滑坡防治压力型锚固系统地震动力响应分析

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锚杆(索)支护结构等柔性支挡是边坡、滑坡治理的主要手段之一,在边、滑坡支护工程中发挥了重要作用,且在地震过程中亦表现出了很好的抗震性能。目前,人们在滑坡锚固方面进行了大量的工程实践,但关于地震作用下滑坡体的动力响应、锚杆(索)的作用效果以及动力响应却鲜有报道。针对这一问题,本文采用振动台模型试验与ABAQUS有限元数值模拟相结合的研究方法,以滑坡体、压力型锚固系统为研究对象,对地震作用下滑坡体、压力型锚固系统的动力响应展开研究。得出以下结论:(1)在汶川波作用下,随着高度的增加,坡表、坡内各监测点的PGA放大系数均随之增大,且坡表、坡内的PGA放大系数无明显差异。(2)在正弦波作用下,存在3种组合,使得PGA放大系数值较大,坡体响应明显:(1)低频率、中~高量级,(2)中频率、中量级,(3)高频率、低量级的激励条件下;且数值模拟的结果与试验结果基本一致,验证了试验结果的合理性。(3)在不同地震作用下,滑坡体加速度的响应有明显的差异,其原因在于地震动参数的差异。建议对于同一个滑坡支护设计问题,有必要输入不同的地震力进行锚杆抗震设计。(4)汶川波作用下,单根锚杆不同位置处的应变规律:在不同加速度幅值下,应变从滑面到承载体位置处,呈逐渐递增的趋势,即应变峰值出现在承载体附近。同列各层锚杆应变峰值规律:随着地震强度的增加,顶层与底层锚杆的应变峰值响应较其他部位明显。(5)正弦波作用下,加速度峰值对单根锚杆不同位置处的应变规律:与汶川波作用下锚杆的应变分布规律一致,即在不同加速度幅值下,从滑面到承载体位置处,应变呈逐渐递增的趋势。同列各层锚杆应变峰值规律:随着加速度幅值的增大,振动频率在5Hz时,底层锚杆滑面处应变峰值较其他各层响应明显;10Hz时,顶层与底层锚杆的应变峰值响应较其他部位明显;15Hz时,顶层锚杆应变峰值响应最明显。(6)振动频率对单根锚杆不同位置处的应变规律:随着振动频率的增加,加速度幅值为0.1g时,锚杆应变峰值呈递增的变化规律;0.2g时,应变峰值“先增大后减小”,在10Hz处对应的应变峰值较高;0.6g时,应变峰值整体呈下降的趋势。(7)数值模拟结果分析得出,静力条件下,滑坡体位移值为0;动力条件下,随着时间的增加,位移值逐渐增大。且在相同频率、相同加速度峰值下,随着坡体高度的增加,位移值也随之增加。(8)相同频率、相同峰值、不同时间长度下的正弦波对PGA放大系数的影响,结果表明:随着时间长度的增大,PGA放大系数值差别不大,即持时对PGA放大系数影响不明显。(9)研究持时对位移峰值的影响,结果表明:随着时间长度的加长,位移峰值显著增大。
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