[发明专利]获取地震波斜入射作用下边坡地震动力放大效应的方法

说明书

本发明公开了一种获取地震波斜入射作用下边坡地震动力放大效应的方法，其包括以下步骤：S1、对边坡进行建模，获取边坡模型；S2、对边坡模型的侧边界和底边界施加粘弹性人工边界，获取使人工边界产生相应自由场位移所需要的力；S3、获取自由场运动在人工边界上产生的应力；S4、获取边界节点等效的荷载；S5、在粘弹性人工边界上施加等效的荷载完成斜入射地震波的输入，并通过调整影响边坡稳定性因子，获取地震波斜入射作用下边坡地震动力放大效应。本发明可精确模拟任意角度地震波入射时边坡的动力响应，可对地震波入射角、边坡坡度以及弹性模量进行敏感性分析，为拟静力法中合理确定地震作用系数提供一定的参考依据。

技术领域

本发明涉及地震波斜入射条件下边坡抗震稳定性分析领域，具体涉及一种获取地震波斜入射作用下边坡地震动力放大效应的方法。

背景技术

我国西南地区是边坡分布最集中、滑坡灾害发生频率最高的地区，再加上该地区地震活动频繁，更加剧了滑坡灾害的发生。近年来我国即将在西部地区兴建一系列大型水利工程，这些项目大多处于高山峡谷地带，在工程的施工和维护中，不可避免地会遇到边坡稳定性的问题，一旦发生滑坡灾害将对大型水利工程工程项目的安全构成巨大威胁，因此，边坡在地震作用下的动力稳定性问题越来越突出，对边坡地震稳定性分析已经成为工程建设和学科发展中亟待解决的热点问题。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的获取地震波斜入射作用下边坡地震动力放大效应的方法提供了一种对边坡地震稳定性分析的方法。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

提供一种获取地震波斜入射作用下边坡地震动力放大效应的方法，其包括以下步骤：

S1、对边坡进行建模，获取边坡模型；

S2、对边坡模型的侧边界和底边界施加粘弹性人工边界，获取使人工边界产生相应自由场位移所需要的力；

S3、获取自由场运动在人工边界上产生的应力；

S4、根据使人工边界产生相应自由场位移所需要的力和自由场运动在人工边界上产生的应力获取边界节点等效的荷载；

S5、在粘弹性人工边界上施加等效的荷载完成斜入射地震波的输入，并通过调整影响边坡稳定性因子，获取地震波斜入射作用下边坡地震动力放大效应。

进一步地，步骤S1的具体方法为：

采用建模软件进行边坡建模，其中建模软件包括GID、ANSYS和ABQUES，建模网格的最大尺寸小于(1/10～1/8)λ，λ为输入波的最短波长。

进一步地，步骤S2的具体方法包括以下子步骤：

S2-1、对边坡模型的侧边界和底边界施加粘弹性人工边界，将位移为u_p(t)的平面P波以α角斜入射至人工边界；

S2-2、根据公式

获取反射P波与入射P波幅值的比值A₁和反射SV波与入射P波幅值的比值A₂；其中β为反射SV波的反射角；c_p为P波的波速；c_s为SV波的波速；

S2-3、对于有限域内任一点(x,y)，根据公式

获取入射P波相对于初始时刻的时滞Δt₁、反射P波相对于初始时刻的时滞Δt₂和反射SV波相对于初始时刻的时滞Δt₃；其中H为有限域的高，L为有限域的宽；

S2-4、根据公式