毛尔盖电站塔基边坡地震动力响应研究
基于地震荷载作用下的风力发电塔的地震响应分析
基于地震荷载作用下的风力发电塔的地震响应分析
毕继红;张兴旺;任洪鹏
【期刊名称】《四川建筑科学研究》
【年(卷),期】2014(040)001
【摘要】基于地震荷载的作用,应用大型有限元软件FINAL,研究不同结构参数的风力发电塔在地震荷载作用下的地震响应,以及比较它们之间的差异,进而得出改变风力发电塔的结构参数对于地震响应的影响规律.以二维风力发电塔模型为例,建立4个不同参数的模型,首先进行模态分析,计算出每个模型的固有频率,通过比较固有频率得出结论,并对其进行比较分析.然后对4个模型施加1993年北海道西南海面桥地震波形,分析比较它们在此地震波形作用下的地震响应值,进而得出不同的结构参数对地震响应的影响规律.
【总页数】4页(P221-224)
【作者】毕继红;张兴旺;任洪鹏
【作者单位】天津大学,天津300072;天津大学,天津300072;天津大学,天津300072
【正文语种】中文
【中图分类】TU347
【相关文献】
1.行波效应下多塔斜拉桥地震响应分析 [J], 屈小伟;殷雨财;袁万城;党新志
2.基于ANSYS的吸附塔地震响应分析 [J], 马宇山;金涛;刘金玲
3.预应力钢筋混凝土风力发电塔架的地震响应分析 [J], 毕继红;任洪鹏;尹元彪
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地震作用下锚固滑坡的动力响应特性研究
地震作用下锚固滑坡的动力响应特性研究任祥; 汪班桥; 李楠【期刊名称】《《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》》【年(卷),期】2019(051)005【总页数】6页(P676-681)【关键词】锚固滑坡; 振动台; 锚杆格构; 动力响应1【作者】任祥; 汪班桥; 李楠【作者单位】苏交科集团(甘肃)交通规划设计有限公司甘肃兰州730010; 长安大学地质工程与测绘学院陕西西安710054【正文语种】中文【中图分类】TU411工程实践表明，格构锚杆是一种有效的边坡(滑坡)支护方式，不仅抗滑显著，在抗震方面也具有明显的优势[1]，汶川地震、唐山地震以及日本Hanshin-Awaji地震调查后的结果均发现锚固工程在震后仍然有效，基本未出现明显地质灾害.因此充分了解锚固边坡的地震响应、格构锚杆的抗震机理对于高烈度地区边坡防护的抗震设计尤为重要.目前，很多学者依据数值模拟、振动台试验等手段针对锚固边坡进行了研究，并取得一些研究成果.汪班桥、郝建斌[2-3]使用硅胶材料模拟土体开展格构锚杆支护滑坡的小型振动台试验，研究了地震作用下锚杆的受力机制和锚固滑坡的加速度、位移响应，但地震波在硅胶材料的传播特性能否真实反映土体的传播特性值得商榷.蒋良潍[4]采用振动台模型试验对坡面效应的产生机理及锚固控制机理进行了初步研究，但对锚杆的动力响应没有分析.赖杰[5]依托振动台模型试验，研究了抗滑桩和锚杆联合支护下的边坡抗震性能，对同一锚杆的受力特性进行了分析，但并未涉及到不同位置的锚杆受力特性.QI Wenjin[6]、DONG Jianhua[7]利用数值模拟软件研究了地震作用下预应力锚杆边坡动力响应，分析了预应力对边坡地震性能的影响.叶帅华[8]同样利用数值模拟软件研究了动力作用下地震烈度、锚杆长度和锚杆间距等对边坡稳定性的影响.然而，模拟成果得不到试验验证，难以直接指导工程设计.为更合理的进行锚固滑坡抗震设计，本文依托大型振动台模型试验，以格构锚杆支护、有明显滑面的土质滑坡为研究对象，对不同强度地震激励作用下锚固滑坡的加速度响应、各层锚杆的受力特性等规律进行研究，以期更好地为工程实践服务.1 振动台试验设计试验在西安建筑科技大学结构抗震试验室进行.主要技术参数：最大载重20 t；台面尺寸4.1 m×4.1 m；工作频段0.1～50 Hz；最大位移：水平X向±15 cm，水平Y向±25 cm，竖向±10 cm；最大加速度：水平X向±1.5 g，水平Y向和竖向±1.0 g.模型箱由角钢和厚1cm的可透视有机玻璃板构成，箱体长×宽×高为：2.05m×1.5 m×1.3 m.填筑模型前，于箱底部铺粘一层碎石，以减少箱土接触面的相对位移；箱体前后两侧分别黏贴5 cm厚的聚乙烯泡沫板以减小边界效应.1.1 相似比设计及相似材料选定试验原型为一高7 m的土质滑坡，坡度为60°，锚杆间距为2 m×1.5 m.依据试验条件，设定试验的几何相似比7，试验模型的坡高为1m，锚杆间距为0.29m×0.22 m，如图1所示.相似关系按照量纲分析法进行推导，选取长度、密度、加速度作为基本控制量，其中，Sp=1, Sa=1, Sl=7，其余物理量利用π项式和相似准则方程导出，如表1.土体力学性质复杂，随组分、应力状态、荷载水平和加载频率等的不同而变化，并在低应变水平时就开始出现非线性，很难找到一种能全面考虑这些特性和影响因素的模拟材料[9].本试验模型的滑床及滑体均采用西安地区的黄土分层夯筑而成，压实系数0.93，实际夯实后的土体重度18.9 kN/m3，含水率14.6%；滑带由铺设于滑床上一层厚2～3 mm的干细土模拟.