论文摘要
边坡稳定性问题是岩土工程领域中的一个重要研究课题。边坡的破坏与其过程密切相关,因此边坡破坏过程和机理的研究对于合理评价边坡的稳定性有着重要意义。由于结构性土具有胶结、大孔隙等特点,该类土坡的变形与破坏过程表现出与一般素土坡明显不同的特性,需要深入研究。本文以素土坡和人工制备结构性土坡为研究对象,通过离心模型试验研究了静动力条件下结构性土坡和素土坡的变形与破坏规律。通过素土坡的动力离心模型试验验证了动力反应方法的有效性,并采用经过验证的数值模拟方法进行了奥林匹克森林公园主山的三维动力反应分析。取得的主要成果如下:1.进行了结构性土坡和素土坡的静力加载离心模型试验,再现了两类土坡的变形和破坏过程,探讨了主要影响因素。试验结果表明:(1)素土坡经历了明显的均匀变形阶段,而结构性土坡的均匀变形阶段不明显。(2)素土坡静力破坏前的位移明显高于结构性土坡,结构性土坡表现出更加明显的脆性破坏。(3)结构性土坡的滑裂面位置和破坏过程与素土坡均表现出较大差别。2.进行了结构性土坡和素土坡的动力离心模型试验,再现了地震条件下两类土坡的变形和破坏过程,探讨了主要影响因素。试验结果表明:(1)土坡的放大系数随着高度的增加而增加。(2)土坡的震后残余变形呈现竖向变形上部较大,水平向变形基本由中轴向外变大的现象。(3)结构性土坡的震后水平向残余变形明显大于素土坡。(4)含水量较大的土坡在地震条件下变形较大,更容易发生破坏。(5)坡度对于土坡的破坏形态有重要影响。3.采用基于等价粘弹性模型和残余变形模式的动力反应分析方法,对土坡动力离心模型试验结果进行了数值模拟。结果表明该方法适用于一般粘性土坡的地震响应分析,但在模拟结构性土坡的水平向位移响应方面还存在着局限性。4.对奥林匹克森林公园主山进行了地震响应的三维动力反应分析,结果表明:加速度随着高程增加而增大,并随着含水量的增加有降低趋势。主山的震后残余变形均随着饱和度和地震烈度的增加而增大。