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第1章 典型边坡失稳震害调查及研究进展概述1

1.1 概述1

1.2 国内外典型地震滑坡案例3

1.2.1 四川汶川地震滑坡3

1.2.2 青海玉树地震滑坡10

1.2.3 海原地震诱发的黄土滑坡18

1.2.4 台湾集集大地震滑坡22

1.3 地震作用下边坡失稳影响因素分析28

1.3.1 地震烈度影响28

1.3.2 岩性控制作用28

1.3.3 边坡地形地貌影响29

1.4 边坡地震稳定安全度评价国内外研究进展30

1.4.1 边坡抗震稳定确定性分析方法研究现状30

1.4.2 边坡抗震稳定可靠度方法研究现状33

1.5 边坡地震破坏模式研究进展35

1.6 边坡地震动输入研究进展35

1.7 边坡动力模型试验法研究进展36

参考文献36

第2章 岩土体及软弱结构面材料静动力特性41

2.1 概述41

2.2 饱和土体动力本构模型43

2.2.1 基于黏弹性理论的土体动力本构模型43

2.2.2 基于弹塑性理论的土体动力本构模型45

2.2.3 基于广义塑性理论的Pastor-Zienkiewicz模型50

2.3 岩体材料静动力本构模型63

2.3.1 岩石强度随应变率变化的特点63

2.3.2 材料强度应变率依赖性的内在机理64

2.3.3 岩石的动力本构理论65

2.4 含三维裂纹岩体损伤开裂破坏机理69

2.4.1 节理岩体力学参数与岩体破坏特征70

2.4.2 三维裂纹岩体损伤开裂破坏本构模型72

2.4.3 节理岩体三维细观损伤开裂破坏试验75

2.4.4 含三维裂纹岩石破坏行为的数值模拟80

2.4.5 软弱结构面动本构数值模拟研究95

参考文献96

第3章 边坡场地地震动输入103

3.1 概述103

3.2 水工边坡抗震设防标准103

3.2.1 水工边坡的分类设防103

3.2.2 水工边坡的多级设防104

3.3 常用人工边界条件简介104

3.3.1 黏性边界105

3.3.2 旁轴近似边界106

3.3.3 透射边界107

3.3.4 黏—弹性人工边界108

3.4 地震动输入方法108

3.4.1 入射自由波场的输入109

3.4.2 侧边界波动输入方法109

3.4.3 底边界波动输入方法110

3.5 地震动输入参数选取111

3.6 动力边界范围选取的讨论112

3.6.1 地基范围的讨论113

3.6.2 自由边界范围的讨论114

3.7 河谷形状对边坡动力响应的放大效应研究114

3.7.1 锦屏一级河谷地形、山脊等对地震动的影响研究115

3.7.2 白鹤滩边坡地震动放大效应研究115

参考文献117

第4章 边坡抗震安全度评价拟静力法动态分布系数119

4.1 概述119

4.2 拟静力分析方法119

4.3 边坡地震动态放大系数分布规律研究120

4.3.1 计算模型与边界条件的设置121

4.3.2 坡高对地震系数的影响121

4.3.3 坡角对地震系数的影响122

4.3.4 边坡弹性模量的影响123

4.3.5 地震烈度的影响124

4.4 边坡抗震安全度评价动态分布系数取值建议124

4.5 算例126

4.5.1 计算资料126

4.5.2 计算结果分析126

参考文献129

第5章 边坡抗震安全度评价数值模拟分析方法131

5.1 概述131

5.2 安全系数迭代解法与滑移模式搜索131

5.2.1 安全系数的迭代解法131

5.2.2 非线性有限元迭代解法133

5.2.3 滑移模式搜索133

5.3 饱和-非饱和土质边坡非线性有限元动力分析方法134

5.3.1 饱和-非饱和非稳定渗流分析134

5.3.2 饱和-非饱和非稳定渗流边坡稳定分析141

5.4 分区有限元与块体界面元动力混合解法145

5.4.1 接触问题的基本概念145

5.4.2 混合解法力学模型描述147

5.4.3 动力分区有限元方程148

5.4.4 块体界面动力迭代方程推导149

5.4.5 考虑结构面材料影响152

5.4.6 算例153

5.5 LDDA分析方法156

5.5.1 方法概述156

5.5.2 方法原理156

5.6 边坡稳定分析的动力强度折减法与判据158

