一種評(píng)估地震對(duì)邊坡穩(wěn)定安全性影響的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于土木工程、巖土工程、水利水電與交通工程的堤壩、基坑、地下洞室、邊坡的技術(shù)領(lǐng)域，具體地涉及一種評(píng)估地震對(duì)邊坡穩(wěn)定安全性影響的方法，主要用于地震作用下以及地震作用后對(duì)邊坡的穩(wěn)定安全性進(jìn)行分析。
【背景技術(shù)】
[0002]地震波傳播到大壩、基坑、天然或人工邊坡等具有臨空面的構(gòu)筑物時(shí)，在這些構(gòu)筑物中產(chǎn)生地震作用力，對(duì)構(gòu)筑物可能造成損傷，甚至導(dǎo)致構(gòu)筑物或邊坡失穩(wěn)。
[0003]地震對(duì)構(gòu)筑物或邊坡的穩(wěn)定性的不利影響分為兩部分:(1)地震過(guò)程中地震作用直接導(dǎo)致構(gòu)筑物或邊坡的失穩(wěn)；(2)地震作用對(duì)構(gòu)筑物或邊坡造成損傷，構(gòu)筑物或邊坡受到損傷的部位的材料強(qiáng)度、滲透性等發(fā)生改變，從而在降雨、庫(kù)水位變化、邊坡開(kāi)挖等后續(xù)誘發(fā)條件發(fā)生時(shí)造成邊坡失穩(wěn)。
[0004]目前對(duì)第一種影響的評(píng)估尚未成熟，對(duì)第二種影響還缺乏有效的評(píng)估方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決問(wèn)題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種評(píng)估地震對(duì)邊坡穩(wěn)定安全性影響的方法，其能夠用于地震作用下以及地震作用后對(duì)邊坡的穩(wěn)定安全性進(jìn)行分析。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:這種評(píng)估地震對(duì)邊坡穩(wěn)定安全性影響的方法，包括以下步驟:
[0007](1)采用巖土體理想彈塑性模型和地震時(shí)程有限元法，對(duì)包括壩坡的邊坡構(gòu)筑物進(jìn)行地震動(dòng)力計(jì)算，獲得邊坡的塑性應(yīng)變區(qū)；
[0008](2)針對(duì)塑性應(yīng)變區(qū)，采用地震損傷后的參數(shù)，對(duì)邊坡的滲流場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算，分析地震作用后邊坡在降雨、庫(kù)水位變化、邊坡開(kāi)挖這些誘發(fā)條件發(fā)生時(shí)邊坡構(gòu)筑物的穩(wěn)定性；
[0009](3)將步驟(2)的結(jié)果與不計(jì)地震作用所得結(jié)果比較，得到的差異作為地震對(duì)邊坡穩(wěn)定安全性影響。
[0010]本發(fā)明通過(guò)評(píng)估地震發(fā)生后，地震作用對(duì)邊坡在降雨、庫(kù)水位變化、邊坡開(kāi)挖等誘發(fā)條件發(fā)生時(shí)邊坡構(gòu)筑物的穩(wěn)定性影響，從而能夠用于地震作用下以及地震作用后對(duì)邊坡的穩(wěn)定安全性進(jìn)行分析。
【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是根據(jù)本發(fā)明的評(píng)估地震對(duì)邊坡穩(wěn)定安全性影響的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]如圖1所示，這種評(píng)估地震對(duì)邊坡穩(wěn)定安全性影響的方法，包括以下步驟:
[0013](1)采用巖土體理想彈塑性模型和地震時(shí)程有限元法，對(duì)包括壩坡的邊坡構(gòu)筑物進(jìn)行地震動(dòng)力計(jì)算，獲得邊坡的塑性應(yīng)變區(qū)；
[0014](2)針對(duì)塑性應(yīng)變區(qū)，采用地震損傷后的參數(shù)，對(duì)邊坡的滲流場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算，分析地震作用后邊坡在降雨、庫(kù)水位變化、邊坡開(kāi)挖這些誘發(fā)條件發(fā)生時(shí)邊坡構(gòu)筑物的穩(wěn)定性；
[0015](3)將步驟(2)的結(jié)果與不計(jì)地震作用所得結(jié)果比較，得到的差異作為地震對(duì)邊坡穩(wěn)定安全性影響。
[0016]本發(fā)明通過(guò)評(píng)估地震發(fā)生后，地震作用對(duì)邊坡在降雨、庫(kù)水位變化、邊坡開(kāi)挖等誘發(fā)條件發(fā)生時(shí)邊坡構(gòu)筑物的穩(wěn)定性影響，從而能夠用于地震作用下以及地震作用后對(duì)邊坡的穩(wěn)定安全性進(jìn)行分析。
[0017]另外，在所述步驟(1)中，對(duì)地震塑性區(qū)重新剖分網(wǎng)格，區(qū)分地震塑性應(yīng)變區(qū)域和非地震塑性應(yīng)變區(qū)域，分別給予不同的材料參數(shù)。
