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边坡动力特性与动力响应的大型振动台模型试验研究
  • ISSN号:1000-6915
  • 期刊名称:《岩石力学与工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:P642.22[天文地球—工程地质学;天文地球—地质矿产勘探;天文地球—地质学]
  • 作者机构:[1]西南交通大学土木工程学院,四川成都610031, [2]石家庄铁道学院,河北石家庄050043, [3]安徽理工大学,安徽淮南232001
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(90202007);西藏自治区交通厅资助项目(XZJK2006-1);西南交通大学交通运输工程研究生创新基地资助项目
中文摘要:

设计并完成了1:10比尺的边坡大型振动台模型试验。试验模型尺寸为2.15m×3.5m×1.5m(高×长×厚),坡角约为38°,采用土体材料制备。通过输入不同类型、幅值、频率的地震波和白噪声激励,探讨地震作用下模型边坡的动力特性与动力响应规律,以及地震动参数对动力特性和动力响应的影响。试验结果表明,随着振动次数的增加,模型边坡自振频率逐渐降低,阻尼比逐渐增大。自振频率降低的幅度随振幅的增大而加大。边坡土体对输入地震波具有明显的放大作用,沿坡面向上,加速度峰值放大系数呈现递增趋势,在坡肩附近急剧增大。在不同地震波作用下,坡面加速度响应具有明显的差异。当输入地震动卓越频率与模型边坡自振频率接近时,坡面加速度峰值放大效应显著增强。随着输入地震动幅值的增加,坡面加速度峰值放大系数呈现明显的递减趋势。边坡土体对输入波的低频部分存在放大作用,对高频部分存在滤波作用。随着输入地震动幅值的加大,土体表现出更强的滤波作用。试验结果有助于揭示边坡在地震作用下的失稳机制,为边坡工程的抗震设计提供有益的参考。

英文摘要:

A large-scale shaking table model test of slope with the scale of 1 : 10 was introduced. The model slope was built by soil with a height of 2.15 m, length of 3.5 m, thickness of 1.5 m, and a slope angle of 38°. A series of tests were performed with different input seismic wave kinds, amplitudes and frequencies. The dynamic characteristics and dynamic responses of slope under earthquake, as well as the influence of ground motion parameters were discussed. Results show that the natural frequencies of model slope decrease with the increasing vibration number, and the decrease range expands with the increasing earthquake amplitudes, while the damping ratios increase with their increasing. The slope has amplification effect to input seismic waves, and the effect become extremely prominent around the crest of the slope. The acceleration responses have obvious difference under different input seismic waves. The amplification effect of peak acceleration enhances evidently when the predominant excitation frequencies of input seismic waves approach to the natural frequencies of the model slope; and the amplification coefficients of the peak acceleration along slope surface decrease with the increasing earthquake amplitudes. The soil in slope has amplification effect to input seismic waves at high frequency and filtering effect at low frequency; and the filtering effect becomes more prominent with the increase of earthquake amplitudes. The results are helpful to reveal the mechanism of slope instability under earthquake, and provide valuable references for aseismic design of slope engineering.

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期刊信息
  • 《岩石力学与工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国岩石力学与工程学会
  • 主编:冯夏庭
  • 地址:武汉市武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所
  • 邮编:430071
  • 邮箱:rock@whrsm.ac.cn
  • 电话:027-87199250
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6915
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1397/O3
  • 邮发代号:38-315
  • 获奖情况:
  • 全国中文核心期刊,中国科协优秀期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:75823