地震条件下抗滑挡墙的动力响应及其结构加固
文献类型：学位论文
| 作者 | 吴文平 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2010-05-01 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 孔纪名 |
| 关键词 | 地震作用 抗滑挡墙 动力响应 有限元分析 结构加固 |
| 学位专业 | 岩土工程 |
| 中文摘要 | 2008年汶川大地震造成大量山地灾害，致使大量的滑坡支挡结构物遭受破坏。抗滑挡墙作为整治滑坡最为广泛的有效措施之一，其在地震作用下的动力响应特点、抗震稳定性能、结构加固等问题是震后国内外学者研究的热点。因此，对抗滑挡墙的地震响应、受力及破坏机制进行研究，揭示其动力响应的基本规律，探讨其在地震作用下的结构加固对策，这些对地震条件下抗滑挡墙的响应规律理论研究是一个很好的尝试，也能为震后恢复重建中抗滑挡墙的设计提供参考。本文结合地震灾区大量实地考察资料，建立抗滑挡墙典型地质力学模型。模型墙前横向宽度30m，地基深度30m，坡体总斜长60m，滑体斜长40m，坡体角度30°。在对模型进行静力分析的基础上，应用ANSYS有限元分析软件，输入地震波加速度时程，对抗滑挡墙的动力响应进行多参数组合的数值模拟。研究地震条件下的抗滑挡墙加速度、动位移、动应力以及稳定性安全系数响应基本规律，并就地震峰值加速度、挡墙高度、墙底坡度、地基土弹性模量等因素对其动力响应的影响进行分析。最后在抗滑挡墙动力响应规律的基础上，针对其在地震中产生滑移和倾覆失稳方式，提出相应的结构加固对策。取得的主要研究结论和成果如下：1．揭示了抗滑挡墙动力响应的一系列基本规律。(1)在地震条件下，抗滑挡墙加速度、动位移、位移放大系数都具有明显的放大效应和滞后性。其中最大加速度及其放大系数在挡墙高度的1／2至2／3才开始迅速增加，顶部达到最大。(2)在地震刚开始阶段，抗滑挡墙所受的正压力和剪切力稳定在一基值。地震过程中，挡墙所受正应力和剪应力平均值相对静力条件下初始值几乎没有变化；而地震作用结束后，应力最终值明显增大。(3)发生地震时，抗滑挡墙稳定性安全系数明显低于静力条件下的安全系数；地震作用结束时，稳定性安全系数处于一较低值。(4)地震峰值加速度愈大，抗滑挡墙加速度、动位移响应愈强烈，稳定性安全系数愈小。但沿墙高位移放大系数并不随地震峰值加速度的变化而变化。(5)相对于墙底坡度水平形式的挡墙，墙底坡度1：0．1和1：0．2的挡墙加速度、动位移响应较稳定，其抗滑和抗倾覆安全系数均有较大提高。(6)地基土越软弱，抗滑挡墙加速度、动位移响应愈大，而加速度放大效应愈小。2．提出了抗滑挡墙结构加固对策基于地震作用极易产生的抗滑挡墙滑移和倾覆两种基本失稳形式，结合汶川地震灾区工程实例，有针对性提出采用倾斜预应力锚索(杆)、垂直预应力锚索、预应力锚杆(索)加钢筋混凝土梁、板的联合加固、套墙加固、支撑墙加固等几种结构加固对策。 |
| 英文摘要 | 2008年汶川大地震造成大量山地灾害，致使大量的滑坡支挡结构物遭受破坏。抗滑挡墙作为整治滑坡最为广泛的有效措施之一，其在地震作用下的动力响应特点、抗震稳定性能、结构加固等问题是震后国内外学者研究的热点。因此，对抗滑挡墙的地震响应、受力及破坏机制进行研究，揭示其动力响应的基本规律，探讨其在地震作用下的结构加固对策，这些对地震条件下抗滑挡墙的响应规律理论研究是一个很好的尝试，也能为震后恢复重建中抗滑挡墙的设计提供参考。本文结合地震灾区大量实地考察资料，建立抗滑挡墙典型地质力学模型。模型墙前横向宽度30m，地基深度30m，坡体总斜长60m，滑体斜长40m，坡体角度30°。在对模型进行静力分析的基础上，应用ANSYS有限元分析软件，输入地震波加速度时程，对抗滑挡墙的动力响应进行多参数组合的数值模拟。研究地震条件下的抗滑挡墙加速度、动位移、动应力以及稳定性安全系数响应基本规律，并就地震峰值加速度、挡墙高度、墙底坡度、地基土弹性模量等因素对其动力响应的影响进行分析。最后在抗滑挡墙动力响应规律的基础上，针对其在地震中产生滑移和倾覆失稳方式，提出相应的结构加固对策。取得的主要研究结论和成果如下：1．揭示了抗滑挡墙动力响应的一系列基本规律。(1)在地震条件下，抗滑挡墙加速度、动位移、位移放大系数都具有明显的放大效应和滞后性。其中最大加速度及其放大系数在挡墙高度的1／2至2／3才开始迅速增加，顶部达到最大。(2)在地震刚开始阶段，抗滑挡墙所受的正压力和剪切力稳定在一基值。地震过程中，挡墙所受正应力和剪应力平均值相对静力条件下初始值几乎没有变化；而地震作用结束后，应力最终值明显增大。(3)发生地震时，抗滑挡墙稳定性安全系数明显低于静力条件下的安全系数；地震作用结束时，稳定性安全系数处于一较低值。(4)地震峰值加速度愈大，抗滑挡墙加速度、动位移响应愈强烈，稳定性安全系数愈小。但沿墙高位移放大系数并不随地震峰值加速度的变化而变化。(5)相对于墙底坡度水平形式的挡墙，墙底坡度1：0．1和1：0．2的挡墙加速度、动位移响应较稳定，其抗滑和抗倾覆安全系数均有较大提高。(6)地基土越软弱，抗滑挡墙加速度、动位移响应愈大，而加速度放大效应愈小。2．提出了抗滑挡墙结构加固对策基于地震作用极易产生的抗滑挡墙滑移和倾覆两种基本失稳形式，结合汶川地震灾区工程实例，有针对性提出采用倾斜预应力锚索(杆)、垂直预应力锚索、预应力锚杆(索)加钢筋混凝土梁、板的联合加固、套墙加固、支撑墙加固等几种结构加固对策。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2013-02-04 |
| 源URL | [http://192.168.143.20:8080/handle/131551/4891]  |
| 专题 | 成都山地灾害与环境研究所_山地灾害与地表过程重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 吴文平. 地震条件下抗滑挡墙的动力响应及其结构加固[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2010. |
入库方式： OAI收割
来源：成都山地灾害与环境研究所
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