地震作用下動孔隙水壓力對邊坡永久位移影響簡便計算方法

地震作用下動孔隙水壓力對邊坡永遠(yuǎn)位移影響的簡易計算方法地震作用下動孔隙水壓力對邊坡永遠(yuǎn)位移影響的簡易計算方法---------------------------------------------------------------精品范文-------------------------------------------------------------地震作用下動孔隙水壓力對邊坡永遠(yuǎn)位移影響的簡便計算方法建筑構(gòu)造學(xué)報JournalofBuildingStructures第35卷第3期2014年3月Vol.35No.3Mar．2014028文章編號：1000-686903-0215-07地震作用下動孔隙水壓力對邊坡永遠(yuǎn)位移影響的簡易計算方法黃帥，宋1122波，牛立超，葉陽升，蔡德鉤綱要：鑒于轉(zhuǎn)動均衡理論，提出了考慮地震作用下動孔隙水壓力影響的邊坡永遠(yuǎn)位移簡易計算方法，并經(jīng)過砂土邊坡的振動臺試驗進行了考證。結(jié)果表示：地下水對邊坡動力特征影響較大，隨著地下水位的高升，邊坡的自振周期體現(xiàn)增添趨向，水位1.0m時邊坡的自振周期是無水時的2.88倍；地下水位越高，地下水對邊坡臨界加快度的影響越明顯，且當(dāng)水位為1.0m時邊坡的臨界加快度比無水時減小了28%；跟著水位的高升，邊坡永遠(yuǎn)2地震峰值加快度為2.0m/s時，水位1.0m的永遠(yuǎn)位移是無水時的9.8倍；別的，跟著地震峰值位移均表現(xiàn)出增添的趨向，22加快度的增添，邊坡永遠(yuǎn)位移急劇增添，當(dāng)?shù)卣鸱逯导涌於葹?.3/29---------------------------------------------------------------精品范文-------------------------------------------------------------0m/s時，永遠(yuǎn)位移是地震峰值加快度為1.0m/s時的6.9倍。建議的簡易方法與試驗測得的邊坡永遠(yuǎn)位移最大誤差在10%以內(nèi)，考證了建議方法的靠譜性。要點詞：邊坡；地震作用；地下水；轉(zhuǎn)動均衡理論；振動臺試驗；永遠(yuǎn)位移中圖分類號：TU435文件標(biāo)記碼：ASimplecalculationmethodofpermanentdisplacementofslopeinfluencedbydynamicporewaterpressureunderearthquakeHUANGShuai1，SONGBo1，NIULichao1，YEYangsheng2，CAIDegou2Abstract：Basedonthetheoryofrotationequilibrium，asimplecalculationmethodforthepermanentdisplacementofthesoilslopeconsideringtheinfluenceofdynamicporewaterpressureunderearthquakewasputforward，andthemethodwasverifiedbyshakingtabletestofthesoilslope．Theresultsshowthatgroundwaterhasagreaterimpactondynamiccharacteristicsoftheslope，andthenaturalvibrationperiodwith1.0mgroundwaterdepthis2.88timesofthatwithoutgroundwater．Theinfluenceofgroundwateroncriticalaccelerationismoresignificantwiththeincreaseofgroundwaterdepth，andthecriticalaccelerationwith1.0mgroundwaterdepthisreducedby28%comparedwithno4/29---------------------------------------------------------------精品范文-------------------------------------------------------------water．Withtheincreaseofwaterdepth，slopeofpermanentdisplacementshowsanincreasingtrend．Whenthepeakaccelerationofearthquakeis2.0m/s2，thepermanentdisplacementwithfullwaterdepthis9.8timesofthatwithoutwater．