[0018]另外，在所述步驟(2)中，地震損傷后的參數(shù)中，強(qiáng)度參數(shù)采用殘余強(qiáng)度參數(shù)，滲透系數(shù)采用損傷后擴(kuò)大的滲透系數(shù)。
[0019]以下更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明。
[0020]對(duì)于邊坡的塑性應(yīng)變區(qū)的計(jì)算，可以采用有限元地震時(shí)程法進(jìn)行，通過(guò)繪制等效塑性應(yīng)變圖，來(lái)確定塑性應(yīng)變區(qū)域。
[0021]如果存在塑性應(yīng)變區(qū)域，可將包含發(fā)生塑性應(yīng)變區(qū)域的單元的強(qiáng)度參數(shù)、滲透系數(shù)按照損傷后的情況取值，也可將塑性應(yīng)變區(qū)域重新劃分網(wǎng)格，以將塑性應(yīng)變部位和未發(fā)生塑性應(yīng)變的部位區(qū)分開(kāi)來(lái)，從而更準(zhǔn)確地計(jì)入地震損傷效應(yīng)。然后再計(jì)算各種誘發(fā)條件下的滲流場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)，計(jì)算地震損傷后在各種工況下的穩(wěn)定安全性。
[0022]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種評(píng)估地震對(duì)邊坡穩(wěn)定安全性影響的方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)采用巖土體理想彈塑性模型和地震時(shí)程有限元法，對(duì)包括壩坡的邊坡構(gòu)筑物進(jìn)行地震動(dòng)力計(jì)算，獲得邊坡的塑性應(yīng)變區(qū)； (2)針對(duì)塑性應(yīng)變區(qū)，采用地震損傷后的參數(shù)，對(duì)邊坡的滲流場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算，分析地震作用后邊坡在降雨、庫(kù)水位變化、邊坡開(kāi)挖這些誘發(fā)條件發(fā)生時(shí)邊坡構(gòu)筑物的穩(wěn)定性； (3)將步驟(2)的結(jié)果與不計(jì)地震作用所得結(jié)果比較，得到的差異作為地震對(duì)邊坡穩(wěn)定安全性影響。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的評(píng)估地震對(duì)邊坡穩(wěn)定安全性影響的方法，其特征在于:在所述步驟(1)中，對(duì)地震塑性區(qū)重新剖分網(wǎng)格，區(qū)分地震塑性應(yīng)變區(qū)域和非地震塑性應(yīng)變區(qū)域，分別給予不同的材料參數(shù)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的評(píng)估地震對(duì)邊坡穩(wěn)定安全性影響的方法，其特征在于:在所述步驟(2)中，地震損傷后的參數(shù)中，強(qiáng)度參數(shù)采用殘余強(qiáng)度參數(shù)，滲透系數(shù)采用損傷后擴(kuò)大的滲透系數(shù)。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種評(píng)估地震對(duì)邊坡穩(wěn)定安全性影響的方法，其能夠用于地震作用下以及地震作用后對(duì)邊坡的穩(wěn)定安全性進(jìn)行分析。這種評(píng)估地震對(duì)邊坡穩(wěn)定安全性影響的方法，包括步驟：(1)采用巖土體理想彈塑性模型和地震時(shí)程有限元法，對(duì)包括壩坡的邊坡構(gòu)筑物進(jìn)行地震動(dòng)力計(jì)算，獲得邊坡的塑性應(yīng)變區(qū)；(2)針對(duì)塑性應(yīng)變區(qū)，采用地震損傷后的參數(shù)，對(duì)邊坡的滲流場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行計(jì)算，分析地震作用后邊坡在降雨、庫(kù)水位變化、邊坡開(kāi)挖這些誘發(fā)條件發(fā)生時(shí)邊坡構(gòu)筑物的穩(wěn)定性；(3)將步驟(2)的結(jié)果與不計(jì)地震作用所得結(jié)果比較，得到的差異作為地震對(duì)邊坡穩(wěn)定安全性影響。
【IPC分類(lèi)】G06F19/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105279381
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510757181
【發(fā)明人】吳夢(mèng)喜, 范福平, 周建, 程鵬達(dá), 楊家修, 湛正剛, 盧吉, 李曉彬
【申請(qǐng)人】華能瀾滄江水電股份有限公司, 中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所, 中國(guó)電建集團(tuán)貴陽(yáng)勘測(cè)設(shè)計(jì)院有限公司
【公開(kāi)日】2016年1月27日
【申請(qǐng)日】2015年11月9日