地震作用下松散体斜坡崩塌动力学特性离心模型试验研究

基于拟静力离心模型试验原理,采用砂堆模型离心试验的崩塌性状来概化和模拟地震作用下松散体斜坡崩塌的动力学特性。设计并开展了均匀砂和非均匀砂两类3种不同颗粒级配砂石的离心模型试验,试验中模拟了在V,VI,VII度3种烈度的地震作用下3种级配砂堆的崩塌动力学特性,试验再现松散体斜坡崩塌的破坏规模、形式和机制。进一步对比分析试验结果表明:(1)粒径为0.5～1 mm的均匀砂在3种烈度的地震作用下崩塌规模均服从准周期分布;(2)粒径为8～10 mm的均匀砂和非均匀系数φ=3.10的非均匀砂在V度地震烈度作用下崩塌规模服从负幂律分布,呈现自组织临界性特征;(3)粒径为8～10 mm的均匀砂和非均匀系数φ=3.10的非均匀砂在VI,VII度地震烈度作用下的崩塌规模则服从正态分布。认为粒径为0.5～1 mm的均匀砂在临界状态下大规模崩塌进行相对准确的预测预报是可行的,而粒径为8～10 mm的均匀砂和非均匀系数φ=3.10的非均匀砂在临界状态下,进行相对准确的大规模崩塌预测预报存在很大困难。研究成果能为松散体斜坡的抗震设计提供可靠依据,具有重要的理论和现实意义。

波浪正向入射散体斜坡内最大波压力衰减规律的试验研究

通过概化模型试验,研究了波浪正向入射时散体斜坡内法线方向最大波压力的衰减趋势,找出了影响波压力变化的相关因素。结果表明:破波压力从坡面向内部传递与方向、坡度没有明显关系,而与波陡、沿程相对位置相关。计算结果列出附表,便于工程应用。本研究成果为进一步研究波浪对散体斜坡破坏机理提供依据,对库岸工程防护有较高的应用价值。

正向入射波波压力在散体斜坡上变化规律的试验研究

为研究正向入射波压力在散体斜坡上的变化规律,通过室内模型试验获得了大量试验数据。在数据分析时引入了波压陡的概念,论证了在波浪传播过程中可运用波压陡与波陡的函数关系来分析内部压力场的变化规律,并运用最小二乘法拟合出波压陡与波陡之间的关系曲线,总结出正向入射波打击散体斜坡面时波压陡随波陡变化的经验公式,从而可直观地通过波陡得到波压陡进而求得散体斜坡上打击点的最大波压力,为今后的研究和设计提供了重要参考。

地震作用下松散斜坡崩塌拟静力离心模型试验

根据拟静力法思想,通过改变沙堆模型底坡不同角度值的方式来模拟不同地震烈度大小对斜坡崩塌的影响。对试验技术进行分析表明,改变不同的沙堆模型底坡角度值会引起不同的水平峰值加速度,从而模拟不同地震烈度大小对松散体斜坡崩塌的影响。