图1 模型立面图Fig.1 Elevation drawing of the model表1 相似关系及相似常数Tab.1 Similitude ratios and coefficients物理量相似关系相似常数备注几何尺寸lCl7控制量质量密度pCp1控制量动泊松比μCt=C0.25pC0.75l1输入时间tCt=C0.25ρC0.75l4.3振动频率ωCω=C-1t0.23阻尼系数RCR=11输入加速度ACA=11控制量动响应应力σCσ=CρCl7动响应线位移uCu=C0.5ρC1.5l18.52动响应应变εCε=C0.5ρC0.5i2.65动响应速度vCv=C0.25ρC0.75l4.3动响应加速度aCa=11锚杆和格构是在几何相似比Sl=7的基础上，按规范设计计算确定的.锚杆类型为全长无粘结压力型锚杆，锚孔直径为2 cm，采用光面消除应力的Φ6 mm钢筋模拟杆体，2 cm厚的Q235圆环钢板，通过螺帽固定在端头模拟承载板，钢筋上涂抹凡士林后缠裹塑料胶带以实现锚筋与砂浆脱粘模拟全长无粘结特性.灌注砂浆配合比为水：水泥：细砂=40:29:145.格构梁的制作是通过浇筑绑扎好的铝筋笼(4Φ6)来完成，其中混凝土强度等级为C10，配合比为水：水泥：细砂：细石=0.8:1:2.96:3.76，截面尺寸为40 mm×50 mm.1.2 测点布设为监测不同高度处锚固滑坡的加速度响应，在坡内(测点A1、A3、A4、A5、A6)及坡面(测点A7、A8、A9、A10、A11)埋设11只加速度传感器，如图1.振动台台面上安装1只加速度传感器作为激励控制.为监测锚杆的轴力响应，锚杆的杆身黏贴4只应变片(BE-120)，具体位置如图2.图2 杆身应测点布设Fig.2 Layout of the measuring points of anchor1.3 激励地震波试验激励波有：汶川波(中国四川、2008年)、EL Centro 波(美国加州、1940年)，其加速度时程及傅里叶谱如图3所示.由于水平地震作用显著降低边坡稳定性，是结构破坏的主要因素，因此本试验地震波均为单向水平输入.试验加载机制采用逐级增大加载强度的方式进行，输入加速度峰值顺序依次为0.05 g、0.1 g、0.15 g、0.2 g、0.3 g、0.4 g、0.6 g.为获取锚固滑坡的自振频率f、阻尼比、振型等动力特性，试验开始前、加速度峰值改变时及试验结束后分别对模型进行峰值为0.035 g的白噪声频谱扫描.图3 输入地震波的加速度时程曲线及傅里叶谱Fig.3 Acceleration time history and Fourier spectrum of seismic waves2 试验结果分析2.1 同高程坡内测点与坡面相应测点的PGA对比分析黄润秋等[4、14]通过振动台试验及野外调查发现自然边坡地震失稳一般表现为浅表崩滑，呈现出“剥皮型”灾害特点.为分析地震激励作用下锚固边坡的坡面效应，将传感器上的加速度响应峰值与台面输入的加速度峰值比值定义为PGA放大系数(全文下同)，对同一高程坡内测点与坡面相应测点的PGA放大系数进行对比分析.以汶川波为例，表2为各级加载强度下同一高程处坡内测点与坡面相应测点的PGA值.加载强度从0.05 g逐步升至0.6 g，各测点的PGA值也不断增大；但无论是在低强度还是在高强度加载下，坡面各测点(A7、A8、A9、A10、A11)与坡内相应测点(A2、A3、A4、A5、A6)的加速度响应非常接近，并未出现自然滑坡中的坡面效应；试验过程中也未发现格构锚杆支护的坡面土体出现松动、裂缝、“剥皮”等现象.这主要是因为地震波激励作用下，锚杆主动支护边坡，格构梁、锚杆及坡内土体成为一体，共同抗滑；较高的整体性抵消了地震波在坡面反射引起的坡面效应.2.2 同列测点加速度响应分析以坡内同列测点A1、A2、A3、A4、A5、A6为例，对锚固滑坡在不同加载强度下的加速度响应进行分析.图4(a)(b)、图5(a)(b)分别为汶川波和El Centro波激励下各测点PGA及PGA放大系数随加载强度的变化曲线.表2 汶川波激励下各测点PGA值Tab.2 PGAof measuring points at Wenchuan wave加载强度A2(内)A7(表)A3(内)A8(表)A4(内)A9(表)A5(内)A10(表)A6(内)A11(表)0.05g0.090.080.080.080.070.070.070.070.060.060.10g0.200.190.180.180.170.170.150.150.130.140.15g0.260.240.220.220.200.200.180.170.160.170.20g0.320.320.280.270.250.240.220.210.220.220.30g0.630.620.540.540.480.480.410.410.370.380.40g0.800.780.720.710.640.640.560.550.440.460.60g1.251.221.021.010.900.890.770.760.620.67图4 汶川波激励下各测点加速度响应随加载强度的变化Fig.4 Acceleration response of measuring points with the loading magnitude at Wenchuan wave(1)地震波激励强度从0.05 g逐步升至0.6 g，不同高程各测点的PGA曲线和PGA放大系数曲线变化趋势一致；均呈现“高程放大效应”，即高程越高，加速度响应越强；与锚固滑坡“上大下小” 的加速度振型一致.