重力式擋土結(jié)構(gòu)水平地震作用沿高度分布.pdf

1、為了給《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTJ004-89)的修編提供依據(jù),在最近兩個(gè)研究成果的基礎(chǔ)上,本文采用等效線性化方法描述土體非線性,研究了擋土結(jié)構(gòu)水平地震荷載沿高度的分布規(guī)律.在全面綜述擋土結(jié)構(gòu)的震害經(jīng)驗(yàn)、擋土結(jié)構(gòu)水平地震作用沿高度分布系數(shù)研究現(xiàn)狀與實(shí)際需求的基礎(chǔ)上,本文比較系統(tǒng)地介紹了所采用的波動(dòng)有限元計(jì)算方法,包括時(shí)空解耦的集中質(zhì)量顯式有限元內(nèi)節(jié)點(diǎn)地震波動(dòng)計(jì)算、多次透射人工邊界節(jié)點(diǎn)的計(jì)算和消除失穩(wěn)的措施、波場(chǎng)的分離和人工邊界上的波

2、動(dòng)輸入,重點(diǎn)說(shuō)明了采用等效線性化方法描述土體非線性的思路、方法、計(jì)算步驟和程序改編.在具體介紹了作為輸入的按6、7、8、9度四個(gè)烈度6組設(shè)定地震合成的18條地震動(dòng)加速度時(shí)程之后,計(jì)算了從中國(guó)公路交通設(shè)計(jì)規(guī)劃研究院標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集中選取的不同高度的6個(gè)重力式擋土墻以及2個(gè)擴(kuò)大基礎(chǔ)橋臺(tái)等擋土結(jié)構(gòu)—土體系的地震反應(yīng).根據(jù)18條地震動(dòng)時(shí)程輸入下高度分別為7米、9米、12米、15米、20米、25米的擋土墻的計(jì)算結(jié)果,指出擋土墻地震反應(yīng)加速度峰值沿相對(duì)

3、高度分布比較復(fù)雜,歸納出總的變化趨勢(shì)是:從擋土墻底部開(kāi)始,加速度峰值并不馬上隨高度的增加而增大,直至高度達(dá)到擋墻總高度的1/2-2/3處才開(kāi)始比較迅速的增加,至頂部達(dá)到最大值,約為底部的1.2-2.0倍.在重點(diǎn)分析擋土墻加速度反應(yīng)峰值沿墻高分布系數(shù)曲線的兩個(gè)關(guān)鍵特征,迅速放大開(kāi)始的相對(duì)高度和墻頂?shù)姆糯笙禂?shù)(放大系數(shù)的最大值)的數(shù)值范圍基礎(chǔ)上,本文以計(jì)算得到的108條曲線為基礎(chǔ),進(jìn)一步從風(fēng)險(xiǎn)統(tǒng)計(jì)的角度討論水平地震荷載沿墻高分布系數(shù)的方案選

4、定.作為本文最重要的結(jié)論,建議《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》的修編中水平地震荷載沿墻高的分布系數(shù)按折線形分布,迅速放大開(kāi)始的相對(duì)高度為0.6,折點(diǎn)放大系數(shù)和墻頂放大系數(shù)分別為1.2和1.8.經(jīng)與《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTJ004-89)原來(lái)規(guī)定的方案和文獻(xiàn)建議的方案比較,指出本文建議的方案與所選擇的曲線擬合得最好,原來(lái)的規(guī)定偏于保守,而文獻(xiàn)的建議在相對(duì)高度0.6以下的范圍內(nèi)有一定程度偏于危險(xiǎn).在土體的非線性對(duì)擋土墻加速度反應(yīng)峰值分布影響的