Inaddition，withtheincreaseofpeakacceleration，thepermanentdisplacementincreasesdramatically．Permanentdisplacementwithpeakaccelerationof2.0m/s2is6.9timesofthatwiththepeakaccelerationof1.0m/s2．Comparedwiththepermanentdisplacementsmeasuredbytest，thedeviationarewithin10%，whichshowsthesuggestedsimplemethodisaccurate．Keywords：soilslope；earthquakeaction；undergroundwater；theoryofrotationequilibrium；shakingtabletest；permanentdisplacement基金項目：國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃專項經(jīng)費項目，高速鐵路軌道技術(shù)國家要點實驗室開放課題基金項目，教育部外國名師項目，科技部科研院所技術(shù)研究專項基金項目。mail：b20100038@作者簡介：黃帥，男，山東肥城人，博士研究生。Email：songbo@通訊作者：宋波，男，山東招遠(yuǎn)人，工學(xué)博士，教授。E收稿日期：2013年9月215所以，鑒于轉(zhuǎn)動均衡法，推導(dǎo)地震作用下面5/29---------------------------------------------------------------精品范文-------------------------------------------------------------前言坡永遠(yuǎn)位移求解方法，提出考慮地震作用下動孔隙水壓力影響的邊坡永遠(yuǎn)位移的簡易計算方法，并經(jīng)過邊坡的振動臺試驗進行校驗。最近幾年來，跟著地震的屢次發(fā)生，滑坡災(zāi)禍惹起了2008年5月，寬泛關(guān)注，比如，汶川地震觸發(fā)了15000；2012年4月，玉樹地震觸發(fā)了約203620129多處滑坡；年月，云貴地震為5.7級，但因持多處滑坡續(xù)降雨致使邊坡處地下水含量增加，地震作用引起了大批的滑坡。地震引起的滑坡災(zāi)害給我國帶來了巨大的生命財富和經(jīng)濟損失。但是不論是何種種類的邊坡，其在損壞以前都要經(jīng)歷一個積累變形的過程，產(chǎn)生永遠(yuǎn)位移，所以，在地震作用下明確邊坡滑坡時的永遠(yuǎn)變形特征，對邊坡滑坡的預(yù)防和預(yù)警具有重要的工程意義。當(dāng)前，地震作用下面坡永遠(yuǎn)位移的計算方法主要有Newmark滑塊位移法和鑒于有限元的彈塑性反響剖析法。Newmark滑塊位移法是一種簡易計算方法，可是關(guān)于土質(zhì)邊坡而言，地下水是影響其穩(wěn)固性的一個主要要素，而Newmark滑塊位移法沒有考慮地震作用下動孔隙水壓力的影響。彈塑性反響剖析法能較全面地考慮地震作用下動孔隙水壓力影響的但其建模較為復(fù)雜，運算量大，不宜邊坡永遠(yuǎn)位移，用于邊坡工程的迅速評論。怎樣在短時間內(nèi)正確快簡速地對邊坡在地震作用下的變形進行定量評估，便的永遠(yuǎn)位移計算方法尤其重要。針對邊坡永遠(yuǎn)位移的研究，外國許多，而國內(nèi)相對較少。最早是6/29---------------------------------------------------------------精品范文-------------------------------------------------------------由［2］Newmark提出的滑塊法求解邊坡的永遠(yuǎn)位移。Jin提出了一種進行邊坡永遠(yuǎn)位移計算的簡易方［4］法。Ausilio等提出了鑒于邊坡的永遠(yuǎn)位移的邊坡研究了地震作用下不一樣壓實度路堤邊坡的節(jié)余變形特征。董建華等成立了地震作用下土釘支護邊坡永遠(yuǎn)位移計算［7］方法。李元雄等經(jīng)過有限元剖析方法計算了地震［8］［6］［1］1考慮動孔隙水壓力影響的邊坡永遠(yuǎn)位移計算方法對邊坡永遠(yuǎn)變形進行計算時，作以下假設(shè)：1）潛在失穩(wěn)模式為對數(shù)螺線旋轉(zhuǎn)柱面；2）將孔隙水壓力作為外荷載。因為邊坡的滑移面為對數(shù)螺線旋轉(zhuǎn)柱面，則其應(yīng)知足式。