图5 El Centro波激励下各测点加速度响应随加载强度的变化Fig.5 Acceleration response of measuring points with the loading magnitude at El Centro wave(2)无论是El Centro波激励还是汶川波激励，随着激励强度增大，锚固滑坡各测点PGA值均逐渐增大.低强度地震波激励作用下(0.05～0.2 g)，随加载强度增大，测点PGA值增长较缓慢，不同高程处的测点PGA曲线比较密集，锚固滑坡各层监测点的地震响应差异较小.0.2 g之后，各测点加速度响应均得以增强，且各层测点PGA曲线分布相对稀疏，说明在较高量级地震作用下锚固滑坡的高程效应越来越显著，各层监测点的不协调变形增大.(3)地震波不同，频谱特性不同，其在土体内部的传播特性也有差异.因此，在El Centro波和汶川波两种不同的激励作用下，随加载强度的增大，锚固滑坡呈现不同的非线性放大特征，但总体趋势较接近.低强度加载(0.05～0.2 g)下，锚杆格构支护结构的主动抗滑抗震作用还未完全发挥，模型土体出现非线性，其抗剪强度及剪切模量逐渐减小，土层水平剪切作用自下而上的传播速度降低， PGA放大系数有所减小.中、高强度加载时，锚杆格构发挥的作用增强，锚杆、格构和滑坡土体协同工作、相互牵制，整体性增强，各测点PGA放大系数有所增加.整体而言，随加载强度的增大，PGA曲线和PGA放大系数曲线越来越分散，锚固滑坡的上下不协调变形越来越明显，各测点的高程放大效应也随之越来越显著. 2.3 锚杆的动力响应分析试验锚杆设计为5层4列，自上而下分别为第一层(顶层)、第二层、第三层、第四层、第五层(底层)，由于试验模型为对称结构，本文以第二列锚杆为例进行分析.为方便比较不同层锚杆的轴力响应，取每根锚杆上S1、S2、S3和S4测点的轴力峰值平均值作为锚杆的轴力峰值.测点轴力与应变之间的换算关系如式(1).F=EAε(1)式中：F为轴力；E为锚筋弹性模量，本试验取2×105 N/mm2；A为锚筋面积，取28.26 mm2；ε为测点应变.图6、图7分别为汶川波激励和El Centro波激励下各层锚杆的受力情况随加载强度的变化曲线.图6 汶川波激励下各层锚杆平均轴力峰值随加载强度的变化Fig.6 Stress characteristics of anchors and lattice beams with the loading magnitude at Wenchuan wave图7 El Centro波激励下各层锚杆平均轴力峰值随加载强度的变化Fig.7 Stress characteristics of anchors and lattice beams with the loading magnitude at El Centro wave和2.2节加速度响应结果吻合，0.05～0.15 g低强度加载下，各层锚杆的动力响应差异不大，锚杆平均轴力峰值曲线分布密集，且数值较小.0.2～0.3 g加载时锚固滑坡的上下不协调变形开始增大，锚杆主动抗震抗滑作用略有增强，顶层锚杆的轴力值开始增大；0.4～0.6 g高强度加载时，锚固滑坡上下不协调变形明显，顶层锚杆的锚固力急剧增大.总体而言，低强度加载下，锚杆主动抗震抗滑特性未完全发挥，各层锚杆的轴力峰值差异不大，底层锚杆的轴力峰值略高于其他四层.这与静力加载下锚杆格构的受力情况接近，坡脚处剪应力较集中、底层锚杆受力相对较大[16].随着加载强度的增大，锚杆主动抗震抗滑特性增强，各层锚杆受力情况发生了调整，最终调整为“第一层(顶层)>第五层(底层)>第三层>第四层>第二层”，且顶层受力随载强度增大而增大的趋势越来越明显，其他四层则趋于稳定.因此，在抗震抗滑设计时，除遵循“强腰固脚”的原则外，还应特别注意增大顶部锚杆和顶层横梁的安全储备；另外，滑体顶部容易在高强度地震下发生崩塌，建议在高烈度地区进行格构锚杆支护滑坡时，加长顶部锚杆、种植根系发达的植物或坡顶垂直打入微型桩进行支护.3 结论通过大型振动台试验，研究了汶川波和El Centro波各加载强度作用下格构梁锚固滑坡的加速度响应、锚杆的受力特性等动力响应规律.(1)坡体各高程测点的加速度响应“上大下小”，与锚固滑坡“上大下小” 的加速度振型一致.同一高程处坡面与坡内加速度响应接近，锚固结构的支护在一定程度上避免了自然边坡中普遍存在的坡面效应，对滑坡起到了有效的抗震效果. (2)低强度加载下，各测点PGA放大系数随着加载强度的变化略有减小；中、高强度加载下，锚杆格构主动抗震抗滑特性增强，锚杆格构梁锚固滑坡的整体性增强，各测点PGA放大系数随加载强度的变化表现为逐渐增大然后趋于稳定.(3)随着加载强度的增大，锚杆主动抗震抗滑特性增强，各层锚杆受力情况发生了调整，最终调整为“第一层(顶层)>第五层(底层)>第三层>第四层>第二层”，且顶层受力随载强度增大而增大的趋势越来越明显，其他四层则趋于稳定.(4)由于本次试验仅做了一组锚杆格构支护滑坡模型，没有做同等条件下的自然滑坡，因此未能更详细、更具体的对比有无锚杆格构支护滑坡的动力特性差异，这是本文试验的一个缺陷.