紅層軟巖高邊坡多級(jí)框架錨桿地震動(dòng)力響應(yīng)及抗震設(shè)計(jì)分析.pdf

1、多級(jí)框架錨桿作為一種柔性支擋結(jié)構(gòu)，廣泛應(yīng)用于紅層軟巖高邊坡工程中。在地震作用下，該結(jié)構(gòu)具有良好的加固效果。依托四川遂寧-資陽(yáng)高速公路高邊坡工程，采用數(shù)值模擬方法，分析了多級(jí)框架錨桿加固邊坡的地震動(dòng)力響應(yīng)特征和失穩(wěn)破壞模式，進(jìn)而運(yùn)用極限分析方法，推導(dǎo)分析了錨固邊坡安全系數(shù)及相應(yīng)的潛在滑面，并利用Newmark滑塊分析法，得到了錨固邊坡的永久位移。具體主要研究工作如下:
　　(1)采用FLAC3D進(jìn)行數(shù)值模擬，從PGA放大系數(shù)、坡體應(yīng)

2、力狀態(tài)、最大剪應(yīng)變?cè)隽?、框架錨桿內(nèi)力和水平位移的角度，分析了地震作用下多級(jí)高邊坡的動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律，以及多級(jí)框架錨桿的動(dòng)力響應(yīng)特征。揭示了地震波特性（幅值、頻譜、持時(shí)）和豎向地震波對(duì)多級(jí)框架錨桿加固效果的影響規(guī)律。分析了錨桿長(zhǎng)度、錨桿直徑、錨桿傾角、框架梁間距等結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)錨固邊坡抗震作用的影響，確定出最優(yōu)錨桿長(zhǎng)度為10m（0.1g幅值）和12m（0.2g幅值），錨桿存在最優(yōu)傾角，框架梁走向（沿線(xiàn)路方向）間距取3m，橫向（順坡向）間距取2.5

3、m。
　　(2)采用極限分析上限定理，按坡體滑面為對(duì)數(shù)螺旋滑面和直線(xiàn)滑面進(jìn)行能耗分析，推導(dǎo)出多級(jí)框架錨桿加固邊坡的安全系數(shù)和屈服加速度的表達(dá)式。極限分析計(jì)算的安全系數(shù)與傳統(tǒng)的傳遞系數(shù)—擬靜力法計(jì)算的安全系數(shù)接近。錨固邊坡的安全系數(shù)隨著錨桿設(shè)計(jì)軸力的增大呈線(xiàn)性增大，隨著錨桿傾角的增大呈近似線(xiàn)性減小，隨著平臺(tái)寬度的增大呈近似線(xiàn)性增大，隨著黏聚力的增大呈線(xiàn)性增大，隨著內(nèi)摩擦角的增大呈近似指數(shù)增大，隨著水平地震加速度系數(shù)的增大呈非線(xiàn)性減小

4、，隨著豎向地震加速度系數(shù)的增大呈近似線(xiàn)性增大。其中，錨桿設(shè)計(jì)軸力、平臺(tái)寬度、坡體黏聚力、坡體內(nèi)摩擦角和水平地震加速度系數(shù)對(duì)坡體的安全系數(shù)影響最大。
　　(3)基于屈服加速度的計(jì)算，采用Newmark滑塊分析法推導(dǎo)出多級(jí)框架錨桿加固邊坡的永久位移的表達(dá)式，并與數(shù)值模擬和Ambraseys多元回歸法對(duì)比，驗(yàn)證了其合理性。
　　本研究得到的在地震作用下多級(jí)框架錨桿加固軟巖高邊坡的動(dòng)力響應(yīng)特征，以及錨固邊坡安全系數(shù)和永久位移的計(jì)算方