含软弱岩层反倾岩质边坡地震动力响应与破坏模式

作     者：刘汉东 赵亚文 董金玉 杨兴隆 景茂 李鹏举 罗嘉铭 Liu Handong;Zhao Yawen;Dong Jinyu;Yang Xinglong;Jing Mao;Li Pengju;Luo Jiaming

作者机构：华北水利水电大学地球科学与工程学院河南郑州450046 

出 版 物：《地球科学》 (Earth Science)

年 卷 期：2022年第47卷第12期

页      面：4373-4389页

核心收录：

学科分类：081803[工学-地质工程] 08[工学] 0818[工学-地质资源与地质工程] 

基　　金：国家重点研发计划项目(No.2019YFC1509704) 国家自然科学基金项目(Nos.U1704243,41741019,41977249,42090052). 

主　　题：软弱岩层 反倾岩质边坡 结构面 动力响应 破坏模式 岩土工程 

摘      要：以鲁甸地震诱发的红石岩崩塌滑坡为研究对象,通过大型振动台模型试验和3DEC数值模拟,研究了含软弱岩层的反倾岩质边坡的动力响应和破坏失稳模式.研究结果表明:水平加载下,随频率增大PGA放大系数先减小后增大,在接近坡体自振频率8 Hz的波形加载下,坡体动力响应最为剧烈,软弱岩层对不同频率的横波具有放大和吸收作用,对5~10 Hz的横波放大效应明显,对15~20 Hz的横波则明显吸收;竖向加载下,随加载正弦波频率的增加,PGA放大系数先增大,25 Hz时PGA放大系数减小,随后又继续增大,在频率为30 Hz时PGA放大系数达到最大,在5~30 Hz范围内软弱岩层对纵波均具有一定的放大效果;双向加载下,坡体水平和竖向PGA放大系数分布与单向加载一致,但双向加载下坡体部分位置动力响应加剧,部分位置动力响应则受到抑制.含软弱岩层的反倾岩质边坡破坏过程可以分为6个阶段:坡体内部轻微损伤-软岩挤出、软硬岩交界上方硬岩拉裂-硬岩裂纹向上延展-软弱岩层挤压滑动-层面和纵向节理贯通形成滑面-边坡破坏.在软弱岩层的反倾岩质边坡中,软弱岩层具有对地震波的放大吸收、折射反射作用,影响着边坡的动力响应特征,软弱岩层的挤出破坏导致上部岩体岩结构面松动开裂,是该类岩质边坡破坏发展的主要原因,对该类边坡需应注意对软弱岩层进行加固防护,减小边坡的动力破坏.