参考文献 References【相关文献】[1] 周德培, 张建经, 汤涌. 汶川地震中道路边坡工程震害分析[J]. 岩石力学与工程学报, 2010, 29(3): 565-576.ZHOU Depei, ZHANG Jianjing, TANG Yong. Seismic damage analysis of road slopes in wenchuan earthquake[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 2010, 29(3): 565-576.[2] 汪班桥, 郝建斌, 黄毓挺, 等.滑坡防治格构梁锚杆地震动力响应分析[J]. 四川大学学报(工程科学版), 2016, 48(3): 48-54.WANG Banqiao, HAO Jianbin, HUANG Yuting, et al. Study on the dynamic response for framed anchors in landslide prevention[J]. Journal of Sichuan University (Engineering Science Edition), 2016, 48(3): 48-54.[3] 郝建斌, 李金和, 程涛, 等. 锚杆格构支护边坡振动台模型试验研究[J]. 岩石力学与工程学报, 2015, 34(2): 293-304.HAO Jianbin, LI Jinhe，CHENG Tao, et al. 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毛尔盖水电站库尾红岩滑坡稳定性分析与治理措施
作者 简介：张 丹 （ １ ９ ７ ４一） ，男 ， 四川 成 都 人 。高级 工 程 师 ， 硕 士 ，主要从 事公路 工程 及 岩 土工 程 勘测 设 计 工作 。
Ｅ－ ｍａ ｉ ｌ ： ｚ ｄ ５ ７ ８ ＠１ ２ ６ ． Ｃ ｏ ｎ。 ｒ
１ 工程地 质概况
基岩 主要为三 叠 系上统 侏倭 组 变 质砂 岩 、绢云母 千
枚岩 。 滑坡强变形 区滑体 主要 由含 碎石 粉质 粘 土 、碎 石 、块石组成 。
含碎石 粉质 粘 土 ：在滑 体后 缘 分 布 ，灰 色 、灰 黄色 ，主要物质成分为粉质 粘土 ，可塑 一硬塑 ，切面
度为 ４ ２ 。 。
红岩滑坡位于毛尔盖水 电站库尾移 民安置点后边 坡。红岩滑 坡 原是 一个 覆 盖 在切 层基 岩 上 的古 崩 塌 体 ，毛尔 盖 ￥ ３ ０ ２省道 库 区复建公 路设 计 时 ，为 了避 免扰动古崩塌体 ，故路基 采用半挖半填 的方式通过 此 处 ，内侧浅挖 ，同时设混凝土路堑墙 护脚 ，外侧路 堤 设置桩基托梁挡墙 。２ ０ ０ ８年 ５月 内侧边 坡开 挖完 毕 ， ６月路堑墙砌筑 完毕 。此段边坡 施工完 成后 ，接连 经 过两个雨季也均 处于 稳定 ，２ ０ １ ０年 １ ０月 由于当地 连 降暴 雨 ，雨水大量积存于坡体 内 ，改变 了土体力学性 质 ，形成多级 圆弧滑动面 ，坡体后缘也 相应形成 了多
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面突出 的趋 势 。该 滑坡 后 缘 呈 圈椅 状 ，分 布 高程 ２ ２ ７ ０～ ２ ２ ７ ５ ｍ，前缘位 于安置 点及坡 脚 ，分 布高 程 ２ １ ３ ４～ ２ １ ３ ５ ｍ，相对高差 约 １ ４ ０ ｍ。坡 面形态 整体 呈 下陡上缓 的折线 形 ，地 形坡 度 为 ３ ５ 。 ～４ ５ 。 ，平均 坡
边坡地震动力响应研究的发展综述
1前言在世界大部分国家和地区，地震会引起斜坡的大面积变形破坏，加速山地环境向恶劣形势发展，同时也是引起边坡崩塌、滑坡等地质灾害的主要原因，最重要的是地震诱发坡体失稳破坏所造成的经济损失远远超过地震本身直接造成的损失，所以边坡动力问题一直是各界工程学者研究的重要课题之一。
最早研究边坡动力问题的领域是土力学领域，当时是为了解决土石坝和堤坝在地震作用下的稳定性问题，随着科学技术的不断发展，国内外学者运用不同领域的方法和思想来解决边坡的动力问题［1］。
就目前而言，边坡动力反应研究的手段有三种：解析的方法、物理模拟和数值模拟，但是对于单面坡而言，物理模拟和数值模拟能比较合理揭示其斜坡失稳的原因和机理，是研究边坡动力响应一般规律的重要手段［1］。
本文以近期以来国内外的地震观测资料和现场勘察为基础，结合各界工程学者对边坡动力响应的研究成果，进一步分析和阐述边坡的地震动力响应的一般规律。
2边坡动力响应研究成果我国是一个多山多地震的国家，地处环太平洋地震带和地中海-喜马拉雅地震带两大地震带上，是世界上最大的大陆地震区，地震活动非常频繁、且分布较广，从古至今发生了不计其数的地震灾害［2，3］，特别是近年来，我国又处于地震活动的频繁时期，地震发生次数越来越多，但是关于地震动力响应的研究却很少，对地震作用下，边坡失稳的机理研究也不成熟，为了减少地震地质灾害给国家和人民的生命财产带来的危害和降低损失，加强边坡的动力特性研究尤为重要。
