坏,模拟结果表明:边坡开挖后在坡角处产生应力集中现象,坡面上的应力应变的变化很大:对开挖后的边坡进行动力响应分析,可知边坡在坡顶处受拉开裂。考虑蓄水和枯水的情况,对边坡受水压和地震同时作用的动力响应作了分析。   最后根据对边坡的破坏分析,提出了加固方案,并对加固后的边坡进行了地震响应分析,给出了加固后边坡的损伤和位移,对加固后边坡的稳定性做了分析,表明给出的加固方案是行之有效的。
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