層狀巖質(zhì)邊坡地震響應(yīng)及穩(wěn)定性時頻分析方法
定 價:88 元
- 作者:范剛 張建經(jīng) 周家文
- 出版時間:2020/8/1
- ISBN:9787564375270
- 出 版 社:西南交通大學出版社
- 中圖法分類:TV698.2
- 頁碼:
- 紙張:膠版紙
- 版次:
- 開本:16開
《層狀巖質(zhì)邊坡地震響應(yīng)及穩(wěn)定性時頻分析方法》的內(nèi)容主要包括以下5個部分:
。1)在介紹振動臺模型試驗相似關(guān)系設(shè)計、試驗?zāi)P椭谱鳌⒓虞d工況的基礎(chǔ)上,對層狀巖質(zhì)邊坡振動臺模型試驗中實測的加速度時程進行時域和頻域分析,并對坡面位移響應(yīng)特征進行探究。
(2)地震作用下邊坡的動力響應(yīng)是地震波特性與邊坡自身動力特征共同作用的結(jié)果,傳遞函數(shù)表征了邊坡在地震作用下動力響應(yīng)與地震波特性之間的對應(yīng)關(guān)系,該書介紹了基于傳遞函數(shù)理論的層狀巖質(zhì)邊坡動力特征參數(shù)計算及邊坡頻域響應(yīng)估算方法。
(3)地震波能量是邊坡震損的內(nèi)因,基于希爾伯特,黃變換的希爾伯特譜可以定量表征地震波能量在時頻聯(lián)合域內(nèi)的分布。基于此,該書介紹了邊坡震害損傷的能量識別方法,對層狀巖質(zhì)邊坡和基覆型邊坡內(nèi)部的震害損傷發(fā)展過程進行了辨識,并據(jù)此對層狀巖質(zhì)邊坡和基覆型滑坡的地震失穩(wěn)機理及破壞模式進行了探究。
。4)現(xiàn)有邊坡地震穩(wěn)定性評價方法無法充分考慮地震波三要素(時間、頻率、幅值)的影響,而任一地震波要素對邊坡地震穩(wěn)定性的影響均不容忽視。鑒于此,該書基于希爾伯特.黃變換,建立了考慮地震波時間,頻率.幅值特性的邊坡瞬時地震安全系數(shù)計算方法。
。5)該書以云南魯?shù)榈卣鹫T發(fā)的紅石巖滑坡為例,介紹了三維激光掃描技術(shù)在危巖體結(jié)構(gòu)面識別、危巖體識別及崩塌風險分析等方面的應(yīng)用。
邊坡是一種極其復(fù)雜的地質(zhì)體,需在邊坡工程領(lǐng)域不斷引入新的理論和新的方法以不斷深化對邊坡的認識。該書中介紹的傳遞函數(shù)理論和希爾伯特.黃變換均是邊坡工程領(lǐng)域中的新理論和新方法,該書在這兩個方面所做的探索性工作可為未來這些新理論和新方法在邊坡工程領(lǐng)域的深層次應(yīng)用和發(fā)展提供借鑒。
我國位于環(huán)太平洋地震帶,地震是我國主要的自然災(zāi)害之一,過去十余年地震災(zāi)害繪我國帶來了巨大的生命和財產(chǎn)損失,尤其是2008年汶川大地震。地震災(zāi)害在給我們的生命財產(chǎn)帶來巨大損失的同時,也留下了許多科學問題等待我們?nèi)ヌ剿鳌?008年汶川地震發(fā)生后,科研工作者掀起了巖土地震工程的研究熱潮。經(jīng)過十余年的探索,我國的巖土地震工程研究取得了眾多引入注目的成果。但是,我國巖土地震工程研究尚處于起步階段,現(xiàn)有研究水平與未來需求之間還存在較大差距。國務(wù)院《國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中長期規(guī)劃(2012-2030年)》中明確提出探索預(yù)研大型地震模擬研究設(shè)施建設(shè),開展地震動輸入和工程地震災(zāi)害模擬研究?梢灶A(yù)見在未來一定時間內(nèi)巖土地震工程將得到廣泛關(guān)注和長遠發(fā)展。鑒于此,本書具有較大的出版價值和應(yīng)用前景。
層狀巖質(zhì)邊坡作為一種極其常見的工程地質(zhì)體,其在地震作用下的動力穩(wěn)定性與我國眾多大型基礎(chǔ)設(shè)施的可靠性息息相關(guān)。然而,目前我國關(guān)于層狀巖質(zhì)邊坡地震響應(yīng)方面的研究較少,且不成體系,國內(nèi)相關(guān)專著出版較少。隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展和西部大開發(fā)的不斷深入,越來越多的大型基建設(shè)施在我國西部山區(qū)興建,例如西成高鐵、滬昆高鐵,白鶴灘水電站等;同時,伴隨著核電的發(fā)展,目前我國在西南山區(qū)修建了一批核廢料處置場。這些大型基建設(shè)施和核廢料處置場周圍往往分布著層狀巖質(zhì)邊坡。我國西部山區(qū)具有地形落差大、地震烈度大、地質(zhì)條件差等特點,一旦這些層狀巖質(zhì)邊坡在地震作用下出現(xiàn)失穩(wěn)破壞,其對周圍大型基建設(shè)施和核廢料處置場的影響是不可估量的,甚至是毀滅性和災(zāi)難性的。
