地震荷載作用下多年凍土區(qū)斜坡路堤穩(wěn)定性分析.pdf

1、青藏高原屬于地震多發(fā)區(qū),鑒于凍土的特性、斜坡路堤的復雜性和地震荷載的破壞性,開展地震荷載作用下多年凍土區(qū)斜坡路堤穩(wěn)定性研究是十分必要的。
　　 本文應用有限元軟件ANSYS對路堤模型進行了熱一結(jié)構(gòu)耦合分析,即先進行了熱穩(wěn)定性分析,輸入熱穩(wěn)定性最差時土體力學參數(shù),再進行力學穩(wěn)定性分析,具體內(nèi)容如下:
　　 (1)路堤的溫度場分析。首先建立青藏鐵路典型斜坡路堤模型,確定初始溫度場及各邊界的溫度邊界條件,分別輸入各巖土體在凍結(jié)

2、和融化狀態(tài)下的熱參數(shù)。結(jié)果表明,各斜坡路堤均在每年十月中旬達到最大融化深度;粉質(zhì)粘土和弱風化基巖的地層界面近似為最大融深時的凍融界面,即潛在滑移面;由于氣候變暖,多年凍土存在退化趨勢。
　　 (2)路堤的地震響應分析。應用與溫度場分析一致的有限元網(wǎng)格,將第十年最大融化深度時各節(jié)點溫度作為體荷載輸入到結(jié)構(gòu)分析模型中,輸入與節(jié)點溫度相對應的力學參數(shù),采用粘彈性人工邊界,選擇D-P模型,輸入不同強度的青藏鐵路凍土工程區(qū)人造地震波,應用

3、加速度時程反應分析法,計算了各斜坡路堤在地震荷載作用下的動力響應。結(jié)果表明,地震強度對路堤的地震動幅值和持續(xù)時間都有決定性的影響;天然坡面和路肩處的地震動水平位移明顯大于路堤內(nèi)部水平位移;斜坡路堤的水平位移隨著地震強度的降低而減小,隨著坡度的增大而增加;斜坡路堤的潛在滑動面為凍融界面,即粉質(zhì)粘土與弱風化巖的地層界面。
　　 (3)路堤的穩(wěn)定性分析。應用有限元強度折減法,不斷折減強度參數(shù)作為新的數(shù)據(jù)輸入,計算不收斂時的折減系數(shù)即為