反倾断裂带黄土-泥岩边坡地震动力响应研究

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1、分类号:P64210710-2015126092硕士学位论文反倾断裂带黄土-泥岩边坡地震动力响应研究余腾飞导师姓名职称黄强兵教授申请学位级别工学硕士学科专业名称地质工程论文提交日期2018年5月23日论文答辩日期2018年5月31日学位授予单位长安大学StudyonseismicdynamicresponseofLoess-mudstoneslopewithantidipfaultzoneADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：YuTengfeiSupervisor：Prof.H

2、uangQiangbingChang’anUniversity，Xi’an，China摘要我国西部黄土高原地区处于南北地震带北段，构造运动强烈，历史地震曾诱发了多次大规模的黄土滑坡，如1718年甘肃通渭7.5级地震、1920年海原8.5级大地震以及2010年玉树7.1级地震均诱发了大规模的黄土滑坡地质灾害，造成了重大的人员伤亡和重大经济损失，严重制约了我国西部地区经济的发展。这些地震黄土滑坡绝大多数是由活动断裂带所控制，从地质构造上来说，活动断裂在空间上控制了黄土滑坡的产生，因此开展活动断裂带发震诱发黄土滑坡形成机制的研究，对于黄土地震滑坡的

3、成因及防治具有十分重要的意义。本文以甘肃天水地区典型反倾断裂带黄土-泥岩边坡为主要研究对象，以相似理论为指导，建立不同倾角（θ=50°和80°）反倾活动断裂带黄土-泥岩边坡的地质力学模型，通过大型振动台物理模型试验，揭示了反倾活动断裂带发震后黄土-泥岩边坡的地震动力响应特征，包括边坡加速度、动土压力响应规律以及边坡的变形破坏特征；运用FLAC3D数值软件建立了无断裂带和反倾断裂带（断层倾角θ=50°和80°）的黄土-泥岩边坡计算模型，对黄土-泥岩二元结构边坡的地震动力响应进行了动力数值模拟分析，对振动台模型试验及结果进行了对比验证。主要研究成

4、果如下：（1）倾角θ=50°和80°的反倾断裂带黄土-泥岩边坡动力响应均表现出“高程效应”、“岩性组合效应”、“断层放大效应”和“上盘效应”，断裂带倾角越小，黄土-泥岩边坡的动力响应越大；黄土与风化泥岩接触面水平向动土压力随距边坡前缘水平距离的增大呈先增大后减小再增大的规律。（2）在水平地震力作用下，无断裂带边坡坡肩处产生拉张塑性区，反倾断裂带边坡断裂带内最先出现剪切塑性区，随着振幅增加，剪切塑性区沿着断裂带向上延伸形成下部剪切上部拉伸裂缝；反倾断裂带边坡下盘水平永久位移大于上盘，倾角50°边坡的上下盘位移差大于80°边坡。（3）地震作用下，

5、反倾断裂带黄土-泥岩边坡最先产生沿着断裂带向上延伸至黄土表面处的裂隙，并随着振幅的增加，坡体表面裂隙扩展增多并横向贯通，水平垂直裂隙交错，倾角50°的边坡破坏现象更明显，反倾断裂带黄土-泥岩边坡的变形破坏模式为拉张-剪切-震动滑移式破坏。关键词：黄土-泥岩边坡；反倾断裂带；地震响应；振动台试验；数值模拟IAbstractTheloessplateauinwesternChinaislocatedinthenorthernpartofthenorthandsouthseismiczone,andthetectonicmovementissost

6、rong,andthatthehistoricalearthquakehascausedmanylarge-scaleloesslandslidessuchastheM=7.5magnitudeearthquakeofTongweiingansuprovincein1718,theM=8.5magnitudeearthquakeofhaiyuanin1920,andtheM=7.1magnitudeearthquakeofyushuonApril14,2010,whichinducedlargescaleloesslandslidegeolo

7、gicaldisaster,andcausedsignificantcasualtiesandgreateconomiclosses,andaboveallseriouslyrestrictthedevelopmentofChina'swesternregioneconomy.Theseseismicloesslandslidewerealmostcontrolledbyactivefaultzone.Fromthegeologicalstructure,activefaultscontroltheformationofloesslandsl

8、idesinthespace.Therefore,thestudyontheformationmechanismofloesslandslideinducedbyt