频发微震作用下三峡库区巨厚堆积体的稳定性分析

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堆积体边坡结构松散、安全储备不高,且具有分布广、规模大、突发性强、危害性严重等特点。已有研究重点主要放在滑体处于临界失稳状态和地震强度较大的情况,而很少关注频发微震对堆积体边坡长期稳定性的影响。本文以三峡库区某巨厚堆积体滑坡为依托工程,通过资料总结、理论分析和数值模拟等方法,研究了Ⅳ度和Ⅴ度地震连续作用3次后堆积体的变形机制及动力响应特征,计算出相应的动力安全系数,并利用这些评价指标来分析频发微震作用下巨厚堆积体的长期稳定性。本文主要研究内容和研究成果如下:①介绍了FLAC3D动力分析的计算原理和分析方法,并探讨了数值模型建立时边界条件的设定和动力时程的输入等问题。②对不同条件作用下堆积体位移和速度放大系数的分布规律进行了对比分析,探讨了地震波参数和坡体特征等因素对堆积体边坡频发微震作用下动力响应的影响。结果表明:随着地震波频率的增大,堆积体坡肩动力放大系数的最大值存在先增大后减小的现象;边坡坡角的变化对边坡动力响应的影响与坡高密切相关,边坡高度越高,影响越显著。③研究了某巨厚堆积体在Ⅳ度和Ⅴ度地震连续作用3次后的变形机制和动力响应特征,揭示了频发微震对堆积体边坡长期稳定性的影响。结果表明:Ⅳ度地震作用3次后堆积体稳定性相对较好,Ⅴ度地震作用3次后堆积体仍能保持整体稳定状态,但坡肩区域发生了局部失稳破坏。④利用动力强度折减法和动力时程分析法,计算出Ⅳ度和Ⅴ度地震连续作用3次后的动力安全系数,并通过所求得不同的动力安全系数指标,评价了巨厚堆积体在频发微震作用下的长期稳定性。结果表明:Ⅳ度地震对堆积体稳定性影响较小,其动力安全系数均大于1.1;Ⅴ度地震连续作用3次过程中动力安全系数在某个时刻短暂出现过小于1的情况,但该堆积体整体上仍处于相对稳定状态,表明边坡进入瞬时失稳状态并不一定会导致边坡的整体破坏,但在Ⅴ度地震作用过程中堆积体局部区域可能会发生失稳破坏。
中文摘要第3-4页
英文摘要第4-5页
1 绪论第8-18页
    1.1 研究的目的和意义第8-11页
    1.2 国内外研究现状及评述第11-15页
        1.2.1 水库型诱发地震研究现状第11-12页
        1.2.2 地震作用下边坡动力响应研究现状第12-13页
        1.2.3 地震作用下边坡稳定性分析方法研究现状第13-15页
    1.3 本文研究内容及技术路线第15-18页
        1.3.1 研究内容第15-16页
        1.3.2 技术路线第16-18页
2 FLAC3D动力计算原理和分析方法第18-26页
    2.1 FLAC3D动力计算原理第18-19页
    2.2 FLAC3D动力计算分析方法第19-23页
        2.2.1 动荷载的施加第19-21页
        2.2.2 边界条件的设定第21-22页
        2.2.3 力学阻尼的设定第22-23页
        2.2.4 网格尺寸第23页
    2.3 动力计算求解流程第23-26页
3 频发微震作用下堆积体的动力响应控制因素分析第26-48页
    3.1 引言第26页
    3.2 模型建立及参数选取第26-28页
    3.3 影响巨厚堆积体动力响应的地震波因素第28-39页
        3.3.1 地震波的频率第28-32页
        3.3.2 地震波持续时间第32-34页
        3.3.3 地震波的振幅第34-36页
        3.3.4 地震波的传播方向第36-39页
    3.4 影响巨厚堆积体动力响应的坡体特征因素第39-46页
        3.4.1 不同堆积体材料的影响第39-41页
        3.4.2 不同坡高的影响第41-43页
        3.4.3 不同坡角的影响第43-46页
    3.5 本章小结第46-48页
4 频发微震作用下某巨厚堆积体的稳定性分析第48-78页
    4.1 工程概况第48-50页
        4.1.1 水文地质条件第48-49页
        4.1.2 工程地质特性第49-50页
    4.2 模型建立及参数选取第50-57页
        4.2.1 基于MIDAS/GTS的FLAC3D建模第50-53页
        4.2.2 地震波的选取第53-56页
        4.2.3 动力计算相关参数设置第56-57页
    4.3 不同地震强度作用下的稳定性分析第57-76页
        4.3.1 Ⅳ度地震连续作用3次后的计算结果分析第57-71页
        4.3.2 Ⅴ度地震连续作用3次后的计算结果分析第71-76页
    4.4 本章小结第76-78页
5 基于动力安全系数的某巨厚堆积体稳定性分析第78-110页
    5.1 静力强度折减法第78-84页
        5.1.1 基本原理第78-79页
        5.1.2 实现过程第79页
        5.1.3 精度影响因素的探讨第79-84页
        5.1.4 静力强度折减法使用评述及建议第84页
    5.2 动力强度折减法求解动力安全系数第84-94页
    5.3 动力时程分析法求解动力安全系数第94-108页
        5.3.1 最小安全系数法第94-99页
        5.3.2 最小平均安全系数法第99-100页
        5.3.3 基于概率分布的可靠度法第100-108页
    5.4 本章小结第108-110页
6 结论与展望第110-112页
    6.1 主要结论第110-111页
    6.2 建议与展望第111-112页
致谢第112-114页
参考文献第114-120页
附录 作者在攻读硕士学位期间参与的科研项目第120页
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