錨固邊坡2.5D動力穩定性與自適應錨索抗震機制研究

《錨固邊坡2.5D動力穩定性與自適應錨索抗震機制研究》是依託重慶大學，由許明擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：錨固邊坡2.5D動力穩定性與自適應錨索抗震機制研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：許明
• 依託單位：重慶大學

中文摘要

大量震害調查資料表明，地震導致的邊坡失穩所造成的災害有時遠遠超過地震直接損失。邊坡動力穩定性分析常採用平面應變簡化方法，不能正確描述複雜地震波在近區岩土介質中產生的散射問題以及邊坡中預應力錨索的錨固控制機制。本項目擬採用現場調研、解析計算、數值仿真等手段，篩選邊坡破壞模式的界定方法與分化規律，建立錨固邊坡2.5D動力穩定性分析模型，利用有限元和無限元耦合方法研究錨固邊坡的動力反應及其近場散射效應，探索第三維度對地震波傳播的影響，闡明壓力型錨索的加固機理與損傷特性。在此理論基礎上，採用邊坡振動台模型試驗，研究和改進錨索防震結構，揭示具備與邊坡變形和滑坡推力主動協調的自適應錨索支護結構的荷載傳遞機理與動力回響規律，提出基於抗震錨索變形特性的邊坡穩定性評價指標與安全標準。研究成果有助於增強邊坡動力穩定性，對強震區路塹邊坡的設計以及工程抗震措施的選取具有重要的理論意義與實際價值。

結題摘要

大量震害調查資料表明，地震導致的邊坡失穩所造成的災害有時遠遠超過地震直接損失。邊坡動力穩定性分析常採用平面應變簡化方法，不能正確描述複雜地震波在近區岩土介質中產生的散射問題。本研究課題是針對地震荷載作用下錨固邊坡的動力穩定性和錨索性能最佳化設計的創新性研究課題。項目以錨固邊坡和地基無限域構成的開放系統為研究對象，在總結、收集和歸納現有國內外相關文獻及技術資料基礎上，開展了岩質邊坡地質調查和常見支護結構抗震減災性能調查。在此基礎上，採用解析計算、數值仿真等手段，建立預應力錨索數值模型和上覆紅粘土岩質邊坡三維邊坡模型，篩選邊坡破壞模式的界定方法與分化規律，研究錨固邊坡及其鄰近地基介質中由來自地基無限域中的入射地震波產生的波動，提出邊坡動力穩定性的簡化算法，闡明地震波作用下錨索軸力回響時程和錨固邊坡動力回響的基本規律。在理論分析的同時，採用室內岩石聲發射試驗，錨固邊坡衝擊荷載試驗，錨索靜力、動力性能試驗，研究和改進錨索防震結構。在傳統壓力型錨索基礎上，開發出具備與邊坡變形和滑坡推力主動協調的自適應錨索支護結構，並將其套用到小型錨固岩質邊坡的模型試驗中，闡明具有機械耗能機構的自適應錨索支護結構的荷載傳遞機理與動力回響規律。在此基礎上，以含軟弱層順傾岩體邊坡和上硬下軟坡面風化岩體邊坡為研究對象，開展了大型振動台試驗，研究了地震作用下岩質邊坡中錨索-漿體-圍岩界面上的剪下作用，提出基於抗震錨索變形特性的邊坡穩定性評價指標與安全標準，為地震作用下岩質邊坡穩定性分析提供理論依據。錨固邊坡動力穩定性與自適應錨索抗震機制的研究，不僅可為山地震區公路設計的地質選線、路塹邊坡的穩定性計算以及工程抗震措施的最佳化提供理論依據，而且有利於增強路塹邊坡的動力穩定性，降低公路工程造價，減小路塹邊坡破壞帶來的經濟損失，確保強震區的陸路交通生命線暢通，具有良好的經濟和社會效益，同時具有較強的工程套用價值。