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ABAQUS CEL(例11) 地震工況下的邊坡大變形模擬 一、建模技術 地震工況下邊坡可能失穩(wěn)進而出現(xiàn)滑坡現(xiàn)象，為避免模擬滑坡時網(wǎng)格產(chǎn)生的畸變問題，采用耦合歐拉拉格朗日法(CEL)進行滑坡的大變形模擬；土體本構采用摩爾庫倫模型；采用模型底部小范圍內(nèi)的周期性荷載模擬地震荷載。

1 引言在地震易發(fā)的山地區(qū)域，地震力會降低邊坡的穩(wěn)定性，嚴重時會導致邊坡發(fā)生破壞。本文首先回顧了近日國內(nèi)發(fā)生的一次地震事件，然后進行了地震載荷作用下的邊坡穩(wěn)定性分析，主要包括偽靜態(tài)分析和Newmark位移分析。

1 引言在邊坡工程中，一般我們只考慮地震水平加速度的影響，使用地震載荷系數(shù)(Seismic LoadCoeffcient)Sc來表示地震力，水平地震力=邊坡滑塊重量W*Sc 【巖石邊坡平面滑動(Planar Sliding)的安全系數(shù)---地震載荷作用(EXCEL解)】，Gravity Dam: 重力式混凝土壩地震力計算】，這個筆記首先討論了HYRCAN在地震載荷作用下的安全系數(shù)，

閔博士也介紹了遠算大壩結(jié)構有限元仿真組件的整體功能架構和分析流程，即通過精確幾何網(wǎng)格建模和材料模型參數(shù)數(shù)據(jù)同化建立大壩孿生體，對混凝土拱壩、重力壩的位移、揚壓力、應力和地震響應，以及土石壩和堆石壩的邊坡穩(wěn)定、滲流穩(wěn)定和抗震穩(wěn)定等重要安全評估指標實現(xiàn)仿真預測預演。

點此加入微信工程群⑥邊坡放樣壩體坡腳線放出后，則可以進行填土筑壩工作。為了標明上料填土的界線，每當壩體上升1m就需要用上料樁將邊坡位置明確標定出來，這項工作則可稱之為邊坡放樣工作。為了保證邊坡放樣的工作質(zhì)量，之前應當依據(jù)大壩的設計坡度計算得出不同層面坡面點的軸距。同時，還要使上料樁的軸距比設計計算值大出1m-2m，能夠有效確保壓實修理后的壩坡面與設計坡面相符。

在建立大壩地基巖體的DFN模型時，關鍵的挑戰(zhàn)之一是裂縫的水力特性(hydraulic characterization)。這里的水力特性指的是將水力特性分配給由幾何信息生成的裂縫的過程。本文提出了一種構建大壩地基巖體DFN模型的方法，重點是裂縫的水力特征，并以日本某大壩地基巖體為例，說明了所提方法的應用。

20 世紀90 年代中后期，隨著計算機技術的飛速發(fā)展，數(shù)值計算方法在邊坡穩(wěn)定性研究中發(fā)揮了重要作用，很大程度上降低了地震模擬的難度，眾多學者先后應用ANSYS，F(xiàn)LAC，Geostudio，PFC等數(shù)值軟件進行邊坡穩(wěn)定性研究，取得了豐碩的成果。鄭穎人等利用ANSYS 建立了邊坡模型，模擬了邊坡開挖和加固工程。

地震荷載加載前需要對模型進行模態(tài)分析求解，來獲得固有頻率及瑞麗阻尼系數(shù)，然后再對模型進行動態(tài)加載。 第一步：模型建立、施加邊界條件、自重工況下強度折減 第二步：模態(tài)分析求解 第三步：求解瑞麗阻尼系數(shù)、地震波加載

一般壩坡的加固設計方案主要可以分為兩種，具體設計方法如下所示：2．1上游削坡減載與拋石壓腳相結(jié)合，下游培厚加固設計時，根據(jù)壩坡穩(wěn)定計算結(jié)果，選擇適當?shù)膾伿恢茫龃笞杌Γ⑸喜繅纹孪鳛榉€(wěn)定邊坡。選擇合理的拋石位置尤其重要，靠壩軸線不能超過原壩體最危險滑弧最底處所對應的位置，否則會增大滑動力，但也不能過于靠前，錯過滑弧的出露點而起不到抗滑作用。