本文以下为就近年来关于斜坡失稳机理，动力响应特性及影响因素进行的概述。
2.1边坡失稳机理研究成果我国较早研究岩体边坡的动力问题的学者是王思敬［1］，他通过振动模拟试验探索并建立了边坡块体运动的动力微分方程，通过数值积分求得块体滑动的动力学特征。
就边坡动力破坏机理而言，很多学者通过不同的方法和途径也做出了大量的研究，并得到了较为显著的成果：郑颖人等［4］采用FLAC 动力强度折减法对地震边坡破坏机制进行数值分析，发现地震边坡的破坏由边坡潜在破裂区上部拉破坏与下部剪切破坏共同组成，并非简单的剪切滑移破坏；张倬元［5］等从岩体边坡的稳定性角度出发，提出地震对岩体稳定性的影响主要表现在累积效应和触发效应两个方面，前者主要表现在地震作用引起的边坡岩体结构松动、软弱层面错位以及由此引起的孔隙水压力累积上升等，后者则主要表现在地震的作用造成的边坡中软弱夹层的流变和液化以及边坡瞬间失稳等。
211128083_地震作用下土质边坡动力响应分析
0引言我国山区众多，尤其是西南地区地质条件复杂，且地震灾害频频发生[1-2]，这给我国交通工程的西部开发计划带来威胁和阻挠[3]。
在降雨、地震、重力等作用下，土质边坡极易发生失稳现象[4]。
当前已有众多学者就土质边坡在不同工况下的稳定性开展了研究。
例如，在众多研究中，有学者针对土质边坡在纯静力工况下的稳定性开展研究[5-6]，也有学者就不同自然环境对土质边坡的影响开展研究[7]。
这些研究的条件以降雨、冰雪冻融等自然条件作为背景，然而鉴于我国地震灾害多，且交通工程持续推进，这增大了地震发生时施工现场的人工土质边坡有人类活动的概率，无形之中也使得人们的生命财产安全受到了威胁。
因此，为向土质边坡的抗震设计提供一些参考，本文基于室内振动台试验，开展了地震作用下土质边坡的动力响应研究，这能为我国交通工程稳步推进提供现实意义和为土质边坡抗震设计提供理论参考。
1振动台试验设计本振动台试验于甘肃省中国中铁科技研发中心开展，加载单向（X 向）地震波。
台面尺寸为长×宽=2m×1m ，其主体框架为20mm 厚的钢板外加等边角钢焊接而成。
该振动台最大负荷容量为3000kg ，最大速度为0.7m/s ，频率为0.5-50Hz ，位移范围为±75mm ，最大加速度为1.0m/s 2，可满足该振动台试验要求。
该测试采用64通道BBM 数据采集系统。
振动台模型框架由钢材焊接组成，其中1cm 厚的透明有机玻璃位于框架两侧，便于实时观测宏观试验现象。
在垂直于模型箱振动方向的一侧布设10mm 厚的聚苯乙烯缓冲板，以减少“边界效应”。
某一均质的土质边坡位于九绵高速建设工程某一路段旁，边坡的横向长度约为80m ，纵向长度约为50m ，坡体后缘高程约为36m ，平均坡度约为27°，坡体材料主要为含砾黏土。
工点区域150km 范围内存在龙门山地震带和长江中游地震带，导致坡体容易在降雨、地震等条件作用下发生滑坡灾害，影响交通安全。
地震作用下边坡动力响应的数值模拟研究
地震作用下边坡动力响应的数值模拟研究陈晓利;李杨;洪启宇;赵永红【期刊名称】《岩石学报》【年(卷),期】2011(027)006【摘要】汶川地震中在硬岩、次硬岩区域出现的一些大规模斜坡破坏现象超出了以往对地震作用下边坡稳定性问题的认识.本文使用FEPG有限元程序分析了水平和垂直2种不同加载方式作用下,经过不同的震动持续时间,不含裂隙岩质坡体内部的应力场和位移场的变化规律.得出的结论认为,在输入震动振幅为0.1m的加载作用下,岩质边坡内部的应力和位移均出现极值:在边坡的顶部及坡面上最大拉伸应力值大于100MPa,超过了花岗岩、灰岩等硬岩、次硬岩的抗拉强度,可能使岩体产生破裂发生崩塌、滑坡灾害.研究结果还表明,与水平方向振动加载相比,垂直方向振动加载产生的响应结果要大,边坡顶端一点的在垂直方向位移的峰值达到0.43m,远远超过了输入的震动振幅,垂直方向的震动是引起边坡的不稳定的主要因素.此外,震动持续时间越长,造成的变形和破坏就越大.%During S. 12 Wenchuan Earthquake, there were lots of huge landslides and collapses occurred in hard rock areas. This uncommon phenomenon is beyond our knowledge. This paper discussed the different patterns of stress and displacement distributions within a perfect slope when it is subject to horizontal and vertical vibrational loads with various loading time. The analyses were performed using FEPG software. It is found that, both the stress and the displacement appear to reach their peak values when the amplitude of vibration load is 0. Lm. The maximum tensile