陡倾顺层岩质斜坡动力倾倒变形机理研究Study on dynamic toppling deformation mechanism of inclined steep-dip bedding slope
邓天鑫,巨能攀,李龙起,蒋彦彬,卢向涛
摘要(Abstract):
通常认为顺层岩质斜坡动力变形破坏以滑移—拉裂、滑移—弯曲模式为主,但是通过现场调研发现,在陡倾顺层斜坡中存在一类特殊的动力变形破坏方式——倾倒变形。为了得出该类型斜坡动力倾倒变形机理,以四川汶川县水磨沟陡倾软硬相间顺层斜坡在"5.12"汶川地震作用下失稳为例,在充分总结滑坡区工程地质条件和分析其动力破坏特征后,利用二维离散元数值模拟方法开展研究。结果表明:在地震荷载作用下,在斜坡表面PGA放大系数随着高程的增加总体表现节律性变化,在坡肩呈现峰值;斜坡失稳机理为坡内软岩和硬岩差异式拉剪破坏导致层面抗剪强度急剧降低,岩土体沿优势层面下滑;由于坡体下部岩层锁固作用,坡体向下滑动受阻,坡脚附近岩土体翘曲隆起,而坡顶震裂松弛岩土体在巨大地震惯性力下沿优势结构面滑动剪出过程中,受坡肩"关键块体"阻挡而向临空面发生倾倒变形,整个斜坡发生滑移—下部弯曲—上部倾倒式失稳破坏。研究成果为类似地区的边坡工程地震失稳分析提供参考和依据。
关键词(KeyWords): 汶川地震;软硬相间岩层;顺层倾倒;动力响应;失稳机理;优势结构面;斜坡震前概化模型;汶川地震天然波中强波段
基金项目(Foundation): 国家自然科学基项目(41372306,41502299);; 四川省教育厅科研项目(16ZB0105)
作者(Author): 邓天鑫,巨能攀,李龙起,蒋彦彬,卢向涛
DOI: 10.13928/j.cnki.wrahe.2017.12.024
参考文献(References):
- [1]黄润秋,李果,巨能攀.层状岩体斜坡强震动力响应的振动台试验[J].岩石力学与工程学报,2013,32(5):865-875.
- [2]黄润秋.汶川8.0级地震触发崩滑灾害机制及地质力学模式[J].岩石力学与工程学报,2009,28(6):1239-1249.
- [3]罗刚,胡卸文,顾成状.强震作用下顺层岩质斜坡动力失稳机制及启动速度研究[J].岩土力学,2013,34(2):483-490.
- [4]胡卸文,黄润秋,施裕兵,等.唐家山滑坡堵江机制及堰塞坝溃坝模式分析[J].岩石力学与工程学报,2009,28(1):181-189.
- [5]李祥龙,唐辉明,王立朝.顺层岩体边坡地震动力破坏离心机试验研究[J].岩石力学与工程学报,2014,33(4):729-736.
- [6]艾畅,冯春,李世海,等.地震作用下顺层岩质边坡动力响应的试验研究[J].岩石力学与工程学报,2010,29(9):1825-1832.
- [7]贾俊,黄润秋,巨能攀,等.强震作用下陡倾顺层岩质边坡失稳机制研究[J].工程地质学报,2010,18(增刊):475-481.
- [8]TAMRAKAR N K,YOKOTA S,OSAKA O.A toppledstructure with sliding in the Siwalik Hills,Midwestern Nepal[J].Engineering geology,2002,64(4):339-350.
- [9]李振生,巨能攀,侯伟龙,等.陡倾层状岩质边坡动力响应大型振动台模型试验研究[J].工程地质学报,2012,20(2):242-248.
- [10]丁梓涵,赵其华,彭社琴,等.岩层倾角对顺倾向边坡地震效应的影响[J].地震工程学报,2015,37(4):956-962.