1、為了給《公路工程抗震設計規(guī)范》(JTJ004-89)的修編提供依據,在最近兩個研究成果的基礎上,本文采用等效線性化方法描述土體非線性,研究了擋土結構水平地震荷載沿高度的分布規(guī)律.在全面綜述擋土結構的震害經驗、擋土結構水平地震作用沿高度分布系數研究現狀與實際需求的基礎上,本文比較系統(tǒng)地介紹了所采用的波動有限元計算方法,包括時空解耦的集中質量顯式有限元內節(jié)點地震波動計算、多次透射人工邊界節(jié)點的計算和消除失穩(wěn)的措施、波場的分離和人工邊界上的波

2、動輸入,重點說明了采用等效線性化方法描述土體非線性的思路、方法、計算步驟和程序改編.在具體介紹了作為輸入的按6、7、8、9度四個烈度6組設定地震合成的18條地震動加速度時程之后,計算了從中國公路交通設計規(guī)劃研究院標準設計圖集中選取的不同高度的6個重力式擋土墻以及2個擴大基礎橋臺等擋土結構—土體系的地震反應.根據18條地震動時程輸入下高度分別為7米、9米、12米、15米、20米、25米的擋土墻的計算結果,指出擋土墻地震反應加速度峰值沿相對

3、高度分布比較復雜,歸納出總的變化趨勢是:從擋土墻底部開始,加速度峰值并不馬上隨高度的增加而增大,直至高度達到擋墻總高度的1/2-2/3處才開始比較迅速的增加,至頂部達到最大值,約為底部的1.2-2.0倍.在重點分析擋土墻加速度反應峰值沿墻高分布系數曲線的兩個關鍵特征,迅速放大開始的相對高度和墻頂的放大系數(放大系數的最大值)的數值范圍基礎上,本文以計算得到的108條曲線為基礎,進一步從風險統(tǒng)計的角度討論水平地震荷載沿墻高分布系數的方案選

4、定.作為本文最重要的結論,建議《公路工程抗震設計規(guī)范》的修編中水平地震荷載沿墻高的分布系數按折線形分布,迅速放大開始的相對高度為0.6,折點放大系數和墻頂放大系數分別為1.2和1.8.經與《公路工程抗震設計規(guī)范》(JTJ004-89)原來規(guī)定的方案和文獻建議的方案比較,指出本文建議的方案與所選擇的曲線擬合得最好,原來的規(guī)定偏于保守,而文獻的建議在相對高度0.6以下的范圍內有一定程度偏于危險.在土體的非線性對擋土墻加速度反應峰值分布影響的