模型试验时在潜在滑体重心处布置了1个加速度传感器,测点编号为A15[图3.13(a)],目的是研究地震波在经过滑体重心时的加速度响应规律。《公路工程抗震设计规范》(JTG B02—2013)[14]规定基于拟静力法计算路基边坡的抗震稳定性时,水平地震加速度沿路堤边坡高度放大系数,最大可取1.6,而对于锚固边坡其受力状态明显不同于自然边坡,水平向的地震加速度放大系数与自然边坡相比也存在一定的差异。文献[15-18]等在计算锚固边坡的地震稳定性时,对坡体重心处加速度的取值未给予说明,本节通过监测人工波、El Centro波和汶川-清平波激励时重心处的响应加速度,分析其加速度放大效应与输入地震波类型、峰值的关系,具体见图3.42所示。
由图3.42可知,在El Centro地震波作用下,峰值加速度不大于0.5g时,坡体重心处的加速度放大系数随峰值加速度的变化不大,加速度放大系数的平均值为1.5,标准偏差为0.081;在人工波和汶川-清平波作用下,重心处的加速度放大系数随着输入地震波峰值加速度的增加呈对数型下降趋势,分别见图3.42中的拟合曲线①和②。对比分析地震波类型不同时加速度放大系数与输入波峰值的变化关系,在峰值加速度不大于0.2g时,地震波类型引起的加速度放大系数的差异性显著,随着输入地震波峰值的进一步增加其影响程度降低,在输入波峰值介于0.2g~0.4g时,滑体重心的加速度放大系数可取1.5。
图3.42 重心加速度放大系数与输入地震波峰值关系 (www.xing528.com)
为了从频域上探讨地震过程中坡体重心的加速度响应特性,图3.43给出了人工波、El Centro波和汶川-清平波激励时,重心处加速度傅里叶谱主频率、峰值与输入地震波峰值加速度的关系。不论是人工波、El Centro波还是汶川-清平波激励,重心处加速度傅里叶谱的主频变化规律基本一致,见图3.43(a)中虚线所示,随输入地震波峰值加速度的增加呈台阶式下降。傅里叶谱主频变化规律具体为:峰值加速度不大于0.2g时为20 Hz,峰值加速度在0.2g→0.4g时为17 Hz,随着输入地震波峰值的进一步增加,边坡体重心处产生破坏,滑体重心加速度傅里叶谱主频率受地震波类型影响波动较大。
在人工波、El Centro波和汶川-清平波激励时,傅里叶谱峰值均随着输入地震波峰值加速度的增加而增大,但在峰值加速度不大于0.4g时其增加幅度较小。随着输入地震波峰值的进一步增加,响应测点的加速度傅里叶谱的主频率降低,接近El Centro波的主频率,El Centro波激励时重心处加速度傅里叶谱峰值显著增大,而人工波和汶川-清平波激励时重心的傅里叶谱峰值基本一致且增加幅度较小。
图3.43 重心加速度傅里叶频谱与输入地震波峰值关系
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