低震多頻高烈度地區(qū)高速公路邊坡黃土動參數(shù)研究.pdf

1、低震級多頻率高烈度地震區(qū)公路黃土邊坡的動穩(wěn)定性不容忽視。本文在調(diào)查山西地震歷史事件的基礎(chǔ)上，以山西省臨汾地區(qū)黃土溝壑區(qū)為研究對象，對該區(qū)已建和在建的高速公路沿線黃土邊坡進行區(qū)域調(diào)查，并選定臨吉高速、青銀高速、京昆高速等沿線的典型黃土邊坡，基于野外調(diào)查的路塹邊坡坡型及已建立的邊坡地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型，依據(jù)可靠的相似理論，進行不同坡型、不同地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型邊坡的地震模型試驗，獲取黃土公路邊坡的動力反應(yīng)特性，做出黃土公路邊坡的地震動效應(yīng)分析，為室內(nèi)動三軸

2、試驗輸入?yún)?shù)提供依據(jù)，并對室內(nèi)動三軸試驗結(jié)果進行分析。取得數(shù)據(jù)成果為黃土地區(qū)邊坡的動穩(wěn)定性評價和防治提供理論參考。具體工作如下:
　　 1.總結(jié)了現(xiàn)場爆破地震動模擬地震動及動力特性參數(shù)（加速度、速度等）的研究現(xiàn)狀，及其相關(guān)研究成果，指出了現(xiàn)有相關(guān)研究中存在的問題，并闡明了開展黃土地區(qū)邊坡地震動效應(yīng)參數(shù)研究的必要性。
　　 2.在調(diào)查臨汾地區(qū)地震烈度的基礎(chǔ)上，基于地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型，以臨吉高速公路樁號為K223+237～K223

3、+400的黃土邊坡為試驗段分三個剖面布設(shè)地震計和流動觀測系統(tǒng)，同時，在各層平臺上坡腳處埋設(shè)應(yīng)變片和應(yīng)變花，接線端子處連接導(dǎo)線到動態(tài)應(yīng)變儀上，做現(xiàn)場地震動試驗，模擬震級為Ⅲ-Ⅳ級地震。根據(jù)監(jiān)測的各測點的速度時程曲線、加速度時程曲線，最大震動加速度（包括水平和垂直方向）、最大波速（包括水平和垂直方向）、各測點在爆炸模仿地震動下黃土邊坡引起的水平、垂直應(yīng)變等數(shù)據(jù)得出:多頻低震級高烈度地區(qū)地震對于黃土邊坡造成的最大影響的部位在中上部;地震動作用

4、下地震波受爆源變量、場地條件、地質(zhì)結(jié)構(gòu)等因素的影響;場地對地震波的傳播具有放大效應(yīng)，場地條件越軟，放大效應(yīng)越大;并且位移放大效應(yīng)最明顯，速度放大居中，加速度放大效應(yīng)最弱。
　　 3.試驗路段通過現(xiàn)場爆破實驗獲取了邊坡黃土介質(zhì)的地震動加速度時程曲線，從而作為動三軸實驗的模擬加載方式和參數(shù)，對臨汾地區(qū)高速公路沿線不同路段邊坡的30組馬蘭黃土(Q3)和離石黃土(Q2)進行了動力特性參數(shù)的實驗，對黃土的動本構(gòu)關(guān)系、阻尼比和動彈性模量進行

5、了分析，得出:在正弦循環(huán)荷載作用下黃土動本構(gòu)關(guān)系仍然受黃土內(nèi)部結(jié)構(gòu)、含水率、先期固結(jié)壓力、孔隙比等因素的影響;相同的動荷載作用下，動彈性模量（Ed）越大，黃土的動粘聚力（Cd)越高，動摩擦角((Ψ)d）則越低，離石黃土(Q2)的初始動彈性模量（Ed0）較馬蘭黃土(Q3)高，分別為80～150kPa、25～100kPa;而離石黃土(Q2)的動彈性模量均值（Eda）較馬蘭黃土(Q3)低，分別為10～20kPa、10～30kPa;且對馬蘭黃土