Ｒ=Ｒ0eθ－θtanφ式中：Ｒ為滑移體旋轉(zhuǎn)中心O到對數(shù)螺線旋轉(zhuǎn)柱面隨意點的距離；Ｒ0為滑移體旋轉(zhuǎn)中心O到滑移體在邊坡頂部的點A的距離；θ為滑移體旋轉(zhuǎn)中心O到對數(shù)螺線旋轉(zhuǎn)柱面隨意點的距離與水平面的夾角；θ0為滑移體旋轉(zhuǎn)中心O到滑移體在邊坡頂部點A的距離與水平面的夾角；φ為邊坡土體的內(nèi)摩擦角，詳細(xì)見圖7/29---------------------------------------------------------------精品范文-------------------------------------------------------------。等3］穩(wěn)固性評論的簡易方法。林宇亮等5］Fig．1圖1邊坡計算幾何圖示Geometricdiagramforslopecalculation依據(jù)圖1，定義土塊ABCC'重力荷載對O點的力矩為MABCC'，土塊OAC'重力荷載對O點的力矩為MOAC'，OBC和OCC'重力荷載對O點的力土塊OAB、MOBC和MOCC'，矩分別為MOAB、則有：MABCC'=MOAC'－MOCC'所以，可求得土塊ABCC'重力荷載

MOAB－MOBCG對O點的轉(zhuǎn)動力矩為：MG=γＲ30式中：γ為土的重度；α為坡頂與水平面夾角；β為坡f2、f3、f4角；β'為圖1中BC'與CC'之間的夾角；f1、與β、θ0、θh、α的關(guān)系式分別為：f1=1［h0作用下面坡的節(jié)余變形。徐光興等推導(dǎo)了鑒于能［9］量法的邊坡永遠(yuǎn)位移計算公式。祁生林等考慮了動力作用產(chǎn)生的孔隙水壓力，提出了一種簡易的估［10］算地震作用下永遠(yuǎn)位移的方法。盧坤林等將Newmark有限滑動位移法拓展到三8/29---------------------------------------------------------------精品范文-------------------------------------------------------------維空間，提出了三維邊坡地震作用下永遠(yuǎn)位移的剖析方法。但目前，國內(nèi)外對邊坡永遠(yuǎn)位移的研究，大多不考慮地下水。的影響且考慮地震作用下動孔隙水壓力影響的情況鮮見報導(dǎo)。而荷載作用下的孔隙水壓力的發(fā)展變化是影響土體變形及強度變化的重要因素。特別是地震作用下進一步加劇了地下水與邊坡土體的互相作用，嚴(yán)重影響邊坡的穩(wěn)固性，而考慮地震作用下動孔隙水壓力對邊坡永遠(yuǎn)位移的影響更切合工程實質(zhì)。sinθh）e3tanφ－3tanφcosθ0－sinθ0］珔Lf2=sin6216f3=exp［sintanφ］［sin－6珔Lsin］×｛cosθ0－珔Lcosα+cosθhetanφＲcosθ－cosθexp［（θ{Ｒ建筑構(gòu)造學(xué)報JournalofBuildingStructures9/29---------------------------------------------------------------精品范文-------------------------------------------------------------第35卷第3期2014年3月Vol.35No.3Mar．2014028文章編號：1000-686903-0215-07地震作用下動孔隙水壓力對邊坡永遠(yuǎn)位移影響的簡易計算方法黃帥，宋1122波，牛立超，葉陽升，蔡德鉤綱要：鑒于轉(zhuǎn)動均衡理論，提出了考慮地震作用下動孔隙水壓力影響的邊坡永遠(yuǎn)位移簡易計算方法，并經(jīng)過砂土邊坡的振動臺試驗進行了考證。結(jié)果表示：地下水對邊坡動力特征影響較大，隨著地下水位的高升，邊坡的自振周期體現(xiàn)增添趨向，水位1.0m時邊坡的自振周期是無水時的2.88倍；地下水位越高，地下水對邊坡臨界加快度的影響越明顯，且當(dāng)水位為1.0m時邊坡的臨界加快度比無水時減小了28%；跟著水位的高升，邊坡永遠(yuǎn)2地震峰值加快度為2.0m/s時，水位1.0m的永遠(yuǎn)位移是無水時的9.8倍；別的，跟著地震峰值位移均表現(xiàn)出增添的趨向，22加快度的增添，邊坡永遠(yuǎn)位移急劇增添，當(dāng)?shù)卣鸱逯导涌於葹?.0m/s時，永遠(yuǎn)位移是地震峰值加快度為1.0m/s時的6.9倍。建議的簡易方法與試驗測得的邊坡永遠(yuǎn)位移最大誤差在10%以內(nèi)，考證了建議方法的靠譜性。