翠华山山崩地质遗迹景观离散元数值模拟.pdf

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1、JournalofEngineeringGeology工程地质学报1004—9665／2013／21(3)一0443—07翠华山山崩地质遗迹景观离散元数值模拟吕艳①王根龙②③张新社②(①长安大学地球科学与资源学院西安710054)(②中国地质调查局西安地质调查中心西安710054)(③中国科学院工程地质力学重点实验室北京100029)摘要城市地质遗迹景观调查研究是城市地质工作的一项重要内容，而探索地质遗迹景观的成因则是挖掘其科学价值和实施保护措施的关键问题。以中国“山崩奇观”的翠华山山崩为研究对象，采用典型天然地震记录作为地震输入条件，借助离散元动力分析模块，对翠华山山崩的动力响应

2、规律进行了数值模拟，再现了地震山崩的启动、加速、解体、堆积的全过程。研究结果表明：地震惯性力作用使山体质点加速度和速度产生放大效应，特别是山体顶部的动力放大效应最为显著，加速度放大系数达2．0；翠花山山崩具有高速远程的特点，其前缘的崩塌体最大水平速度达44m·S～，崩落水平距离达460m，堵塞沟谷形成堰塞湖；地震山崩的整个破坏过程包括4个阶段，分别为启动阶段、加速阶段、减速阶段和堆积阶段。关键词地质遗迹景观离散单元法地震山崩动力放大效应高速远程中图分类号：v315文献标识码：ANUMERICALS玎ULATIoNoFCUIHUARoCKAVALANCHEWITHDISCRETEEL

3、EMENTMETHoDLUYan~WANGGenlong~~ZHANGXinshe②(q)S~hoolofSciencesandResources，ChanganUnive~ity，Xian710054)(②anCenterofGeologicalSurvey，ChinaGeologicalSurvey，Xian710054)(~KeyLaboratoryofEngineeringGeo—Mechanics，ChineseAcademyofSciences，Beifing100029)AbstractItisveryimportanttoinvestigategeologicalr

4、elicslandscapesforurbangeologicalwork．TheCuihuarockavalancheiSamarvellousspectacleofseismicavalanchesinChina．Basedondynamicdiscreteelementmethod．thedynamicresponseandfailureprocessaresimulatedunderatypicalnaturalearthquakeloading．ThefailureprocessofCuihuarockavalancheisreproducedwiththenumeric

5、alsimulation．Thefollowingresultsareobtained．Firstly，theamplificationeffectofvelocityandaccelerationisthereasonofearthquakeinertiaforce．ThemBximtlmmagnificationfactorreaches2．0onthetopofslope．Secondly，highspeedandlongrunoutarethecharacteristicoftherockavalanche．Theresultsshownthemaximumhorizont

6、alvelocityreachesupto44m·s一andthehorizontalmovementdistanceforsomerocksreaches450matthefrontoftherockavalanche．Thirdly，thewholefailureprocessincludefourstages：startingupstage，acceleratingstage，deceleratingstageandaccumulationstage．KeywordsGeo—site，DEM，Seismicrockavalanche，Magnificationeffect，L

7、ongmRout收稿日期：2012-05-15；收到修改稿日期：2013—05—24．第一作者简介：吕艳，主要从事地质灾害及地质遗迹教学与研究．Email：wang2006@mail．iggcas．ac．cn21(3)吕艳等：翠华山山崩地质遗迹景观离散元数值模拟3动力数值模型及边界条件3．1数值模型根据现场调查和地质资料，运用UDEC离散元数值模拟技术_1，建立翠华山山崩离散元二维计算模型(坡向85。)(图3)。模型左侧高350．7m，右侧高图5地震动加速度曲线157