可能的原因是由于這棟樓距離邊坡的坡肩(crest)太近，沒有溜足夠的安全距離，這棟樓的背面不遠的地方應該存在一個邊坡，地震引起了地層的松動，導致土層向著邊坡方向移動，最終摧毀了地基的支撐，引起了樓的坍塌。一位作結(jié)構設計的同學認為，這個樓破壞的原因是由于使用了框架架構。

地震烈度是指某一地區(qū)地面和各類建筑物遭受一次地震影響的強弱程度。一次地震只有一個震級，然而隨震中距離的遠近，卻可以有不同的烈度。地震荷載是大壩遭受地震時所承受的荷載，包括地震慣性力、水平向地震動水壓力和地震動土壓力。其大小與建筑物所在地區(qū)的地震烈度有關。地震荷載計算方法有動力法和擬靜力法兩種。抗震設計時常用到基本烈度和設計烈度。基本烈度是指建筑物所在地區(qū)在今后一定時期內(nèi)可能遭遇的最大地震烈度。

，導致混凝土發(fā)生剪切破壞，下圖所示的是1999年臺灣池州發(fā)生的7.3級地震，俗稱921地震造成的橋墩破壞以及石崗大壩斷裂。

圖6 初始結(jié)構的模態(tài)分析結(jié)果（左：1階2.77Hz；右：14階8.32Hz）圖7 加載的地震譜圖8 壩體樁基頂部位移響應（左：橫向位移比較；右：上下游位移比較）圖9 壩體結(jié)構應力分布（左：σzz；右：σyy）圖10 樁板接觸位置的等效應力接著選擇大壩模型的支撐形式，需要滿足3個要求：1. 改善地震下的結(jié)構響應（橫向位移，應力）;2. 保持溢流通道幾何形狀防止閘門故障;3.

關鍵因素導致靜態(tài)液化破壞的關鍵因素包括：(1) 高潛水位和排水不充分導致孔隙壓力過大(2) 松散、未固結(jié)的尾礦，容易發(fā)生未排水破壞和液化(3) 邊坡不穩(wěn)定和變形可能導致液化的觸發(fā)條件(4) 強降雨或地震震動會進一步擾動松散的尾礦并導致孔隙壓力增加因此，穩(wěn)定性評估標準和排水控制措施對于管理液化風險至關重要。

例如2022年5月，重慶多地遭遇強降雨，暴雨致渝北轄區(qū)的319國道張關路段發(fā)生多處塌方[6]；2022年10月，因持續(xù)降雨，陜西安康多處出現(xiàn)山體垮塌邊坡失穩(wěn)，造成交通中斷[7]。地震也是引起邊坡失穩(wěn)的直接原因。例如，2022年9月5日12時52分在四川甘孜州瀘定縣（北緯29.59度，東經(jīng)102.08度）發(fā)生6.8級地震。地震造成公路172處受損，主要為邊坡垮塌、高位滑坡[8]。

（組委會）陸亮（組委會）138（組委會）1821（組委會）9172（組委會） 展品范圍：1.邊坡新技術應用展區(qū)：邊坡(滑坡)穩(wěn)定性評估方法、分析計算模型;邊坡安全性評估三維智能信息系統(tǒng)開發(fā)應用;滑坡、崩塌等地質(zhì)災害與邊坡安全工程、邊坡地震防控;邊坡柔性防護技術、產(chǎn)品及其應用;邊坡三聯(lián)生態(tài)防護技術及工程應用;邊坡防護、支護及邊坡加固技術;高陡邊坡開挖技術控制;高陡邊坡的勘察和設計;高陡邊坡治理的質(zhì)量監(jiān)管

（）模型信息Koyna混凝土重力壩位于印度孟買東南200 km處，1967年12月11日，Koyna混凝土重力壩遭受里氏6.5級的地震（Koyna地震），該地震給大壩和水電站等水工建筑帶來了巨大的損壞，給下游數(shù)十萬居民的人身生命財產(chǎn)安全造成了巨大損失，該大壩地震案例事后成為諸多學者進行地震作用下壩基動力相互作用、混凝土材料的動態(tài)力學性能等領域研究的對象。