要點詞：邊坡；地震作用；地下水；轉(zhuǎn)動均衡理論；振動臺試驗；永遠(yuǎn)位移中圖分類號：TU435文件標(biāo)記碼：A10/29---------------------------------------------------------------精品范文-------------------------------------------------------------SimplecalculationmethodofpermanentdisplacementofslopeinfluencedbydynamicporewaterpressureunderearthquakeHUANGShuai1，SONGBo1，NIULichao1，YEYangsheng2，CAIDegou2Abstract：Basedonthetheoryofrotationequilibrium，asimplecalculationmethodforthepermanentdisplacementofthesoilslopeconsideringtheinfluenceofdynamicporewaterpressureunderearthquakewasputforward，andthemethodwasverifiedbyshakingtabletestofthesoilslope．Theresultsshowthatgroundwaterhasagreaterimpactondynamiccharacteristicsoftheslope，andthenaturalvibrationperiodwith1.0mgroundwaterdepthis2.88timesofthatwithoutgroundwater．Theinfluenceofgroundwateroncriticalaccelerationismoresignificantwiththeincreaseofgroundwaterdepth，andthecriticalaccelerationwith1.0mgroundwaterdepthisreducedby28%comparedwithnowater．Withtheincreaseofwaterdepth，slopeofpermanentdisplacementshowsanincreasingtrend．Whenthepeakaccelerationofearthquakeis2.0m/s2，thepermanentdisplacementwithfullwaterdepthis9.8timesofthatwithoutwater．Inaddition，withtheincreaseofpeakacceleration，11/29---------------------------------------------------------------精品范文-------------------------------------------------------------thepermanentdisplacementincreasesdramatically．Permanentdisplacementwithpeakaccelerationof2.0m/s2is6.9timesofthatwiththepeakaccelerationof1.0m/s2．Comparedwiththepermanentdisplacementsmeasuredbytest，thedeviationarewithin10%，whichshowsthesuggestedsimplemethodisaccurate．Keywords：soilslope；earthquakeaction；undergroundwater；theoryofrotationequilibrium；shakingtabletest；permanentdisplacement基金項目：國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃專項經(jīng)費項目，高速鐵路軌道技術(shù)國家要點實驗室開放課題基金項目，教育部外國名師項目，科技部科研院所技術(shù)研究專項基金項目。mail：b20100038@作者簡介：黃帥，男，山東肥城人，博士研究生。Email：songbo@通訊作者：宋波，男，山東招遠(yuǎn)人，工學(xué)博士，教授。E收稿日期：2013年9月215所以，鑒于轉(zhuǎn)動均衡法，推導(dǎo)地震作用下面前言坡永遠(yuǎn)位移求解方法，提出考慮地震作用下動孔隙水壓力影響的邊坡永遠(yuǎn)位移的簡易計算方法，并經(jīng)過邊坡的振動臺試驗進行校驗。