基于离散元技术的软硬互层斜坡动力响应及失稳机理研究

为研究不同岩层倾角陡倾顺层软硬互层斜坡在地震作用下的动力响应及失稳机理,以汶川地震中干磨坊滑坡和水磨沟滑坡为原型,结合三维离散元技术开展两种软硬互层斜坡对比分析。动力响应分析结果表明:在相同地震荷载作用下,陡倾软硬互层60°斜坡模型的PGA(峰值地面加速度)放大系数随着高程的增加表现出非线性增长,在坡顶动力响应最为强烈;陡倾软硬互层80°斜坡模型PGA放大系数随着高程的增加表现出先增大后减小再增大的节律性变化,在坡高1/3处和坡肩部位动力响应最为强烈。失稳机理分析结果显示,在地震荷载作用下:陡倾软硬互层60°斜坡模型发生滑移-弯曲式溃滑,斜坡的破坏流程机制分为四个阶段,即①裂缝扩展-层间错动阶段、②坡脚岩体弯曲隆起阶段、③上部岩体横向滑移阶段、④弯曲剪断-整体失稳阶段;陡倾软硬互层80°斜坡模型发生滑移-下部弯曲-上部倾倒式破坏,斜坡的破坏流程机制分为四个阶段,即①微裂隙扩展阶段、②层间错动-局部裂隙贯通阶段、③下部岩体弯曲阶段、④上部岩体倾倒破坏阶段。

陡倾互层斜坡动力损伤能量特征识别方法研究

为研究强震作用下软硬互层斜坡变形破坏过程中坡内损伤演化特征,进而为斜坡地震稳定评估提供技术支持,通过对离心机振动台试验中采集的加速度监测数据进行降噪、信号重构及HHT变换处理,分析边际谱峰值以及熵值与坡体损伤发育之间的规律,提出根据边际谱累积熵值识别陡倾互层斜坡动力损伤的方法。结果表明:(1)软硬互层斜坡在强震作用下变形破坏模式为动力滑移–弯曲型,该类斜坡强震破坏位置较浅且其动力响应呈现显著的近坡面效应。(2)随地震波作用的增强,坡内损伤破坏部位的边际谱峰值及熵值均会出现突变,但仅边际谱熵值可量化反映坡体损伤程度。(3)相对于采用边际谱峰值或其熵值变化识别斜坡损伤的方法,边际谱累积熵值云图具有可直观反映坡内损伤破坏过程、坡体不同位置受损程度,并可识别锁固段及破坏面位置的优点。