水平层状岩体边坡动力响应中的结构面效应研究.pdf

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1、JournalofEngineeringGeology工程地质学报1004-9665／2011／19(3)一0352—07水平层状岩体边坡动力响应中的结构面效应研究木周剑①②张路青①王学良①②(①中国科学院工程地质力学重点实验室中国科学院地质与地球物理研究所北京100029)(②中国科学院研究生院北京100049)摘要根据应力波传播原理分析了水平层状岩体边坡中应力波传播特征，建立了应力波在该类边坡中传播的模型。利用离散元软件UDEC分析了不同频率垂向压缩应力波作用下边坡动力响应规律中的结构面效应。结果表明：边坡中的水平层面对坡顶的动力响应有明显影响。低频应力

2、波作用下，水平层状岩体边坡坡顶的垂向峰值速度较均质坡体相同部位的峰值速度的增加值随坡高增加而增大。较高频率应力波作用时，边坡顶部靠近坡面的垂向峰值速度高于无结构面边坡相同部位的峰值速度，远离坡面时情况相反；坡顶垂向峰值速度大小呈周期性变化，输入应力波频率越大该变化频次越高。研究结果将有助于进一步揭示各种不同岩体结构类型边坡在动力荷载作用下损伤机理及破坏模式。关键词水平层状岩体边坡应力波传播模型动力响应UEDC中图分类号：TU457文献标识码：AEFFECToFSTRUCTURALPLANEoNDYNAMICRESPoNSEoFRoCKSLoPESWITHHo

3、IZoNTALSTRATAZHOUJian①②ZHANGLuqing①WANGXueliang~(①嘶．LaboratoryofEngineeringGeomechanics，InstituteofGeologyandGeophysics，CAS，Beijing100029)((~GraduateUniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100049)AbstractBasedontheruleofstresswavepropagation，thecharactersofthestresswavespropaga

4、tinginrockslopeswithhorizontalstratalayersareanalyzed．Anewmodelaboutthestresswavespropagatinginthistypeofslopesisproposed．TheeffectofstructuralplaneindynamicresponsesoftheslopesunderperiodicalcompressiveloadisexaminedwithUDEC．Itisrevealedthatthestructuralplaneplaysanimportantrole．U

5、ndertheactionoflowfrequencycompressivewaves，theverticalpeakgroundvelocityofslopecrest(nearslopingsurface)isalsolargerthanthatofahomogeneousslopeatthesameposition．Thiseffectismoreobviousastheslopeheightincreases．Un—dertheactionofhighfrequencycompressivewaves．theverticalpeakgroundvel

6、ocityofslopecrestislargerthanthatofahomogeneousslopeatthesameposition．However，itislessthanthatofahomogenousslopeatpositionsfarawayfromtheslopingsurfaces．Andthevalueoftheverticalpeakgroundvelocityvariesinperiodfrommodelrighttoleft．Thenumericalresultsareconductivetorevealthecharacter

7、isticsoffatiguebehaviorandfailuremechanismsofdifferentkindsofrockslopes．KeywordsRockslope，Horizontalstrata，Modelofstresswavespropagation，Dynamicresponse，UDEC收稿13期：2010—08—20；收到修改稿日期：2011—04—09．基金项目：中国科学院知识创新工程重要方向项目(KZCX2一Yw～QO3)与国家科技支撑计划课题(2008BAKS0B04)第一作者简介：周剑，从事地质工程、岩石力学研究．Emai

8、l：zhjian043@163．COB19(3)周剑