最近幾年來，跟著地震的屢次發(fā)生，滑坡災(zāi)禍惹起了2008年512/29---------------------------------------------------------------精品范文-------------------------------------------------------------月，寬泛關(guān)注，比如，汶川地震觸發(fā)了15000；2012年4月，玉樹地震觸發(fā)了約203620129多處滑坡；年月，云貴地震為5.7級，但因持多處滑坡續(xù)降雨致使邊坡處地下水含量增加，地震作用引起了大批的滑坡。地震引起的滑坡災(zāi)害給我國帶來了巨大的生命財富和經(jīng)濟損失。但是不論是何種種類的邊坡，其在損壞以前都要經(jīng)歷一個積累變形的過程，產(chǎn)生永遠(yuǎn)位移，所以，在地震作用下明確邊坡滑坡時的永遠(yuǎn)變形特征，對邊坡滑坡的預(yù)防和預(yù)警具有重要的工程意義。當(dāng)前，地震作用下面坡永遠(yuǎn)位移的計算方法主要有Newmark滑塊位移法和鑒于有限元的彈塑性反響剖析法。Newmark滑塊位移法是一種簡易計算方法，可是關(guān)于土質(zhì)邊坡而言，地下水是影響其穩(wěn)固性的一個主要要素，而Newmark滑塊位移法沒有考慮地震作用下動孔隙水壓力的影響。彈塑性反響剖析法能較全面地考慮地震作用下動孔隙水壓力影響的但其建模較為復(fù)雜，運算量大，不宜邊坡永遠(yuǎn)位移，用于邊坡工程的迅速評論。怎樣在短時間內(nèi)正確快簡速地對邊坡在地震作用下的變形進行定量評估，便的永遠(yuǎn)位移計算方法尤其重要。針對邊坡永遠(yuǎn)位移的研究，外國許多，而國內(nèi)相對較少。最早是由［2］Newmark提出的滑塊法求解邊坡的永遠(yuǎn)位移。Jin提出了一種進行邊坡永遠(yuǎn)位移計算的簡易方［4］法。Ausilio等提出了鑒于邊坡的永遠(yuǎn)位移的邊坡研究了地震作用下不一樣壓實度路堤邊坡的節(jié)余變形特征。董建華等成立了地震作用下土釘支護邊坡永遠(yuǎn)位移計算［7］方法。李元雄等經(jīng)過有13/29---------------------------------------------------------------精品范文-------------------------------------------------------------限元剖析方法計算了地震202－θ0）tanφ］tanβ}｝×etanφZ3Ｒ=sinθ－sinθhexp［tanφ］Ｒ0Ｒ0滑移面AC'上的剪力主要由土體內(nèi)部自己摩擦剪力對O點的轉(zhuǎn)動力矩為：力均衡，MC=cＲ20［e2tanφ－1］2tanφh0sinf4=珚H2［cosθ0－珔Lcosα－2sinβsinβ'1珚H］3H珚H==sinθhetanφ－sinθ0Ｒ0h0式中：c為黏聚力；φ為內(nèi)摩擦角。依據(jù)轉(zhuǎn)動均衡原理，可得：MC=MG+ME+MuLsinsinsin珔L==+－Ｒ0sinsinsinsinsinexp［tanφ］sinsin在水平川震作用下土塊ABCC'重力荷載對O14/29---------------------------------------------------------------精品范文-------------------------------------------------------------點的轉(zhuǎn)動力矩為：''''ME=kγＲ30、和式代入式可獲得考將式、慮孔隙水壓力時的邊坡永久位移關(guān)系式：cＲ20［e2tanφ－1］=γＲ3+0［2tanφk+rufu］h0k=a/g，a為地震加快度；式中：k為水平川震系數(shù)，''''f1、f2、f3、f4與β、θ0、θh和α的關(guān)系式分別為：f1'1=［cosθh）e3tanφ－3tanφsinθ0+cosθ0］1LL=sin6Ｒ0Ｒ00式是依據(jù)轉(zhuǎn)動均衡原理獲得的考慮孔隙水壓力影響的關(guān)系式。因為ru為未知量，所以不可以求得土體馬上發(fā)生相對運動時的地震加快度以及邊坡的臨界加快度。但孔隙水壓力的變化源于地震作用下土體之間相對運動，所以，假設(shè)地震加快度未超出臨界加快度前沒有發(fā)生顯然的運動，即土體內(nèi)的孔隙水壓力沒有發(fā)生變化，可用初始孔隙水壓力比ruf'2f3'=15/29---------------------------------------------------------------精品范文-------------------------------------------------------------1Hsin2sinθhetanφ－6Ｒ0sinβ'［｛h取代式中的ru，即可確立土體馬上發(fā)生運動時的ac=kcg，kc為折服土體馬上發(fā)生運動時加快度ac，的水平川震系數(shù)。當(dāng)k≤kc時，則有：u=u0u0為邊坡的初始孔隙水壓力。