宝鸡黄土边坡地脉动特性及动力响应规律研究

论文摘要

地震触发的边坡失稳破坏规模大、范围广,是最为严重的地质灾害之一。宝鸡市地处渭河断陷盆地,南面是秦岭山脉,北面紧邻黄土高原,属于地震活动区。市区与北侧的黄土塬边溶为一体,黄土塬边坡的稳定性对于宝鸡市区的安全意义重大。本文依托“宝鸡地区地质灾害调查”项目,展开宝鸡市北坡黄土边坡地震稳定性研究,对于西北地区黄土边坡地震稳定性研究具有一定的理论意义,同时对于宝鸡市的抗震防灾具有显著的工程应用价值。本文提出的科学问题是：黄土塬边坡自振特性及边坡地震动力响应规律和破坏方式。针对所提出的科学问题,本文研究的目标为：黄土塬典型边坡形态对边坡自振特性影响的规律,以及典型边坡地震动力响应和动力破坏方式。围绕本文研究目标,开展了一下研究：(1)宝鸡市北坡典型黄土边坡现成地脉动测量；(2)宝鸡市典型黄土边坡微振数值模拟；(3)宝鸡市典型黄土边坡动力破坏数值模拟。通过研究取得了以下成果和认识：(1)现场边坡地脉动测量研究黄土边坡动力特性的重要手段,地脉动测量结果不仅可以提供边坡动力特性的第一手资料,同时还为边坡动力响应数值模拟通过了宝贵的约束条件。(2)现场脉动测量表明,岳家坡黄土边坡的自振频率约为3Hz,边坡的微振数值模拟获得的边坡卓越振型与脉动测量结果一致。(3)以3Hz简谐激振模拟搜索边坡动力破坏的临界状态,确定了岳家坡黄土边坡的临界动力峰值加速度,分析了该边坡可能的动力破坏方式。参照宝鸡地区抗震设防目标,确定了岳家坡边坡动力稳定性。本文针对宝鸡市岳家坡所进行的黄土边坡动力稳定性研究得出的认识和成果,可以为宝鸡市和黄土地区边坡稳定性研究和地质灾害危险性评估提供有价值的参考。本文研究中有几个重要的问题尚未解决,值得今后进一步深入展开研究。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 问题的提出
• 1.2 地脉动研究现状
• 1.2.1 地脉动国外研究现状
• 1.2.2 地脉动国内研究现状
• 1.3 本文研究的内容和技术路线
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 技术路线
• 第2章 地脉动理论
• 2.1 地脉动类别
• 2.2 地脉动成因理论
• 2.2.1 体波理论
• 2.2.2 面波理论
• 2.3 地脉动数据的解析
• 2.3.1 周期—频度法
• 2.3.2 频谱分析法
• 第3章 宝鸡地区边坡地脉动测试
• 3.1 宝鸡地区工程地质特征
• 3.1.1 宝鸡市自然自然环境背景
• 3.1.2 气象水文特征
• 3.1.3 地质构造
• 3.1.4 地层岩性
• 3.2 地脉动信号的现场测试
• 3.2.1 地脉动测试测点选取原则
• 3.2.2 地脉动测试仪器设备
• 3.2.3 地脉动信号的处理
• 3.3 场地卓越周期的提取
• 3.4 宝鸡地区黄土边坡地脉动测试
• 3.5 本章小结及展望
• 第4章 岳家坡黄土边坡微振特性数值模拟
• 3D简介'>4.1 FLAC^3D简介
• 4.2 边坡三维数值建模
• 4.2.1 边坡地形数字化处理
• 4.2.2 模型实体化处理及网格剖分
• 4.2.3 模型物理力学参数赋值
• 3D动力响应计算原理'>4.3 FLAC^3D动力响应计算原理
• 3D动力计算方程'>4.3.1 FLAC^3D动力计算方程
• 4.3.2 动力计算时步
• 4.3.3 动力计算的边界条件
• 4.3.4 动力计算阻尼
• 4.4 边坡微振特性数值模拟
• 4.4.1 模型静力平衡状态模拟
• 4.4.2 实测地脉动数值模拟
• 4.4.3 岳家坡黄土边坡模拟微振振型
• 第5章 岳家坡黄土边坡动力破坏数值模拟
• -4g简谐振动荷载'>5.1 加速度峰值3×10^-4g简谐振动荷载
• 5.1.1 X向（顺坡向）水平振动加载
• 5.1.2 Y向（垂直于坡向）水平振动加载
• 5.2 加速度峰值0.3g简谐振动荷载
• 5.2.1 X向（顺坡向）水平激振
• 5.2.2 Y向（垂直于坡向）水平激振
• 5.3 岳家坡黄土边坡地震稳定性评价
• 5.3.1 边坡地震稳定性的概念
• 5.3.2 边坡地震稳定性的临界地震加速度分析法
• 5.3.3 岳家坡黄土边坡的地震稳定性
• 第6章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附件一
• 附件二