双面高陡边坡的地震滑坡响应分析[权威资料

《双面高陡边坡的地震滑坡响应分析[权威资料》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、双面高陡边坡的地震滑坡响应分析本文档格式为WORD,感谢你的阅读。　　第48卷第3期2013年6月西南交通大学学报JOURNALOFSOUTHWESTJIAOTONGUNIVERSITYVol.48No.3Jun.2013　　基金项目：国家自然科学基金资助项目（41030742）；中央高校基本科研业务费专项资金资助项目（SWJTU12CX041）；国防基础科研计划资助项目（A0220110003）　　作者简介：杨长卫（1987-），男，博士研究生，研究方向为岩土动力学，电话：15928118504，Email：1209732335@qq

2、.com　　0258-2724（2013）03-0415-08DOI：10.3969/j.issn.0258-2724.2013.03.004　　摘要：为了研究双面高陡边坡破坏机理，以国道G213左侧双面高陡边坡为原型，采用新型离散元计算方法CDEM和振动台试验，模拟了高烈度地震作用下，双面高陡边坡上的坡积体滑坡由变形累计到破坏滑动的全过程.研究结果表明：在地震力和重力作用下，滑体顶部先出现应力集中，造成滑体沿滑体结构面后缘产生变形，进而造成该处出现拉伸、剪切破坏点；随着地震动的持续，滑体结构面上的剪切破坏点逐渐向滑体中前部的锁固段扩展

3、，同时伴随着滑体表面拉伸破坏点的增加，最终造成锁固段发生渐进性破坏，滑体从剪出口滑出形成滑坡；在材料参数等外部条件相同的情况下，坡腰处滑体先于坡脚处滑体发生滑塌，滑塌发生的时间与地震动峰值加速度到达的时间同步或稍微有所滞后；以输入地震波为基准，不论是陡坡地形、缓坡地形还是坡体内，不同位置的峰值加速度沿坡高均有所放大，表现为竖向峰值加速度的放大效应大于水平峰值加速度的放大效应，陡坡地形峰值加速度的放大效应大于缓坡地形峰值加速度的放大效应，也大于坡体内峰值加速度的放大效应.　　关键词：CDEM；双面高陡边坡；地震；滑坡响应；峰值加速度　　P

4、315.9文献标志码：A　　2008年5月12日，四川省汶川县发生了MS8.0级特大地震.由于地震震源浅、持续时间长，释放能量大，瞬间激发了大量的崩塌、滑坡以及泥石流等地质灾害，特别是在山岳地区，灾害更为严重[17].　　由于强震触发的崩塌、滑坡以及泥石流等灾害的致灾力强，因此引起了专家、学者的广泛研究[8]，滑坡是研究最多的灾害之一.　　在研究地震诱发滑坡的滑动机理方面，数值模拟是常用的方法，并已取得了可喜的成果.王来贵等[9]基于概化的滑坡模型进行了强震诱发单一弱面斜坡滑塌的有限元模拟；吴顺川等[10]应用PFC模拟了含软弱夹层类土

5、质边坡的破坏过程；郑颖人等[11]采用FLAC动力强度折减法对地震边坡破坏机制进行了数值分析；曹琰波等[12]应用离散元软件UDEC对滑坡由变形累积到破坏滑动的全过程进行模拟，研究了地震作用下顺层岩质滑坡的变形破坏过程.　　以上研究所采用的数值方法主要是有限单元法、有限差分法以及传统的离散单元法，其中，有限单元法和有限差分法是基于连续介质的力学模型，对于含有众多不连续面的岩质边坡大变形动力分析具有一定的局限性.传统的离散单元法在计算节西南交通大学学报第48卷第3期杨长卫等：双面高陡边坡的地震滑坡响应分析理边坡稳定性方面仍存在一些问题，如

6、初始状态依赖于结构面的分布、结构面参数依靠经验取值，更重要的是只能定义结构面的有序性，而不能定义结构面的随机性和复杂性.　　近年来，用于地质灾害成灾机理分析的新型计算方法CDEM已发展起来，该方法将有限元和离散元进行了耦合，在块体内部进行有限元计算，在块体边界进行离散元计算，这不仅模拟了材料在连续和非连续状态下的变形、运动特性，更实现了材料由连续体向非连续体渐进的破坏过程.在CDEM中，通过建立混合节点模型实现了离散元的结构面弹簧和颗粒离散元两者质点运动的独立计算，解决了离散元初始状态的计算问题；通过引入结构层的概念，解决了结构面参数的

7、求解问题；通过引入随机结构面模型实现了结构面的随机性和复杂性[8].　　针对高陡边坡动力响应的研究主要集中于单面高陡边坡[112]，而对双面高陡边坡地震响应的研究甚少[13].　　本文结合5・12汶川地震的现场调查结果[1415]，选取汶川地震灾区内最为普遍、失稳数量最多的斜坡坡体结构类型，利用振动台试验的相关资料，开展数值模拟，对地震作用下双面高陡边坡的滑坡响应进行分析.1振动台试验模型和数值模型振动台试验以国道G213左侧双面高陡边坡为原型，采用1∶600的几何缩尺比，得到了振动台试验模型，见图1.　　该模型高1810mm，宽350

8、0mm，包含陡坡地形和缓坡地形，其中陡坡地形的坡度为50°～60°，缓坡地形的坡度为42°～50°.　　为了研究地震作用下双面高陡边坡不同位置坡积体的地震动响应，振动台试验依据现场调查结果将坡体表面的土层和