关键词:
危岩崩塌体
新型消能复合框架
ABAQUS
有限元数值模拟
耗能能力
摘要:
危岩体在我国山区边坡普遍存在,此类地区多处于地震频发地带,地震作用下危岩体极易形成崩塌地质灾害,对人类生命财产安全造成重大损失,因此危岩崩塌体的治理研究越来越受到重视,而主动加固技术因其具有主动性强、加固性能好的特点获得广泛应用。迄今为止,现有主动加固技术的发展局限性强,且地震作用下主动加固危岩崩塌体边坡的研究,大多以岩体边坡的动力响应为主要研究目标,鲜有针对支护结构在动力荷载下的力学性能展开研究,限制了主动加固技术的发展及其在工程中的推广应用。本文研发一种具有主动消能减震效果的新型消能复合框架,以此新型消能复合框架为研究对象,利用其与硬支撑加固结构进行对比,通过ABAQUS有限元数值模拟的研究方法,对危岩崩塌体施加地震波,从而对地震作用下支护措施的动力响应开展深入系统的研究。研究旨在揭示新型消能复合框架的加固优势,探究消能器的消能机理及耗能能力,说明消能器在减少支撑桩承力方面起到的效果。主要结论如下:(1)基于现有主动支护危岩崩塌体加固技术的背景,研发三种新型消能复合框架,对每种新型消能复合框架的设计思路、消能原理进行详细介绍,经方案比选后,最终选择具有一级消能结构的新型消能复合框架作为有限元数值模拟中加固危岩崩塌体的支护措施。(2)与硬支撑加固结构相比,地震作用下新型消能复合框架的消能装置显著降低了支撑结构的反力,发挥了良好的消能减震作用。(3)与硬支撑加固结构相比,地震作用下新型消能复合框架的消能装置明显吸收了较多的地震能量,具有良好的耗能功效。(4)通过对比两种加固结构在同一地震波同一加速度幅值下的应力云图,发现新型消能复合框架的损伤主要出现在消能器的钢圈以及钢圈与端板的连接处,而连接件硬支撑加固结构的损伤主要出现在支撑柱的柱脚,新型消能复合框架明显优于硬支撑加固结构。