式中，HtanφeＲ0h0］f4'=()Ｒ02sin3sinθhexp［0）tanφ］－｝30u受孔隙水壓力作用土塊ABCC'重力荷載對O點的轉(zhuǎn)動力矩為：Mu=γＲrfuuru=，u為地下水產(chǎn)生式中：ru為孔隙水壓力比，γZ的孔隙水壓力，Z為邊坡的豎向深度；fu與Z1、Z2、Z3、θ0、θh的關(guān)系式分別為：θZ1fu=tan16/29---------------------------------------------------------------精品范文-------------------------------------------------------------φexp［2tanφ］dθ+θＲ0則式變成：cＲ20［e2tanφ－1］=γＲ3+0［2tanφkc+rufu］h000由式可得考慮孔隙水壓力影響時土體馬上發(fā)生運動時的水平地震系數(shù)：gcＲ20kc=［e2tanφ－1］－3'2γＲ0tanφh0g+grufu{∫1f1'－f2'－f3'－f4'邊坡滑移時存在多個滑動面，而在不一樣的滑動面中存在一個最危險的滑動面，進而存在一個最小臨界加快度，對式求導(dǎo)可確立臨界加快度的極小值。式中包括三個未知參數(shù)，對未知參數(shù)求導(dǎo)可得，?kc=0?θ0?kc=0?θh∫∫θ2θ117/29---------------------------------------------------------------精品范文-------------------------------------------------------------Z2exp［2tanφ］dθ+Ｒ0Z3exp［2tanφ］dθＲ0θhθ2}Z1Ｒ=sinθ－sinθ0+Ｒ0Ｒ0Ｒcosθ－cosθ)tanα(ＲZ2Ｒ=sinθ－sinθhexp［tanφ］+Ｒ0Ｒ0217?kc=0?β'經(jīng)過式～式可計算參數(shù)θ0、θh、β，進而確立邊坡的最小臨界加快度。當(dāng)?shù)卣鸺涌於瘸鲞吰碌呐R界加快度時，式不再成立。此時，邊坡在地震作用下的孔隙水壓力可表示為：u=u0+u式中，u為地震作用致使的孔隙水壓力增量。［11］關(guān)于u的求解，可采納LianFinn模型，為不排水條件下孔隙水壓力的增量u與塑性體積應(yīng)變其表達(dá)式為：增量Δεvd的關(guān)系，珔u=ErΔεvd珔Er='）1－mn－mmk2（σvcＲ2G¨0［e2tanφ－1］+l2θ=γＲ3+k+r18/29---------------------------------------------------------------精品范文-------------------------------------------------------------'ufu］r'u為土體發(fā)生滑動時，式中，即k≥kc時的孔隙水壓力比。將式減去式，可得：3¨=gγＲ0［+fu］l為O點到土塊ABC中心的距離，式中，3γＲ0l=2+2；G槡1G為土塊ABCC'的重力荷載。將式連續(xù)積分可得：C3ε+ξC4εvd2vdΔεvd=C1+∫θ=∫=·tetstetsdtθdt·'為豎向有效應(yīng)力；σv'為初始豎向有效應(yīng)力；式中：σv珔Er為一維卸荷曲線上對應(yīng)于初始豎向有效應(yīng)力點'的切向模量；m、n和k2為常量，σv由固結(jié)儀測定的許多于3個卸荷曲線確立；Δεvd為塑性體積應(yīng)變增19/29---------------------------------------------------------------精品范文-------------------------------------------------------------·¨+¨?t+1t2tθt+t=θt+θtt+·12¨+¨tt6·C2、C3量；εvd為總的積累體積應(yīng)變；ξ為剪應(yīng)變；C1、Martin等對試驗數(shù)據(jù)進行回歸，和C4為常量，得出了相對密度為45%的結(jié)晶二氧化硅砂的資料常量C1、C2、C3和C4，0.79、0.45其最正確取值分別為0.80、11］在試驗基礎(chǔ)上，對Finn模型進行了簡化，簡化后如式所示。［12］¨=0式中：ts為k=kc、θ時對應(yīng)的時間；te為θ0對應(yīng)的時間。綜上，可得滑移體滑動時對應(yīng)的永遠(yuǎn)位移δ為：δ=Ｒ·Δθ和0.73。