stress at the top of a slope is bigger than aroundlOOMPa which exceeds the anti-tensile limit of typical hard rocks such as granite, and so on. As a result, the hard rock mass breaks and landslide occurs. The study results also show that vertical vibrational loads would cause bigger stress and displacement peaks than horizontal vibrational loads. Under vertical vibrational load, maximum vertical displacement reached 0. 43m which is much bigger than the amplitude of the original load. Consequently vertical vibration might become the main factor that causes slope failures. Moreover, longer loading time will cause more serious deformation and damage.【总页数】10页(P1899-1908)【作者】陈晓利;李杨;洪启宇;赵永红【作者单位】中国地震局地质研究所,北京100029;北京大学地球与空间科学学院,造山带与地壳演化教育部重点实验室,北京100871;北京大学地球与空间科学学院,造山带与地壳演化教育部重点实验室,北京100871;北京大学地球与空间科学学院,造山带与地壳演化教育部重点实验室,北京100871【正文语种】中文【中图分类】P315【相关文献】1.地震作用下多级平台路堑边坡的动力响应研究 [J], 柏威伟;石磊;吴福宝;龚洪苇;钱小龙;董谦2.地震作用下弧形抗滑桩加固边坡的动力响应及稳定性分析 [J], 陈行;陈文宇;宋兴海;林国进;郑建国;吴聪3.脉冲地震作用下含反倾软弱夹层边坡的破坏特征及动力响应研究 [J], 陈军;陈致润;王华席4.地震作用下含地下水边坡动力响应耦合分析 [J], 邓洋5.地震作用下顺倾多弱层岩质边坡动力响应 [J], 王来贵;向丽;赵娜;刘向峰因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
近场地震作用下风力发电塔动力响应预测及可靠度研究
近场地震作用下风力发电塔动力响应预测及可靠度研究近年来，随着风力发电技术的飞速发展，风力发电塔越来越多地应用于各种地形和工程环境中。
由于自身结构的特殊性，风力发电塔在地震中的动力响应问题一直备受关注。
地震是一种具有强烈破坏性的自然灾害，给建筑物和工程设施带来了严重的威胁。
风力发电塔作为一种特殊的结构体系，其动力响应特性在地震中表现出一些独特的变化。
因此，准确预测风力发电塔在近场地震作用下的动力响应，对于提高其结构安全性具有重要意义。
首先，我们需要了解风力发电塔的结构特点以及近场地震对其动力响应的影响。
风力发电塔一般由塔身、塔筒、风机组成，其高度一般在100米以上。
近场地震对风力发电塔的作用主要通过地表运动和地震波传播引起，地震波在穿过不同介质时会发生衰减，这种衰减会导致地震波的频谱特性发生变化。
为了预测风力发电塔在近场地震下的动力响应，我们可以采用数值模拟和试验研究相结合的方法。
在数值模拟方面，可以利用有限元分析软件对风力发电塔的动力响应进行计算。
通过建立风力发电塔的有限元模型，将近场地震波输入到模型中，可以得到不同地震波作用下的风力发电塔的动力反应。
而在试验研究方面，可以设计一系列针对风力发电塔的振动台试验，模拟近场地震对风力发电塔的作用。
通过对不同地震波和模型参数的变化进行计算和试验，我们可以得到风力发电塔在不同条件下的动力响应，包括塔身和塔筒的位移、加速度、应力等参数。
根据这些参数，可以评估风力发电塔的结构安全性，并预测其在近场地震中的破坏情况。
此外，还可以采用可靠度分析的方法研究风力发电塔在近场地震下的可靠性。
可靠度是指结构在给定的工作条件下能够满足设计要求的能力。
通过对风力发电塔的结构参数和环境载荷的随机变化进行分析，可以得到其可靠性指标，如失效概率、安全系数等。
这些指标可以帮助我们评估风力发电塔的结构安全性，并为改善其地震抗力提供依据。
综上所述，近场地震作用下风力发电塔的动力响应预测及可靠度研究是一个复杂而重要的问题。
高烈度区水电工程岩石高边坡三维地震动力响应分析 王环玲 岩石力学与工程学报 2005S2
杂的随机函数，同时在弹塑性反应中刚度矩阵与阻
尼矩阵亦随时间变化，因此不易求出解析解，可采
取数值分析方法求解。故常将式(1)转变成增量方 程，为
[M ]{∆u&&} + [C]{∆u&} + [K ]{∆u} = −[M ]{∆u&&g} (2)
然后对增量方程逐步积分求解，即将时间转化 并分成一系列微小时间段 ∆t ，在 ∆t 时间内可采取 一些假设，从而能对增量方程式(2)直接积分，得出
