土质边坡震裂机制物理模拟研究.pdf

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1、JournalofEngineeringGeology工程地质学报1004-9665／2011／19(1)一0021—08土质边坡震裂机制物理模拟研究米左雅娅冯文凯(成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室成都610059)摘要为了研究地震中土质边坡(包括覆盖层边坡)在强震作用下破裂的成因机制，以“5·12”汶川特大地震为背景资料，采用震动台模拟试验进行了研究。模拟试验结果表明：斜坡震裂变形破坏与斜坡外形结构特征具有相关性。坡面转折点应力最易集中，破坏的可能性较大。震动条件下土质边坡完全破坏也具有一般性的规律，即以“一垮到底”的方式堆积于坡脚。本次震裂边坡形成机制研究初步显示

2、了一定规律，但在地震条件下的动力响应问题还需进行更深入研究。关键词土质边坡震动模拟外形结构应力集中动力响应中图分类号：P315．9文献标识码：APHYSICALSIMULATIoNoNGENETICMECHNISMoFRUPTUREINSoILSLOPEUNDEREARTHQUAKEZUOYayaFENGWenkai(StateKeyLaboratoryofGeo—hazardPreventionandGeoenviromentProtection，ChengduUniversityofTechnology，Chengdu610059)AbstractThispaperusesthe“5

3、·12”Wenchuanearthquakeasthebackground．Itattemptstoclarifyscientifical—lyandrationallythegeneticmechanismofrupturesinthesoilslope(includingtheoverlayslope)underthedynamicloadingoftheearthquake．Theaspectisexaminedsystematicallythroughvibrationmachinesimulationtestwhichbelongstothephysicalsimulation

4、method．Thetestresultsshowthedeformationandfailureundertheloadingofearthquakehaveacertaincorrelationwiththeslopeexternalstructure．Stressmainlyconcentratedintheslope—shapeturningzones，wheredamagecanbemadeeasily．TheinstabilityandfailureUndertheconditionofvibration，soilslopeshowangeneralinstabilityan

5、dfailuremodethattheslopecollapsescompletelyandresultsitsdebrispiledattheslopetoearea．Althoughthisstudyrevealssomeregularities，thequestionaboutthedynamicresponseofsoilslopesstillneedsfurtherstudy．KeywordsSoilslope，Vibrationsimulation，Externalstructure，Stressconcentration，Dynamicresponse，Earth—quak

6、e收稿日期：2010—06—20；收到修改稿日期：2010—12—29．基金项目：国家自然科学基金(青年)(40802073)；“科技减灾、重建家园”专项基金(DZJK~811)国家重点基础研究发展计划(973计划)(2008CB425801)．第一作者简介：左稚娅，研究从事重大地质灾害评价与防治研究．Email：anqier．1216@163．comJournalofEngineeringGeology工程地质学报20112．2．1类型一：斜坡总体坡面形态变化1引言该类型主要包括4个模型，即模型①～模型④，考虑坡面为直线型、凸型和凹型三种情况，坡角分别“5·l2”汶川大地震发生于地质环

7、境条件异常考虑为30。、40。(直线型)、45。和6O。(图1)。脆弱的龙门山区，再加上地震震级高、释放能量大、持续时间长等特点，地震直接诱发了数以万计的崩日I滑地质灾害，这些灾害表现出特殊的破坏形式，完全区别于一般天然状态下的破坏模式，这种破坏既有即时型也有滞后型¨J。目前，对于坡体震裂的研究大部分是关于岩质边坡的研究，而对于土体的研究基本上很少。为科阵＼学合理地阐述“5·l2”汶川地震中土质边坡(包括：LLLLLLLLL』_覆盖