中央高校基本科研业务费专项资金(SWJTU09ZT04)
- 作品数：10 被引量：90H指数：6
- 相关作者：姚令侃杨庆华张祖武王建黄艺丹更多>>
- 相关机构：西南交通大学教育部石家庄铁道大学更多>>
- 发文基金：中央高校基本科研业务费专项资金国家重点基础研究发展计划铁道部科技研究开发计划更多>>
- 相关领域：建筑科学交通运输工程矿业工程环境科学与工程更多>>
- 地震作用下柔性挡墙变形特征分析被引量：14
- 2012年
- 为研究柔性挡墙的地震动力响应及变形特征,开展格宾加筋挡墙与生态加筋挡墙的大型振动台模型试验。研究结果表明:在地震作用下,2种柔性挡墙受到的峰值动土压力沿墙高呈现中间小两端大的分布特征,这与混凝土刚性挡墙峰值动土压力的分布规律恰好相反。由于格宾加筋挡墙和生态加筋挡墙的面墙在地震作用下发生鼓胀变形,导致其相应部位的动土压力远小于混凝土挡墙的动土压力。国内现行规范因未考虑柔性挡墙变形后的地震土压力衰减效应,据此进行柔性挡墙的抗震设计将偏于保守。通过分析认为,对于格宾加筋挡墙和生态加筋挡墙这类面墙刚度较小的柔性挡墙的抗震设计,应在保证挡墙地震稳定性的前提下,对地震土压力做适当的折减以节约工程造价。对于铁路及高等级公路柔性挡墙的抗震设计,除要保证其整体稳定性外,还需控制墙体的局部变形量,改善填料的工程特性和增加面墙材料的弹性模量以及加厚墙体均可以减小挡墙在地震作用下的变形量。
- 朱宏伟姚令侃刘兆生陈晓龙
- 关键词：土力学柔性挡墙地震作用振动台模型试验
- 地震作用下土质边坡永久位移分析的能量方法被引量：15
- 2010年
- 边坡的永久位移可以为边坡工程的抗震设计和坡体稳定性判识提供有力的依据,为了提出一种计算永久位移的新方法并使计算结果相对准确,论文基于塑性极限分析的上限定理,推导了潜在滑坡体的正、反向临界加速度,探讨了滑动面倾角和竖向加速度对临界加速度的影响;利用能量守恒原理,建立了地震作用下滑坡体系的能量反应方程,探讨了地震时滑坡体系中能量的传递、转化和耗散过程;定义了边坡的临界输入功率,推导了基于能量法的边坡永久位移计算公式,分析了重力势能降对永久位移的贡献。研究表明:当滑动面倾角较小,且地震加速度较大或坡体自身稳定性较差时,反向位移不容忽略;考虑竖向加速度后临界加速度成为一个随时间变化的临界加速度时程;全面考虑正、反向临界加速度和竖向加速度的影响,可使永久位移的计算结果相对准确;地震对滑坡主要产生触发作用,边坡的永久位移量主要由重力势能降决定。
- 徐光兴姚令侃李朝红
- 关键词：边坡地震
- 地震行波作用下山脊震裂现象的物理机制探讨被引量：2
- 2013年
- 地震作用下的场地反应及其破坏机理一直是地震学和地震工程学的研究热点,汶川大地震发生后高海拔山区产生的独特地质灾害现象已经超出了我们传统理论范围。针对汶川地震极震区和强震区普遍发生的山体"溃崩"及上部"震裂"现象,运用波动理论进行理论推导,在线弹性假设下将行波应力方程在临空面的反射和入射波叠加,推导出总应力表达式在距坡顶λ/4处会出现应力放大一倍的结论,为高烈度地震山区中出现的"溃崩"、"震裂"现象提供一种理论解释。同时结合汶川地震极震区监测台站记录和现场面波测试结果,根据本文理论对汶川地震中山体"溃崩"、"震裂"的具体范围进行预测,该理论结果可为高烈度地震山区公路、铁路的选线提供建议。
- 张祖武林余辉姚令侃
- 关键词：地震行波地质灾害
- 土岩界面地震波能量传递与耗散特性研究——以汶川8.0级地震为例被引量：10
