路堤工程在地震作用下的動力響應特性研究.pdf

1、汶川大地震后，據(jù)震區(qū)震害初步調查，強震區(qū)公路路基本體遭到嚴重破壞，破壞形式主要有路堤側向變形、豎向沉陷，路面縱橫向拉裂縫，路基滑移破壞、錯落，路肩墻傾斜、破壞等。地震作用下的邊坡失穩(wěn)給生命線造成毀滅性破壞，極大地阻礙了災區(qū)救援工作的開展，極大影響災后重建工作。高烈度地震區(qū)交通運輸通道在強震條件下保證暢通是必須考慮的關鍵問題，以我國新時期高烈度地震山區(qū)鐵路、公路建設為契機，以山區(qū)道路路基、邊坡工程為依托，開展道路邊坡震害防治技術研究非常必

2、要，對以后路基工程的抗震設計具有重要借鑒與參考意義。
　　 本文的研究內容主要有：
　　 1.利用大型振動臺分別進行了層狀土與邊坡模型的振動臺對比實驗，以及素土與鋪設加筋材料的振動臺對比實驗。探討了坡形和加筋措施對地震波傳遞的影響，發(fā)現(xiàn)與層狀土對比.具有臨空面的邊坡對地震加速度峰值放大系數(shù)可增加約30％，而加筋措施能明顯減弱土層對地震波的放大效應，素土與鋪設加筋材料的層狀土實驗相比，對加速度峰值放大系數(shù)可減小約20％。<

3、br>　　 2.對地震作用下邊坡模型的動力特性進行了探討，得出了邊坡中上部到坡肩是最易破壞失穩(wěn)的部位，在抗震設計中需要重點考慮的結論；并發(fā)現(xiàn)隨著地震振動次數(shù)和振幅的增加，土體內部的損傷會引起其自振頻率的降低，導致土體的自振頻率更加接近地震波的卓越頻率，使土體對地震波的放大效應增強，這提示我們，在一次地震發(fā)生后，對于外觀沒有明顯破壞的巖土工程，也應及時進行損傷評估，決定是否采取加固措施。
　　 3.基于FLAC3D的彈塑性理論，

4、對10m~40m高度路堤在不同烈度地震工況下的加速度響應及其機理，位移響應，及路堤對地震波頻譜的影響進行了研究。發(fā)現(xiàn)不同高度的路堤的水平加速度峰值放大系數(shù)形態(tài)呈現(xiàn)三種類型：沿程單調遞增形態(tài)(高度小于10m)、隨高程增加而增加→衰減→增加的“三段形態(tài)”(高度大于20m)，以及介于前二者之間的過渡形態(tài)(高度介于10m到20m之間)，并從地震波的反射疊加與土體對地震波的衰減效應方面探討了”三段形態(tài)”的形成機理。還分析發(fā)現(xiàn)路堤土體對地震波高頻分

5、量(10HZ以上)吸收比較明顯，對地震波低頻分量(10HZ以下)的吸收較弱，得出相對于其它對地震波高頻分量響應敏感的工程而言，路堤工程震害相對對震源距離(地震烈度往往與到震源距離成反比)敏感性較低的結論。
　　 4.進行了路堤在地震作用下的沉降的振動臺實驗研究，探討了地震強度，邊坡坡形對地震作用下路堤沉降量的影響。地震作用下路堤沉降量與地震強度直接相關，在地震強度達到一定程度前，模型無明顯沉降，地震強度達到一定程度后，模型劇烈沉