振動臺作為一種能直接揭示巖質(zhì)邊坡地震響應(yīng)的研究手段,已在土木工程領(lǐng)域得到廣泛運用,但是,目前鮮有專著對巖質(zhì)邊坡的振動臺試驗進行系統(tǒng)性總結(jié)和介紹。借助大型振動臺模型試驗及理論推導(dǎo),本書將主要介紹層狀巖質(zhì)邊坡的地震響應(yīng)及地震穩(wěn)定性時頻計算方法。本書的內(nèi)容主要包括以下5個部分:
(1)在介紹振動臺模型試驗相似關(guān)系設(shè)計、試驗?zāi)P椭谱鳌⒓虞d工況的基礎(chǔ)上,對層狀巖質(zhì)邊坡振動臺模型試驗中實測的加速度時程進行時域和頻域分析,并對坡面位移響應(yīng)特征進行探究。
。2)地震作用下邊坡的動力響應(yīng)是地震波特性與邊坡自身動力特征共同作用的結(jié)果,傳遞函數(shù)表征了邊坡在地震作用下動力響應(yīng)與地震波特性之間的對應(yīng)關(guān)系,本書介紹了基于傳遞函數(shù)理論的層狀巖質(zhì)邊坡動力特征參數(shù)計算及邊坡頻域響應(yīng)估算方法。
(3)地震波能量是邊坡震損的內(nèi)因,基于希爾伯特,黃變換的希爾伯特譜可以定量表征地震波能量在時頻聯(lián)合域內(nèi)的分布;诖,本書介紹了邊坡震害損傷的能量識別方法,對層狀巖質(zhì)邊坡和基覆型邊坡內(nèi)部的震害損傷發(fā)展過程進行了辨識,并據(jù)此對層狀巖質(zhì)邊坡和基覆型滑坡的地震失穩(wěn)機理及破壞模式進行了探究。
。4)現(xiàn)有邊坡地震穩(wěn)定性評價方法無法充分考慮地震波三要素(時間、頻率、幅值)的影響,而任一地震波要素對邊坡地震穩(wěn)定性的影響均不容忽視。鑒于此,本書基于希爾伯特.黃變換,建立了考慮地震波時間,頻率.幅值特性的邊坡瞬時地震安全系數(shù)計算方法。
(5)本書以云南魯?shù)榈卣鹫T發(fā)的紅石巖滑坡為例,介紹了三維激光掃描技術(shù)在危巖體結(jié)構(gòu)面識別、危巖體識別及崩塌風險分析等方面的應(yīng)用。
邊坡是一種極其復(fù)雜的地質(zhì)體,需在邊坡工程領(lǐng)域不斷引入新的理論和新的方法以不斷深化對邊坡的認識。本書中介紹的傳遞函數(shù)理論和希爾伯特.黃變換均是邊坡工程領(lǐng)域中的新理論和新方法,本書在這兩個方面所做的探索性工作可為未來這些新理論和新方法在邊坡工程領(lǐng)域的深層次應(yīng)用和發(fā)展提供借鑒。
本書由2019年度國家出版基金資助編寫,本書的內(nèi)容為作者所在團隊過去幾年的研究成果,借此機會作者將其整理成書,希望能為相關(guān)研究者開展邊坡振動臺模型試驗以及邊坡地震穩(wěn)定性分析提供有益參考。作者衷心感謝中國核動力西南研究設(shè)計院地震臺實驗室在振動臺模型試驗中給予的幫助。在編著本書的過程中,作者得到了核工業(yè)西南勘察設(shè)計研究院有限公司彭盛恩副院長、田華高級工程師的指導(dǎo)和幫助,在此表示感謝。由于作者時間和水平有限,書中難免存在不足之處,懇請讀者批評指正。
1 引言
1.1 概述
1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 本書主要內(nèi)容
本章參考文獻
2 邊坡振動臺試驗設(shè)計方法
2.1 振動臺性能介紹
2.2 相似關(guān)系推導(dǎo)
2.3 原型邊坡工程地質(zhì)條件
2.4 試驗?zāi)P徒榻B
2.5 加載地震波
2.6 加載工況介紹
2.7 本章小結(jié)
本章參考文獻
3 含軟弱夾層層狀巖質(zhì)邊坡振動臺試驗結(jié)果分析
3.1 邊坡加速度響應(yīng)特征
3.2 邊坡位移響應(yīng)特征
3.3 邊坡頻譜響應(yīng)特征
3.4 坡面及坡內(nèi)加速度響應(yīng)差異性分析
3.5 軟弱夾層含水狀態(tài)對邊坡地震響應(yīng)的影響
3.6 本章小結(jié)
本章參考文獻
4 傳遞函數(shù)在層狀巖質(zhì)邊坡參數(shù)識別及頻域分析中的應(yīng)用
4.1 概述
4.2 傳遞函數(shù)
4.3 邊坡動力特征參數(shù)識別方法
4.4 利用傳遞函數(shù)識別邊坡動力特征參數(shù)
4.5 基于傳遞函數(shù)的邊坡頻域響應(yīng)估算方法
4.6 基于傳遞函數(shù)的頻譜修正方法
4.7 本章小結(jié)
本章參考文獻
5 基于邊際譜的層狀巖質(zhì)邊坡震害損傷模式能量判識
5.1 概述
5.2 邊坡地震破壞狀態(tài)的能量判識方法
5.3 含軟弱夾層層狀邊坡震害損傷模式分析
5.4 本章小結(jié)
本章參考文獻
6 基覆型滑坡地震失穩(wěn)機理的能量識別方法
6.1 概述
6.2 分析模型及加載工況
6.3 地震波能量識別
6.4 滑坡失穩(wěn)機理分析
6.5 本章小結(jié)
本章參考文獻
7 層狀邊坡瞬時地震安全系數(shù)的時頻分析理論
7.1 概述
7.2 假設(shè)及計算模型
7.3 層狀邊坡瞬時地震安全系數(shù)時頻計算方法公式推導(dǎo)
7.4 順層邊坡瞬時地震安全系數(shù)的時頻計算方法
……
8 震損高邊坡危巖體辨識及風險控制研究