- 2011年
- 以汶川8.0级地震为例,应用应力波在弹性介质界面能量分配与反射和透射系数之间的相关性,得出地震波在不同介质中滞留能量的耗散比与介质波阻抗比和上层介质能量衰减比之间的关系。通过离散数值计算发现当能量衰减比一定时,两种介质的波阻抗比在某一特定值时上层介质滞留能量耗散比达到最大,该值随着能量衰减比的增大而增大。这一结论对地震山区的"剥皮型"滑坡提供了一种全新的解释,并得到了路堤工程宏观震害与面波测试资料的验证。
- 张祖武姚令侃
- 关键词：地震波能量密度高路堤汶川8.0级地震
- 汶川8.0级地震路堑墙震害特征及机理分析被引量：3
- 2011年
- 通过对2005年竣工的都江堰至映秀的三级公路的调查,分析了路堑墙的汶川8.0级地震震害模式;以浆砌片石典型解体崩毁工点为例,将基于抗震设计规范的验算与实震情况比较,认为现行抗震规范是按照刚性挡土墙进行设计的,对于"柔性挡土墙"并不完全适用;通过拟静力法进行计算认为墙后坡度越大,挡墙稳定性越差,未超过一定坡度时主动土压力系数增长缓慢,当超过一定坡度时,主动土压力系数急剧增长。
- 赵静姚令侃焦方辉
- 关键词：汶川8.0级地震
- 路堤震害模式及路堤动力特性研究被引量：10
- 2010年
- 为研究强震区路堤的震害模式及动力特性,对汶川地震近场区路堤震害进行了调查,发现路堤震害以边坡上部拉裂、下部鼓张变形破坏模式为主,路堤震害严重程度与地震烈度、护坡措施和路堤本体加固措施关系密切,与路堤高度和地面横坡坡度关系不明显。利用振动台模型试验及数值模拟发现:加速度和动剪应力在路堤中上部增量最大、数值最大,且其最大值所在部位与拉裂缝出现部位基本一致;动土压力和位移在护坡道上方达到最大值,最大值部位与鼓张裂缝出现部位基本一致;张拉裂缝、鼓张裂缝均出现在距坡面3m深度范围内,表明路堤损害是一种浅表层震害模式。通过动力数值计算,发现不同高度的路堤地面峰值加速度(PGA)放大系数形态呈现3种类型:沿程单调递增形态(h<10m)、随高程增加而增加→衰减→增加的"三段形态"(h>20m)以及介于前二者之间的过渡形态(10m
- 王建姚令侃吴伟
- 关键词：路基工程振动台模型试验动力特性
- 地震触发崩塌滑坡自组织临界性研究被引量：20
- 2010年
- 汶川地震触发了大量崩塌滑坡灾害。这些规模差异巨大的现象之间,能量及空间是否存在着确定的分布规律?巨型崩滑和小规模坍塌是否遵从不同的形成机理?这些都是亟待解决的基本科学问题。作者在自组织临界状态(SOC)的概念框架下,通过震区典型路段考察,发现位于地震Ⅸ度区的崩滑工点,崩滑方量及崩滑体深度,与崩滑工点数目之间存在着良好的负幂律关系,地震Ⅹ度区也体现出有类似特征;拟静力模拟地震的沙堆离心模型实验表明,模型底板倾斜1.5°时,崩塌的动力学特性可以用幂律描述,底板倾斜达到3°时服从正态分布;元胞自动机模型数值模拟表明,随扰动强度增加沙堆模型动力学特性的演变是渐进的。从而从整体理论上对上述问题提出新的解释:处于青壮年期的山地斜坡系统具有SOC的内禀基本属性;存在一个地震强度阈值,在此之下地震触发的崩滑规模与出现频率之间的分布规律可用幂律描述,巨型崩滑灾害和小规模坍塌现象遵从同一形成机理。全新的认识可望为地震触发崩塌滑坡灾势评估提供普适性的概型并建立应用框架。
- 姚令侃黄艺丹杨庆华
- 关键词：汶川地震崩塌滑坡自组织临界性元胞自动机
- 土工格栅加筋路堤抗震优化设计方法研究被引量：2