在动荷载的作用下，岩体中动应力特征采用以 下方程来描述：
[M ]{u&&} + [C]{u&} + [K ]{u} = −[M ]{u&&g}
(1)
式中：[M ] 为质量矩阵，{u&&} 为加速度向量，[C] 为 阻尼矩阵，{u&} 为速度向量，[K ] 为刚度矩阵，{u} 为 位移矩阵，{u&&g} 为地面运动加速度列阵。
disturbance action of high slope during seismic action. Key words：slope engineering；high intensive seismic region；dynamical response；time-history analysis；3D dynamic finite element；high rock slope
收稿日期：2004–08–02；修回日期：2004–10–25 基金项目：国家自然科学基金资助项目(50128908)；国家重点基础研究发展规划(973)项目(2002CB412707) 作者简介：王环玲(1977–)，女，2000 年毕业于中国地质大学(武汉)，现为博士研究生，主要从事岩石力学等方面的研究工作。E-mail：whl_hm@。
地震动特性对边坡动力响应影响的研究
地震动特性对边坡动力响应影响的研究乔徐峰;谢婵琼;汤政【摘要】利用时程分析法对均质岩石高陡边坡进行数值模拟研究地震波的周期、持时和幅值三要素对边坡坡面水平和竖直方向峰值加速度放大系数与相对高程之间关系的影响.针对不排水条件下的线弹性边坡得到的结果表明:在相对高程一定的情况下,周期越大,坡面水平峰值加速度放大系数越大,而幅值越大,坡面水平峰值加速度放大系数反而越小;同时在相对高程一定的情况下,周期或者振幅越大,坡面竖直峰值加速度放大系数越大.持时对于边坡坡面水平和竖直峰值加速度放大系数与相对高程的关系无明显影响,只是影响不同高程位置两个方向上的变化速率,但对其整体的变化趋势和变化值影响不大.【期刊名称】《低温建筑技术》【年(卷),期】2015(037)002【总页数】4页(P87-89,104)【关键词】地震波;边坡坡面;峰值加速度;响应【作者】乔徐峰;谢婵琼;汤政【作者单位】上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院, 上海200240;上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院, 上海200240;上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院, 上海200240【正文语种】中文【中图分类】TU475.1地震诱发的边坡失稳给人类社会带来了巨大灾害和损失，特别是在经历了汶川地震、玉树地震之后，国内外学者清晰地意识到地震作用下的边坡动力响应规律的研究成为亟待解决的问题。
目前，徐光兴等人[1]利用FLAC3D有限差分软件研究了单一方向地震波的地震动参数对边坡动力响应的影响，发现坡面峰值加速度放大系数随着输入地震波振幅、频率的增加而减小，持时对峰值加速度影响不大这一结论。
而且他们在对边坡动力特性和动力响应进行大型振动台模型试验时也发现当输入单向水平地震波地震动卓越周期与模型边坡自振周期接近时，坡面峰值加速度放大效应显著增强，而随着振幅的增加，坡面峰值加速度放大系数却呈现明显的递减趋势[2]。
言志信和张森等人[3]也是利用FLAC3D有限差分软件对顺层岩质边坡研究了地震动参数对地震作用下其动力响应规律，得出当振幅和卓越周期增加时，坡肩下方的加速度放大系数呈递减趋势，而且各处加速度放大系数受地震动持时影响较小。
近场罕遇地震作用下干字型输电塔的动力响应分析
近场罕遇地震作用下干字型输电塔的动力响应分析
李健
【期刊名称】《低碳世界》
【年(卷),期】2022(12)10
【摘要】为研究输电塔结构在近场罕遇地震作用下的动力响应,本文通过ANSYS 软件建立了干字型输电塔有限元模型,选取与罕遇地震规范反应谱在统计意义上相符的10条近场地震波,采用动力时程方法计算输电塔结构的顶点位移、基底反力和关键截面轴应力,分析输电塔结构在近场罕遇地震下的地震响应规律,以期为输电塔结构的设计、施工及维护等提供借鉴。
【总页数】3页(P85-87)
【作者】李健
【作者单位】厦门绿发投资有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM753
【相关文献】
1.某钢结构气象塔在罕遇地震作用下考虑P-△效应的动力时程分析
2.罕遇地震作用下高铁桥梁动力弹塑性响应分析
3.罕遇地震作用下高速铁路桥墩动力响应分析
4.干字型钢结构输电塔动力响应分析
5.干字型钢结构输电塔动力响应分析
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宽约 ４～６ ｍ，岩 体 破 碎 ，松 弛 ，碎 裂 一块 裂 结 构。 ｆ Ｒ 断层 出露 于边坡 的 １７ ６～１７ ７ｍ 高程 ，上 、下 ７ ６ 游分别 交 于 ｆ ｆ 断层 ，出露 迹 长约 ２ 及 ｌ 。 ２ｍ，产状
