發(fā)布時(shí)間：2020-11-15 04:07

　　 我國(guó)是一個(gè)地震災(zāi)害頻發(fā)的國(guó)家,因地震誘發(fā)的次生地質(zhì)災(zāi)害,如滑坡、泥石流、崩塌、落石等,而造成的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失甚至超過(guò)因地震直接導(dǎo)致的損失。2008年5月12日,汶川大地震就誘發(fā)了不計(jì)其數(shù)的次生地質(zhì)災(zāi)害,對(duì)震中區(qū)及其周邊地區(qū)造成了災(zāi)難性的破壞。在對(duì)汶川大地震誘發(fā)的次生地質(zhì)災(zāi)害的調(diào)查中,發(fā)現(xiàn)了大量的陡傾順層斜坡動(dòng)力失穩(wěn)的現(xiàn)象。因此,很多研究者對(duì)陡傾順層斜坡在地震條件下的失穩(wěn)機(jī)理及動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行了研究并取得了豐碩的成果,但是針對(duì)汶川地震中出現(xiàn)的諸多陡傾軟硬相間順層斜坡破壞,未進(jìn)行特定的動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律及動(dòng)力失穩(wěn)機(jī)理研究。故本文以“5.12”汶川地震為研究背景,在對(duì)汶川地震區(qū)陡傾軟硬相間順層斜坡動(dòng)力失穩(wěn)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研的基礎(chǔ)上,選取最具代表性的斜坡抽象概化建立物理試驗(yàn)?zāi)Ｐ?然后結(jié)合離心振動(dòng)試驗(yàn)和三維離散元數(shù)值模擬方法,分析探討該類(lèi)型斜坡的動(dòng)力響應(yīng)特征及失穩(wěn)機(jī)理,其主要工作與成果如下:(1)以現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研汶川地震誘發(fā)的諸多陡傾軟硬相間順層斜坡動(dòng)力失穩(wěn)案例為基礎(chǔ),選取干磨坊滑坡和水磨溝滑坡為代表,并根據(jù)現(xiàn)有的試驗(yàn)條件、滑坡工程地質(zhì)概況、離心振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)相似理論等,綜合考慮確定了模型試驗(yàn)的相似常數(shù)和基本控制量,然后抽象概化建立了兩種陡傾軟硬相間順層斜坡模型,分別為軟硬互層60°坡體結(jié)構(gòu)(M1)和軟硬互層80°坡體結(jié)構(gòu)(M2)。(2)開(kāi)展了模型斜坡硬巖和軟巖的配比試驗(yàn)工作,通過(guò)材料比選和正交試驗(yàn)確定了模型試驗(yàn)的最佳相似材料和相應(yīng)的配合比。硬巖的配比為石英砂∶重晶石粉∶水泥∶石膏=2∶5∶1∶1,軟巖的配比為石英砂∶重晶石粉∶石膏=1∶1∶1。按照實(shí)際情況和試驗(yàn)?zāi)康脑O(shè)計(jì)確定了地震波的加載方案,選取了合理的監(jiān)測(cè)器件并對(duì)試驗(yàn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)布置進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。(3)陡傾軟硬互層60°模型斜坡在地震作用下,主要變形部位為整個(gè)坡表一定范圍的巖土體,具體表現(xiàn)為滑動(dòng)體在水平地震作用下沿優(yōu)勢(shì)層面下滑,斜坡后緣出露光滑后壁,坡腳附近巖土體彎曲隆起折斷,整個(gè)模型斜坡發(fā)生滑移—彎曲式潰滑;而陡傾軟硬互層80°模型斜坡在動(dòng)力荷載作用下,破壞部位主要靠近坡腳和坡頂部位。表現(xiàn)為斜坡模型在水平地震荷載作用下出現(xiàn)分級(jí)滑動(dòng),坡頂出現(xiàn)明顯的下座陡坎和縱向的張拉裂縫,巖層傾角大于坡腳,下滑受阻,坡腳附近巖土隆起。特殊的坡體結(jié)構(gòu)使得坡內(nèi)深層潛在滑面未完全貫通,坡肩震裂松動(dòng)巖層在巨大水平慣性力下,向臨空面作懸臂梁彎曲傾倒。整個(gè)坡體發(fā)生滑移—下部彎曲—上部?jī)A倒式失穩(wěn)破壞。(4)對(duì)于陡傾軟硬互層60°模型斜坡,在模型斜坡表面隨著高程的增加,PGA放大系數(shù)總體表現(xiàn)出非線(xiàn)性增加,在坡頂動(dòng)力響應(yīng)最為強(qiáng)烈。而對(duì)于陡傾軟硬互層80°模型斜坡,在模型斜坡表面隨著高程的增加,PGA放大系數(shù)總體表現(xiàn)出先增大后減小再增大的節(jié)律性變化,在坡高1/3處和坡肩部位動(dòng)力響應(yīng)最為強(qiáng)烈。而兩種模型斜坡在同一水平高度下,由于斜坡巖土體越靠近臨空面受到約束越小,故距離坡表越近加速度放大系數(shù)越大,表現(xiàn)出一定的“趨表效應(yīng)”。(5)基于Hilbert-Huang變換及邊際譜理論得出,在地震作用下陡傾軟硬相間順層斜坡,損傷影響區(qū)域位于坡頂?shù)狡履_一定深度范圍內(nèi)的巖土體,但軟硬互層60°模型斜坡橫向影響深度比軟硬互層80°模型斜坡更深。(6)數(shù)值模擬結(jié)果同離心振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)結(jié)果所反映出來(lái)的兩種斜坡破壞特征基本吻合,同時(shí)兩種坡體結(jié)構(gòu)數(shù)值模擬坡表關(guān)鍵點(diǎn)的PGA放大系數(shù)也同離心振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)的變化規(guī)律基本一致。由此可見(jiàn),通過(guò)離心振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn),能夠科學(xué)可靠揭示了陡傾軟硬相間順層斜坡在地震荷載作用下的加速度動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律及失穩(wěn)機(jī)理。
【學(xué)位單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：TU45
【部分圖文】：