Byrne13］220/29---------------------------------------------------------------精品范文-------------------------------------------------------------2.1砂土邊坡的振動臺試驗試驗?zāi)Ｐ鸵愿?m砂土邊坡作為研究對象，研究地下水對Δεvdε=C1exp－C2vdξξC1和C2為常量，式中，經(jīng)驗計算式C1=7600Dr－2.5C2=0.4C1()分別為：13］邊坡地震動力響應(yīng)的影響。模型箱長度×寬度×高度為2.0m×1.0m×1.5m。在堆筑砂土邊坡以前，為使砂土盡量保持平均，頻頻多次攪拌。經(jīng)過在模型箱雙側(cè)內(nèi)壁鋪設(shè)厚度為20mm的海綿來減少地震波在界限處的反射。試驗設(shè)計邊坡模型的長度×寬度×高度為1.96m×0.96m×1.20m，邊坡斜率依據(jù)TB10001—2005《鐵路路基設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，放坡斜率為1∶1.5，試驗?zāi)Ｐ腿鐖D2所示。2.2振動臺試驗設(shè)備15/KE2000的液壓單向振動臺長進試驗在ES行，振動臺由21/29---------------------------------------------------------------精品范文-------------------------------------------------------------液壓臺控制儀、油源泵站、水平振動臺構(gòu)成。主要技術(shù)指標(biāo)為：額定荷載50kN；最大加快22度在空載時為20m/s，滿載時為10m/s；額定速度15為0.5m/s；振動臺平面尺寸為1.5m×1.5m。ES設(shè)施與監(jiān)測系統(tǒng)如圖3所示。r為土的相對密度，Dr經(jīng)過修正的標(biāo)準(zhǔn)貫擊式中，數(shù)60計算獲得：Dr=15的計算式為：C1=8.71.2560進而可獲得常量C1和修正的標(biāo)準(zhǔn)貫擊數(shù)槡60當(dāng)土塊ABCC'開始滑動時，其將產(chǎn)生對O點的轉(zhuǎn)動，此時土塊不再保持均衡，將產(chǎn)生附帶力矩，由牛頓第二定律可得附帶力矩為：G2¨lθM=g將式代入式可獲得：218邊坡幾何表示邊坡試驗?zāi)Ｐ蛨D2邊坡模型Fig．2Slopemodel圖5監(jiān)測傳感器的部署Fig．5Layoutofmonitoringsensor中的規(guī)定，關(guān)于邊坡所在地域布防烈度為7度，鐵路0.1g。工程水平川震峰值加快度取采納汶川臥龍地22/29---------------------------------------------------------------精品范文-------------------------------------------------------------震波作為激勵，將其峰值加快度調(diào)整為1.0m/s，加快度時程如圖6所示。因為邊坡?lián)p壞主要受水平川振動臺液壓油泵監(jiān)測儀器震作用的影響，為此，試驗僅考慮水平川震作用。Fig．315液壓振動臺圖3ESHydraulicvibrationtableofES152.3地下水位確實定地下水位的合理模擬對試驗結(jié)果的精準(zhǔn)性影響較大。地下水位的模擬采納如圖4所示的方案。圖6汶川地震加快度時程曲線Fig．6AccelerationtimehistorycurveoftheWenchuanEarthquake邊坡一側(cè)加水底部水管邊坡浸潤線形狀圖4邊坡地下水的模擬Fig．4Simulationofslopegroundwater2.6邊坡的掃頻試驗經(jīng)過對試驗?zāi)Ｐ瓦M行白噪聲掃頻，測試模型在在模擬方案中，邊坡的一側(cè)接入水管進行灌水，0.6m和1.23/29---------------------------------------------------------------精品范文-------------------------------------------------------------0m，使水位高度控制在0.2、用以模擬不一樣的地下水位高度。在相應(yīng)的模型箱另一側(cè)的下部翻開水龍頭，經(jīng)過長時間的加水使邊坡內(nèi)部形成穩(wěn)固的滲流場后開始施加地震激勵。水位穩(wěn)固后，依據(jù)邊坡內(nèi)部水如圖位線的高度得出水位0.6m時的浸潤線的形狀，4c所示。2.4監(jiān)測傳感器的部署為了收集正確的試驗數(shù)據(jù)，在邊坡和振動臺模型箱上部署了許多的位移傳感器，試驗?zāi)Ｐ偷膫鞲?。器部署如圖所示經(jīng)過沿邊坡高度方向間隔250mm部署位移傳感器，測定地震作用下面坡坡面的位移。