Ｎ ５ ～ ０ Ｅ Ｅ ８。 ５ 。 ６ 。 ，Ｓ ０ ，破 碎 带 宽 １ ３ ｍ，组 成 ０～ ０ ｅ
一
值加速度 。断层 ｆ影响带内（ ｉ ｉ 之 间）加速 ｈｔ ｓ４～ｈ ｔ ｓ３ ， 度最大 ， ｈ ｔ 自 ｉ ｓ ３点以上 ， 加速度逐渐减小 ， 充分反映 了 坡体结构对坡体峰值加 速度放大系数 的影 响。而各观 测点峰值加速度出现 的时刻 （ ９０ｓ 并不同于输入加 ＝ ． ） 速度时程峰值时刻（ ＝ ．４ｓ 。 ｔ ２ １ ）
尼的确定 ，利 用 Ｍｉａ Ｇ Ｓ岩土工程有限元软件对毛 尔盖 电站 进水 口边坡在塔基荷 载作用下的稳定性 ｄｓ Ｔ ／ 进行 了地震动 力响应 分析 ，并提 出了相应的加 固建议 。
关键词 ：边坡 ；地震动 力响应 分析 ；加速 度放 大 系数 ；数值模拟 ；Ｍｉａ Ｇ Ｓ ｄｓ Ｔ ／ 中图分 类号 ：Ｔ ４ ７ Ｕ ５
●
吕
圈 ２ 边 坡 数值 分 析 模 型
物质为 糜 棱 岩 、断 层 泥 ，断 层 面 起伏 粗 糙 ，强烈 锈
染 。边坡 的典型剖面如 图 １ 。
分析方法 主要有 ：拟静 力法 、滑块分析 法 、数值模 拟法和 试验 方 法 。本 文 就 毛 尔盖 电站 一段 边 坡 工 程 ，利用 Ｍ ｄｓＧ Ｓ 限元 软件进行 了详细 地震动 力 ｉａ Ｔ 有 ／ 时程响应分析 ，可为类似工 程提供借鉴 。
表 １ 材 料计 算 参 数
咨询工程师 （ 资） 投 ，硕 士 ，主要从事 土木工 程 、环境
工 程 方 面 的 咨 询 、 研 究 工 作 。 Ｅｍａｌ ｌｄ１６ ２＠ — ｉ ｈｙ３０ ：
１ ６． ｏ ２ ｃ ｍ。
根 据模型所处 的地形条件 ， 静力 分析模 型边 界为 ：
・
１ ８・ ６
０ 引 言
文献标志码 ：Ａ
文章编号 ：１０ ８ ２ （０ ０ ０ ０ ６ ０ ０ ３— ８ ５ ２ １ ）３— １７— ３
地震对工 程会 造成极大的危害甚 至灾难 ，事前 或 事后都应采取抗震措 施 。 在岩土边坡稳定 性分析 中，边坡地震 动力响应 分 析是一个非 常重要 的方 面 。对 于边坡 地震 动力 评价 ，
１ Ｍｉ ｓＧ Ｓ中的 时程 分 析 考虑 ｄ ／Ｔ ａ
Ｍｉ ｓ Ｇ Ｓ中的时程分析 （ ｉｅＨ ｓ ｒ ｎｌ ｉ ｄ ／Ｔ ａ Ｔｍ ｉｏｙ ａ ｓ ） ｔ Ａ ｙｓ
是指当结构受动荷载作用 时 ，计算 结构 的动力 特性 和 任意时刻结构响应 （ 位移 、内力等 ） 的过程 。 Ｍ ｄｓＧ Ｓ常用的振型叠加 法是 指结构 的位 移用 ｉａ／ Ｔ
显松弛 ，裂隙多锈染 ，主要 为块 裂结构 ，下盘影 响带
收稿 日期 ：２ １ ０ ０一Ｏ —ｌ ｌ ８
作 者 简 介 ：李 华 东 （９ ６ 一） １７ ，男 ， 四川 彭 州 人 。 讲 师 ，全 国 注 册
边坡顶上作用塔 基荷载 ，按照水塔 总方量 为 ６万 ｍ ，混凝土容重 ２ Ｎ ｍ 计 算 ，并 考虑施 工及 其他 ５ｋ ／ 附加荷 载 ，作 用 在 塔 基上 的荷 载平 均 为 １７ ０ ｋ ａ ４ Ｐ 。 根据地质 剖 面 图 ，岩 体 材 料 分 为断 层 、Ｉ 类 岩体 和 Ｉ Ｖ． Ｉ 类岩体 。各 材料 参数 如 表 １ 。图 ２为 剖 分 的有 限 元计算 网格 。
图 １ 边坡典型地质剖面 （ 单位 ：ｌ Ｉ ｌ Ｊ
３ 建 立 动 力 响 应 分 析 模 型
３ １ 材料参数 及边界条件 ．
Ｌ ０ ～ ０ ，破碎 带宽约 ０ ５～ ． ７ 。 ８。 ． ３ ５ｍ，从 高高程到 低
高程逐渐变窄 ，组成物质为 角砾 岩及少量 糜棱岩 ，断 层面起伏粗糙 ，锈染 。１７０ｍ 高程 以上 无 明显影 响 ５ 带 ，以下上盘 影 响带 宽 约 ３～ ５ ｍ，岩体 较破 碎 ，略
路 基 工 程 Ｓｂｒ ｅ ｎｉ ｅｎ ｕｇ ｄ ｇ ｅ ｉ ａ Ｅ ｎ ｒｇ
２１ ００年第 ３期 （ 总第 １０期 ） ５
速度衰减 ， 各点在 一 方 向的放大 系数基本一致 ， ＋ 而 方向的放大系数表现为坡体 上部小 ， 下部大。这表 明坡 体结构对地震 峰值放 大系数有重 要影 响。当 ｈ ｔ 点 ｉ ｓ１ 方 向出现峰值加 速度时刻 ， 其余各观测点 也出现峰
李华东 ：毛尔盖 电站塔 基边 坡地震动力 响应研 究
・６ １ ７・
毛 尔 盖 电站 塔 基 边 坡 地 震 动 力 响 应 研 究
李华 东
（ 成都纺织 高等专科 学校建筑工程系 ，成都 ６ ３ ） １７ １ １
摘
要 ：介 绍 运 用 Ｍ ｄｓＧ Ｓ进 行 地 震 动 力 分 析 的理 论 依 据 、 边 界 输 入 、加 速 度 时程 合 成 以及 阻 ｉａ Ｔ ／
相互 正交的位移 向量 的线性组合求解 的方法 ，该 方法 的前提 条件 是阻尼矩阵可 以用２ 坡体工程地质概况
ｌ ０ ２ ０ ３ Ｏ ４ ０ ５ ０
坡体岩性 为第 二段第 ５层浅灰 一灰 白色 巨厚层 块
状大理岩及第 四层 杂色巨厚层块状角砾 状大理 岩 ，岩 层产状 变 化较 大 ，为 Ｎ ０ ～８ 。 ，Ｎ Ｌ３ 。 ０ 。 ２。 ０Ｅ Ｗ ０ ～８ 。 边坡 中的主要 断层有 ｆ 和 ｆ ， Ｒ 啦。ｆ 断层 出露 于边坡 的 。 １３ ７～１７ ０ ｍ 高 程 ，断 层 产 状 Ｎ ０ ７ ７ ３ 。～５ 。 ，Ｓ ０Ｅ Ｅ