论文部分内容阅读
低震级多频率高烈度地震区公路黄土边坡的动稳定性不容忽视。本文在调查山西地震历史事件的基础上,以山西省临汾地区黄土沟壑区为研究对象,对该区已建和在建的高速公路沿线黄土边坡进行区域调查,并选定临吉高速、青银高速、京昆高速等沿线的典型黄土边坡,基于野外调查的路堑边坡坡型及己建立的边坡地质结构模型,依据可靠的相似理论,进行不同坡型、不同地质结构模型边坡的地震模型试验,获取黄土公路边坡的动力反应特性,做出黄土公路边坡的地震动效应分析,为室内动三轴试验输入参数提供依据,并对室内动三轴试验结果进行分析。取得数据成果为黄土地区边坡的动稳定性评价和防治提供理论参考。具体工作如下：1.总结了现场爆破地震动模拟地震动及动力特性参数(加速度、速度等)的研究现状,及其相关研究成果,指出了现有相关研究中存在的问题,并阐明了开展黄土地区边坡地震动效应参数研究的必要性。2.在调查临汾地区地震烈度的基础上,基于地质结构模型,以临吉高速公路桩号为K223+237-K223+400的黄土边坡为试验段分三个剖面布设地震计和流动观测系统,同时,在各层平台上坡脚处埋设应变片和应变花,接线端子处连接导线到动态应变仪上,做现场地震动试验,模拟震级为Ⅲ-Ⅳ级地震。根据监测的各测点的速度时程曲线、加速度时程曲线,最大震动加速度(包括水平和垂直方向)、最大波速(包括水平和垂直方向)、各测点在爆炸模仿地震动下黄土边坡引起的水平、垂直应变等数据得出：多频低震级高烈度地区地震对于黄土边坡造成的最大影响的部位在中上部；地震动作用下地震波受爆源变量、场地条件、地质结构等因素的影响;场地对地震波的传播具有放大效应,场地条件越软,放大效应越大；并且位移放大效应最明显,速度放大居中,加速度放大效应最弱。3.试验路段通过现场爆破实验获取了边坡黄土介质的地震动加速度时程曲线,从而作为动三轴实验的模拟加载方式和参数,对临汾地区高速公路沿线不同路段边坡的30组马兰黄土(Q3)和离石黄土(Q2)进行了动力特性参数的实验,对黄土的动本构关系、阻尼比和动弹性模量进行了分析,得出：在正弦循环荷载作用下黄土动本构关系仍然受黄土内部结构、含水率、先期固结压力、孔隙比等因素的影响；相同的动荷载作用下,动弹性模量(Ed)越大,黄土的动粘聚力(Cd)越高,动摩擦角(φd)则越低,离石黄土(Q2)的初始动弹性模量(Ed0)较马兰黄土(Q3)高,分别为80～150kPa.25～100kPa；而离石黄土(Q2)的动弹性模量均值(Eda)较马兰黄土(Q3)低,分别为10-20kPa.10-30kPa；且对马兰黄土(Q3)和离石黄土(Q2)的动应变(εd)-动阻尼比(λd)曲线拟合得：马兰黄土(Q3)的动阻尼比(λd)增长速率为0.1998,离石黄土(Q2)为0.1285。4.对全文的研究工作进行了总结,并提出了本文有待进一步研究的工作。