1.3.2 技術(shù)路線(xiàn)據(jù)本論文的主要研究?jī)?nèi)容，擬采用的研究思路如下：論文遵循“野外調(diào)研分析→巖土體物理力學(xué)相似→元器件選擇及布置→大型離心機(jī)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)關(guān)鍵技術(shù)處理→陡傾軟硬相間順層斜坡地震響應(yīng)特征→模型損傷能量識(shí)別→數(shù)值模擬驗(yàn)證→陡傾軟硬相間順層斜坡地震失穩(wěn)模式”的研究思路。具體研究技術(shù)路線(xiàn)如圖 1-1 所示。

第 2 章 典型陡傾軟硬相間順層斜坡工程地質(zhì)條件2.1 概述“5.12”汶川地震在龍門(mén)山地區(qū)誘發(fā)的數(shù)以萬(wàn)計(jì)的地質(zhì)災(zāi)害，若論及破壞程度及危害以滑坡災(zāi)害為主。地震造成的滑坡災(zāi)害是強(qiáng)大的地震動(dòng)力作用于斜坡上最直接的反映。通過(guò)對(duì)大型滑坡的破壞特征、破壞模式以及動(dòng)力響應(yīng)等研究，可以得到斜坡動(dòng)力破壞過(guò)程的直觀認(rèn)識(shí)，是研究強(qiáng)震作用下斜坡失穩(wěn)機(jī)理的前提條件。通過(guò)對(duì)地震災(zāi)區(qū)內(nèi)的諸多陡傾軟硬相間順層斜坡動(dòng)力失穩(wěn)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該類(lèi)型的斜坡由于受地震動(dòng)力荷載作用的影響，具備一些不同其在重力環(huán)境下失穩(wěn)的破壞和運(yùn)動(dòng)特征。故本章在大量現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研的基礎(chǔ)上，選取兩個(gè)具有代表性的陡傾軟硬相間順層斜坡為例，研究它們?cè)诘卣饎?dòng)力作用下坡體結(jié)構(gòu)特征、動(dòng)力破壞特征及其失穩(wěn)模式之間的關(guān)系，為后面建立概化模型進(jìn)行物理模擬試驗(yàn)研究類(lèi)型斜坡的動(dòng)力失穩(wěn)模式打下基礎(chǔ)，圖 2-1 為典型災(zāi)害工點(diǎn)的地理位置圖。

圖 2-2 滑坡全貌（左圖為地震后滑坡全貌，右圖為泥石流發(fā)生后滑坡形態(tài)）滑坡所處地貌為中等切割中山地貌，河谷狹窄深切呈 V 型，兩岸山體高陡，總體走向?yàn)楸睎|-南西�；�坡平面上呈簸箕狀，后緣較陡，坡度在 45°～55°。區(qū)域內(nèi)溝谷眾多，地形起伏明顯，高差變化較大，陡峭的地形為滑坡的形成提供了有利條件。滑坡平面圖如圖 2-3 所示。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2884320