地震荷载作用下危岩体边坡动力响应及失稳机理探讨.pdf

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1、ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｅｏｌｏｇｙ工程地质学报１００４－９６６５／２０１６／２４（２）０１８７１０ＤＯＩ：１０．１３５４４／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｅｇ．２０１６．０２．００３地震荷载作用下危岩体边坡动力响应及失稳机理探讨刘明星刘恩龙张世殊张建海（四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室、水利水电工程学院成都６１００６５）摘要采用连续介质快速拉格朗日分析方法，模拟了含单一顺坡向结构面的危岩体边坡在地震荷载作用下的动力反应。基于时程分析法，分析了其动力响应规律，并简单探讨了失稳机理。发现了危岩体边坡的加速度和速度存在竖直放大效应和临空面放大效应。受结构面的影响，加速

2、度、速度、位移和剪应力等的不连续现象明显，危岩体边坡的水平位移峰值在结构面以下向上逐渐减小、跨过结构面时突然增大、在结构面以上又向上逐渐减小，而危岩体上的位移放大系数明显比母岩上的大。有助于进一步研究结构面的动力特性和危岩体边坡的动力失稳机理。关键词危岩体地震荷载数值模拟动力响应中图分类号：ＴＵ４５文献标识码：ＡＮＵＭＥＲＩＣＡＬＩＮＶＥＳＴＩＧＡＴＩＯＮＯＦＤＹＮＡＭＩＣＲＥＳＰＯＮＳＥＡＮＤＩＮＳＴＡＢＩＬＩＴＹＭＥＣＨＡＮＩＳＭＦＯＲＤＡＮＧＥＲＯＵＳＲＯＣＫＭＡＳＳＳＬＯＰＥＵＮＤＥＲＥＡＲＴＨＱＵＡＫＥＬＯＡＤＳＬＩＵＭｉｎｇｘｉｎｇＬＩＵＥｎｌｏｎｇＺＨＡＮＧＳｈｉｓｈｕＺ

3、ＨＡＮＧＪｉａｎｈａｉ（ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＨｙｄｒａｕｌｉｃｓａｎｄＭｏｕｎｔａｉｎＲｉｖｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＷａｔｅｒＲｅｓｏｕｒｃｅ＆Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ，ＳｉｃｈｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００６５）ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｐａｐｅｒｍｏｄｅｌｓｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅｆｏｒｄａｎｇｅｒｏｕｓｒｏｃｋｍａｓｓｓｌｏｐｅｗｉｔｈａｂｅｄｄｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｐｌａｎｅｕｎｄｅｒｅａｒｔｈｑｕａｋｅｌｏａｄｓｕｓｉｎｇｔｈｅｆａｓｔｌａｇｒａｎｇｉａｎａｎａｌｙｓｉｓｏｆｃｏｎｔｉｎｕａ．Ｂａｓｅｄｏｎｔ

4、ｉｍｅｈｉｓｔｏｒｙａｎａｌｙｓｉｓｍｅｔｈｏｄ，ｔｈｅｌａｗｏｆｄｙｎａｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅｉｓａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｉｔｓｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙｍｅｃｈａｎｉｓｍｉｓａｌｓｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｒｅａｒｅｖｅｒｔｉｃａｌａｎｄｆｒｅｅｓｕｒｆａｃｅａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎｅｆｆｅｃｔｓｉｎｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｈｏｒｉｚｏｎｔａｌａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎａｎｄｖｅｌｏｃｉｔｙｗｉｔｈｉｎｔｈｅｄａｎｇｅｒｏｕｓｒｏｃｋｍａｓｓｓｌｏｐｅ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓａｒｅｏｂｖｉｏｕｓｌｙｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄｂｙｔｈｅｓｔｒｕ

5、ｃｔｕｒａｌｐｌａｎｅ，ｄｉｓｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｐｈｅｎｏｍｅｎａｏｆａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ，ｖｅｌｏｃｉｔｙ，ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔａｎｄｓｈｅａｒｓｔｒｅｓｓ．Ｉｔｓｐｅａｋｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｓｒｅｄｕｃｅｇｒａｄｕａｌｌｙｕｐｗａｒｄｗｈｅｎｉｔｉｓｂｅｌｏｗｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｐｌａｎｅ，ｉｎｃｒｅａｓｅｓｕｄｄｅｎｌｙｗｈｅｎａｃｒｏｓｓｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｐｌａｎｅａｎｄｃｏｎｔｉｎｕｅｔｏｒｅｄｕｃｅｇｒａｄｕａｌｌｙｕｐｗａｒｄｗｈｅｎａｂｏｖｅｉｔ．Ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ，ｔｈｅａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎｆａｃｔｏｒｆｏｒｈｏｒｉ

6、ｚｏｎｔａｌｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｉｎｔｈｅｄａｎｇｅｒｏｕｓｒｏｃｋｍａｓｓｉｓｌａｒｇｅｒｔｈａｎｔｈａｔｉｎｔｈｅｍｏｔｈｅｒｒｏｃｋｍａｓｓ．Ｉｔｉｓｃｏｎｄｕｃｉｖｅｔｏｔｈｅｆｕｒｔｈｅｒｓｔｕｄｙｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｐｌａｎｅａｎｄｄｙｎａｍｉｃｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙｍｅｃｈａｎｉｓｍｆｏｒｄａｎｇｅｒｏｕｓｒｏｃｋｍａｓｓｓｌｏｐｅ．ＫｅｙｗｏｒｄｓＤａｎｇｅｒｏｕｓｒｏｃｋ，Ｅａｒｔｈｑｕａｋｅｌｏａｄ，Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，Ｄｙｎａｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅ收稿日期：２０１５－０２－０３；收

7、到修改稿日期：２０１５－１１－０５．基金项目：国家自然科学基金项目（５１００９１０３）资助．第一作者简介：刘明星（１９８９），男，博士生，主要从事岩土工程等方面的研究．Ｅｍａｉｌ：ｌｉｕｍｉｎｇｘ１２３＠１６３．ｃｏｍ通讯作者简介：刘恩龙（１９７６），男，教授，博士生导师，主要从事岩土本构关系与数值模拟研究．Ｅｍａｉｌ：ｌｉｕｅｎｌｏｎｇ＠ｓｃｕ．ｅｄｕ．ｃｎ１８８ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｅｏｌｏｇｙ工程地质学