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基于有限元的地震作用下均质路堑边坡动力响应研究

2020-10-13桂云海

北方交通 2020年10期

李 波,桂云海

(国家林业局昆明勘察设计院 昆明市 650216)

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公路路堑边坡稳定性问题是公路工程地质灾害的研究热点,在我国公路路堑边坡失稳导致的灾害和次生灾害已经成为公路工程的主要地质灾害之一。随着我国近年来公路交通等基础设施建设投入的加大,地震区甚至强震区的公路工程建设也越来越多,地震作用下公路路堑边坡的稳定性分析要求也越发重要。尤其是我国西南部地区山高坡陡、沟壑纵横,使得公路路堑边坡在地震作用下的破坏尤为突出。因此地震作用下的路堑边坡稳定已经成为路堑边坡稳定研究中的重点和难点问题[1-2]。

地震荷载下公路路堑边坡的动力响应和稳定性分析方法有很多,应用较多的主要有:模型试验分析法、滑块分析法、拟静力法、有限差分法、动力时程分析法的动力有限元折减法[3]等,这些方法都有各自的优缺点。地震作用下公路路堑边坡的动力响应包括速度、加速度、位移、应力响应等。探讨各参数响应规律对地震荷载下边坡的稳定性分析和抗震治理有着极为重要的意义。这些不同参数的变化也直接或间接地反应了边坡在地震作用下的变化规律,另外边坡的动力响应也与地震波的输入方向有关。

随着计算机科学的大力发展,也催生了大量的有限元软件,比如:ANSYS、SAP2000、Abaqus、ADINA、Nastran等。这些软件适用于不同的领域,不同的边界条件和不同的材料,本文采用ANSYS软件,建立一个公路路堑边坡模型,对该边坡模型输入不同方向的实测地震波,并对该路堑边坡在实测地震波作用的动力响应谱规律进行研究。……

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