5.6.1 动力强度折减法158

5.6.2 动力强度折减法失稳判据158

5.7 算例159

5.7.1 安全系数的迭代解法算例159

5.7.2 饱和-非饱和非稳定渗流分析算例159

5.7.3 非线性有限元迭代解法算例160

5.7.4 动力强度折减法算例163

参考文献166

第6章 边坡抗震安全度评价可靠度分析方法169

6.1 概述169

6.2 正交试验响应面法170

6.2.1 正交表安排试验170

6.2.2 响应面法极限状态函数显式化171

6.2.3 几何法求解可靠指标171

6.3 改进的正交试验加权响应面法174

6.3.1 改进的正交试验法174

6.3.2 加权回归拟合响应面174

6.3.3 改进效果的验证175

6.4 岩土材料参数随机性176

6.4.1 数理统计方法176

6.4.2 抗剪参数的分布类型177

6.5 地震动参数随机性177

6.5.1 反应谱形状三参数177

6.5.2 地震加速度的分类178

6.5.3 反应谱形状三参数计算179

6.5.4 反应谱形状三参数统计180

6.5.5 设计峰值加速度的确定181

6.6 人造地震动对动力强度折减安全系数的影响181

6.6.1 人造地震动说明181

6.6.2 典型边坡算例182

6.6.3 计算条件183

6.6.4 动力强度折减安全系数统计特性183

6.7 设防标准下边坡地震稳定动力可靠度分析方法184

6.7.1 动力强度折减法边坡动力稳定极限状态函数185

6.7.2 边坡动力稳定可靠度计算流程185

6.7.3 边坡动力可靠度算例分析185

6.8 工程应用188

6.8.1 边坡概况188

6.8.2 计算模型189

6.8.3 边坡动力稳定分析189

6.8.4 边坡动力可靠度分析190

参考文献192

第7章 边坡抗震安全度评价振动台试验研究194

7.1 概述194

7.2 动态结构模型相似条件195

7.2.1 空间条件相似195

7.2.2 物理条件相似196

7.2.3 边界条件相似197

7.2.4 运动条件相似197

7.2.5 相似常数的确定198

7.3 大型振动台模型试验仪器简介198

7.3.1 地震模拟系统198

7.3.2 数据采集处理分析系统199

7.4 边坡动力响应振动台试验研究199

7.4.1 模型制作199

7.4.2 模型设计与测点布置199

7.4.3 地震波加载202

7.4.4 试验方案203

7.4.5 地震动响应规律研究203

7.4.6 地震动幅值对模型边坡动力响应的影响205

7.5 边坡破坏过程振动台试验研究207

7.5.1 测点布置207

7.5.2 摩擦系数的模拟及其试验208

7.5.3 地震波加载原则及试验方案209

7.5.4 试验现象记录210

7.5.5 结构面对地震动力响应的影响210

7.5.6 已知滑动面边坡地震失稳判据212

参考文献213

第8章 典型工程边坡抗震安全度评价215

8.1 概述215

8.2 溪洛渡库区边坡抗震安全度评价215

8.2.1 干海子滑坡稳定分析215

8.2.2 付家坪子滑坡稳定分析223

8.3 向家坝库区边坡抗震安全度评价229

8.3.1 珍珠坝熊家湾滑坡稳定分析229

8.3.2 哈老窝滑坡稳定分析233

8.4 白鹤滩水电站左岸边坡抗震安全度评价239

8.4.1 左岸边坡概况239

8.4.2 有限元计算模型241

8.4.3 静力计算242

8.4.4 动力计算246

8.5 果多水电站边坡抗震安全度评价252

8.5.1 计算模型252

8.5.2 材料参数254

8.5.3 计算荷载与工况255

8.5.4 下游边坡三维非线性稳定分析257

8.6 大岗山双曲拱坝坝肩滑块抗震稳定动力模型试验研究260

8.6.1 大岗山工程简介260

8.6.2 基本试验条件和坝肩滑块的模拟261

8.6.3 地震动输入和试验方案265

8.6.4 坝肩滑裂体动态响应268

8.7 地震作用下圣费尔南多大坝坝坡失稳破坏数值模拟276

8.7.1 受水平地震荷载作用的砂土土层276

8.7.2 San Fernando坝在地震荷载作用下的破坏分析279

参考文献286