汶川地震背后山滑坡稳定性与动力响应分析

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1、图书分类号：P315工学博士学位论文汶川地震背后山滑坡稳定性与动力响应分析门妮中国地震局工程力学研究所中国•哈尔滨二零一五年五月独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果，也不包含为获得中国地震局工程力学研究近或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明并表示谢意。本人完全意识到本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：门嗖七签字闩期：/(?学位论文版权使用授权书本人完全了解中国地震局工程力学研究所有

2、关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权中国地震局工程力学研究所可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文，允许被査阅和借阅。(保密的学位论文在解密后适用本授权书）如r签字r期：签字R期图书分类号：P315单位编码：85406学号：2008111工学博士学位论文汶川地震背后山滑坡稳定性与动力响应分析博士研究生：门妮导师：薄景山教授申请学位级别：工学博士学位学科：土木工程专业：岩土工程研究方向：边坡稳定性分析中国地震局工程力学研究所中国·哈尔滨二

3、零一五年五月DoctoralDegreeThesisStudyonStabilityandDynamicResponseofBeihoushanLandslideinWenchuanEarthquakePHDCandidate:MenNiTutor:Prof.BoJingshanSubject:CivilEngineeringSpecialty:GeotechnicalEngineeringResearchField:SlopeStabilityAnalysisInstituteofEngineeringMechanics,ChinaEarthquakeAdministrationHarb

4、in·ChinaMay,2015摘要摘要2008年5月12日，四川省汶川发生了8.0级特大地震，这是新中国成立以来破坏性最强、波及范围最广、诱发地质灾害最严重的一次强烈地震。此次地震震撼了整个中国，引起了全世界的关注。在距离震中约250公里，坐落于背后山古滑坡体前缘堆积体之上的汉源老县城，出现了比周边地区高出两度的烈度异常现象。如此高的烈度异常现象引起了广大科研人员和政府相关部门的高度关注。为了科学合理地解释汉源老县城高烈度异常的原因是否与背后山滑坡有关，并进一步探讨地震作用下边坡的稳定性及动力响应等问题，本文对背后山滑坡开展了与地震相关的一系列研究。本文的研究对推动这一领域的研究工作具有

5、重要的理论和工程意义。本文系统地归纳、总结和评述了边坡稳定性的研究进展，对背后山滑坡的工程地质条件进行了详细的调查，整理和分析了汶川特大地震背后山滑坡科学考察的全部资料。在此基础上，通过有限元数值模拟，对背后山滑坡的共振特性，静、动力稳定性以及动力响应等进行了计算和分析研究，得到了若干有意义的结论，主要研究成果如下：（1）对汉源县的震害及背后山古滑坡进行了科学考察。在汶川特大地震发生后，防灾科技学院科考组在中国地震局的统一指挥下，负责汉源和北川的科考工作，对汉源县城背后山滑坡进行了野外调查，获得了地形地貌、地层岩性、地质构造等详细的资料，揭示了背后山有古滑坡存在，圈定了古滑坡的边界范围，明

6、确了古滑坡的活动期次、特征及现今稳定性状况。调查分析结果显示，汉源老县城位于背后山古滑坡体的前缘，但并未发现古滑坡整体复活的迹象，只有在坡体后部出现了几条张性裂缝。（2）建立了背后山滑坡的地质模型、力学模型和有限元计算模型。选取典型的地质剖面，建立滑坡的地质模型、力学模型、计算模型，并制定了计算方案。提出四种安全系数的计算方法，对背后山滑坡的静力稳定性进行了计算和分析，得到静力安全系数为4.09。结果表明，在静力条件下，背后山滑坡是稳定的，同时为滑坡的地震稳定性分析提供了初始的静应力场。（3）分析了背后山滑坡的共振特性。分别通过ANSYS有限元模态分析和谐响应分析，得到了边坡体固有频率和振

7、型，以及位移与频率的关系（共振曲线）。对比分析汉源县附近强震台站记录到的地震动卓越周期，我们发现，滑坡的固有周期与其基本相近。现场考察发现汉源老县城坐落于背后山滑坡体前缘之上，由此分析认为，可能是由于滑坡体发生共振而导致了汶川地震时汉源老县城的高烈度异常。I中国地震局工程力学研究所博士学位论文（4）计算和分析了背后山滑坡的地震稳定性。分别用拟静力法和有限元动力时程分析法计算了地震作用下滑坡的安全系数，重点是运用后一种方法