- 2010年
- 为研究路堤工程的抗震设计问题,通过对汶川8.0级地震震区路堤震害进行调查,发现强震作用下未加筋路堤存在边坡坍塌和路面拉裂两种震害模式,而中上部铺设了土工格栅的路堤在强震作用下仍然基本保持完好。路堤顶部铺设长筋,可以阻断路面张拉裂缝向下扩展,从而防止了路堤本体滑坡的形成;路堤中上部铺设短筋,可以抑制坡面土体的侧向变形,从而防止了路堤坡面滑塌。基于震害调查结论,针对路堤常规加筋方案,提出了路堤中上部铺设短筋的加筋抗震优化设计方法。利用有限差分动力强度折减法,分别对常规加筋模型和加筋优化模型的抗震性能进行了计算。计算结果表明,优化设计以后,筋材用量减少了23.1%,路堤最大地震位移减小了19.0%,土工格栅最大受力减小了14%。优化设计不仅减少了土工格栅用量,而且达到了抑制边坡变形、提高路堤抗震性能的效果,为地震灾区路堤工程灾后重建提供了科学依据。
- 王建姚令侃
- 关键词：路基工程抗震设计有限差分法土工格栅加筋路堤地震
- 地震扰动下边坡的浅表动力效应与锚固控制机理试验研究被引量：16
- 2010年
- 针对汶川震区国道213线都江堰-映秀段道路边坡崩滑和岩土损伤深度所表现的地震扰动浅表动力效应现象,通过大型振动台模型试验,对浅表效应产生机理及防护工程锚固控制机制进行了初步研究。试验采用高2.1m的砂粘土单面坡模型和3种地震波形,定量分析对比了0.253g、0.471g强震作用下3种典型高度原型边坡坡表与坡体内部的加速度放大率、动应变、振动主频等动力学响应量。由试验结果知,坡表的加速度放大率和振动主频平均较同高程坡体内部约大40%和45%,坡表的动剪应变及其与坡体内部间的动拉压应变量值显著,0.471g地震下峰值甚至高达6.5×10-3和2.2×10-3,均接近土体的极限应变。边坡浅表动力效应体现于浅表层与坡体内部间的不协调运动,拉-压动应变将产生剥离拉应力;同时与浅表层岩土动剪应变的反复揉搓作用相叠加,浅表层损伤积累及触发崩滑。对此,进一步通过锚固边坡与自然边坡的振动台模型试验对比,初步探讨了浅表动力效应的锚固控制机理,发现锚固结构能有效抑制坡表的加速度放大,提高坡体自振频率,试验中锚固边坡坡顶处加速度放大率较自然边坡小约15%～35%,自振频率提高近39%。分析锚固控制机理得:锚固后坡表自振频率提高,减轻地震波激励下的共振作用;锚固结构穿过浅层损伤破坏面将坡体内部与坡表连成整体,消除两者的不协调运动;锚固力抵消地震波在坡表反射造成的拉裂。论文研究可为汶川震区震后次生崩滑物源条件分析及边坡灾害防范深度提供一定的参考。
- 蒋良潍姚令侃胡志旭杨庆华
- 关键词：边坡稳定性锚固
- 穿越断裂带线路地表变形震害模式分析与定线策略被引量：3
- 2011年
- 铁路选线设计是从源头上减轻地震灾害的根本对策。首先针对以曲线线形穿越断裂带的情况,基于破裂面错动位移、线路转向角和破裂面与线路错动一侧的夹角,导出了为减轻地震大地形变震害的线路平面预留变形量计算公式;在线路转向角不可选择的情况下,可直接运用该公式计算预留变形量;在线路转向角可选择的情况下,推导了能使废弃工程量最小的转向角最佳取值方法。然后针对以直线线形穿越断裂带的情况,分析了按原有设计标准,按困难条件下的设计标准的重建工程量,并提出了以降低速度为代价的便线修复方案,以作为减灾方案比选的参考。最后对修复线路设计时纵断面和横断面设计的注意事项进行了讨论。
- 唐超姚令侃孙晓丹
- 关键词：地表变形选线设计预留变形量