2.5地震波的選擇依據(jù)GB50111—2006《鐵路工程抗震設(shè)計規(guī)范》地下水影響下的自振頻次，用以剖析地下水對邊坡動力反響的影響。試驗中采納掃頻測得邊坡模型在0.2、0.6、1.0m時的1階自振頻次，如表1水位為0.0、所示。圖7給出了水位為0.0m和0.6m時的測試譜。表1模型動力測試一試驗結(jié)果Table1Modeldynamictestresults水位h/m0.0自振頻次f/Hz29.2317.5412.6510.20T/s0.0340.0570.0790.098由表1可知，跟著地下水位的高升，邊坡的自振周期漸漸增大，邊坡的自振頻次由無水時的29.23Hz減少至最高水位1.0m時的10.20Hz，而自振周期也由無水時的0.034s延伸至0.098s，即因為地下水的存在，最高地下水位使邊坡的自振周期是無水時的2.88倍，故地下水的存在對邊坡的動力特征影響較24/29---------------------------------------------------------------精品范文-------------------------------------------------------------大。219之內(nèi)，考證了建議簡易計算方法的靠譜性。因為簡易計算方法將滑移體考慮為剛性體，所以，計算獲得的邊坡永遠(yuǎn)位移比振動臺試驗的永遠(yuǎn)位移偏跟著水位的高升，邊坡永大。從圖8中還能夠發(fā)現(xiàn)，2久位移均表現(xiàn)出增添的趨向；當(dāng)apg=1.0m/s時，水位1.0m邊坡永遠(yuǎn)位移是無水時的7.6倍；當(dāng)apg=無地下水水位0.6mFig．7圖7固有頻次測試譜Spectrogramofnaturalfrequency2.0m/s2時，水位1.0m邊坡永遠(yuǎn)位移是無水時的9.8倍；別的，跟著地震峰值加快度的增添，邊坡永遠(yuǎn)2位移急劇增添，當(dāng)apg=2.0m/s時，邊坡永遠(yuǎn)位移是apg=1.0m/s2時的6.9倍，由此可知，33.125/29---------------------------------------------------------------精品范文-------------------------------------------------------------建議方法與試驗結(jié)果的對照邊坡的臨界滑移加快度剖析地震峰值加快度對邊坡永遠(yuǎn)位移影響明顯，且地下水的影響亦不容忽略。為了計算邊坡的永遠(yuǎn)位移，第一經(jīng)過式計算邊坡在不一樣水位時的臨界滑移加快度，如表2所示。表2邊坡臨界滑移加快度acTable2Criticalaccelerationsofslope水位h/m0.0ac/0.940.880.7968ζ0.000.060.160.284結(jié)論）鑒于轉(zhuǎn)動均衡理論推導(dǎo)了邊坡的永遠(yuǎn)位移計并提出了考慮地震作用下動孔隙水壓力影算方法，響的邊坡永久位移簡易計算方法。2）地下水的存在對邊坡的動力特征的影響較大，跟著地下水位的高升，邊坡的自振周期表現(xiàn)出增大的趨向，且當(dāng)?shù)叵滤_(dá)到最高水位1.0m時，邊坡的自振周期是無水時的2.88倍。3）跟著地下水位的增添，邊坡的臨界滑移加快度體現(xiàn)減小的趨向，水位越高地下水對邊坡臨界滑移加快度的影響越明顯，且地下水位為1.0m時邊坡的臨界加快度比無水時減小了28%。4）跟著水位高升，邊坡永遠(yuǎn)位移均表現(xiàn)出增添的趨向；且跟著地震峰值加快度的增添，邊坡永遠(yuǎn)位移26/29---------------------------------------------------------------精品范文-------------------------------------------------------------急劇增大。由此可知，地震峰值加快度對邊坡永且地下水的影響不容忽略。久位移影響明顯，5）鑒于建議的簡易方法計算的邊坡永遠(yuǎn)位移在不一樣水位下與試驗結(jié)果最大誤差在10%之內(nèi)，考證了建議的簡易計算方法的靠譜性。參考文件1］殷躍平．汶川八級地震滑坡特點剖析［J］．工程地質(zhì)2009，17：2938．：2938．）［2］NewmarkNM．EffectsofearthquakesondamsandJ］．Geotechnique，1965，15：139embankments［注：ζ為地下水的影響率，ζ=/無水時的臨界加快度。由表2可知，跟著地下水位的高升，孔隙水壓力的作用降低了土體的抗剪強度，致使邊坡臨界加快度體現(xiàn)減小的趨向。跟著水位的高升，地下水的影響率漸漸增大，地下水位為1.0m時的臨界加快度比無水時減小了28%。3.