土体地震永久变形分析述评.pdfVIP

第15卷第4期 水 利 水 电 科 技 进 展 1995年8月 ／ 土体地震永久变形分析述评① (河海大学岩土工程研究所 南京 210098) 摘要 在地震作用下，土体将会产生变形，它包括周期变形和不可恢复的残余变形(即永久变形)。这两 种变形都可能造成土体裂缝甚至失稳．但永久变形对土工建筑物的安全和使用影响更大t因此，如何预 测土体地震后产生的永久变形成为土工抗震分析中一个重要方面。本文综述了日前国内外有关土体地 震永久变形分析方法，然后对各种方法的优缺点进行了比较，最后对今后地震永久变形的研究方向提出 了初步建议。 ． 关键词 土体 地震 永久变形 滑体分析 整体分析 在地震作用下．对于松砂或中密砂土，导 度、动应力和动应变等变量的概率统计特性， 致土体破坏的主要因素是液化；而对于粘土 继而求得永久变形的概率统计特性，进一步 或紧密砂土，导致破坏的主要因素则是震后 进行动力可靠性或危险性分析。本文概述了 永久变形，因此永久变形也是土体抗震设计 以上两类方法在近年来的发展和改进状况， 的一个重要内容。本文根据收集到的文献资 并对各种方法进行了述评，对今后的研究方 料，综合叙述了目前国内外有关土体地震永 向提出了建议。 久变形分析的各种方法。主要可分为两大类． 1 土体地震永久变形分析现状 第一类是确定性永久变形分析．它包括滑体 变形分析和整体变形分析 前者是在1965年 经过数年的研究，各国学者已建立了不 由Newmark提出的 ]，它的基本思想在于 少永久变形计算方法，它包括确定性永久变 说明了土石坝在地震瞬态失稳过程中可能只 形分析和随机性永久变形分析两个方面。现 产生有限变形．而不一定会导致破坏或失效； 简述如下 后者主要由Ser[[和 Seed等人在 1976年提 1．1 确定性地震永久变形分析 出的 ]，其主要点是利用室内试验得到的一 所谓确定性地震永久变形分析．就是对 定初始应力条件下施加一定大小的循环应力 某一条或几条已知的地震波谱进行确定性数 在一定周数时产生的永久应变(轴向应变或 值积分，求得加速度、动应力和动位移，进而 剪应变)借取不同途径应用于土体变形分析 求得地震永久变形的方法。它包括滑动体变 中。第二类是非确定性(即随机性)永久变形 形分析和整体变形分析两部分。 分析．它包括滑体位移随机反应分析和整体 1．1．1 滑动体变形分析方法 位移随机反应分析，该类方法是将随机振动 1965年，美国学者Newmark基于极限 理论应用于土体地震反应分析中．计算加速 平衡理论，提出了一个用于评价堆石坝地震 ① 本文为“八五 国家重点科技项目(攻关)子课题“85—9o8—02 04一o2”研究报告的一部分 · 22· 永久变形的计算方法 ，其基本出发点是：当 我国学者陈生水、沈珠江通过对面扳堆 土体内某一点加速度超过材料的屈服加速度 石坝地震永久变形分析发现，当地震烈度较 时，沿破坏面就会发生滑动，假设永久变形是 低时，永久变形的计算结果与实测大体相同， 由于滑动士体沿着最危险的滑动面在地震荷 而地震烈度较高时，计算结果则明显偏小，因 载作用下发生瞬态失稳时滑动的位移所产生 此，作者基于Newmark滑块原理，提出了一