顺层岩质边坡动力破坏机制振动台试验研究

摘要

地震作用对边坡的破坏影响巨大，尤其对于具有特殊结构的顺层岩质边坡。近几年来我国地震活动频频发生，地震作用下顺层岩质边坡动力破坏问题尤其突出。论文旨在通过振动台试验手段辅以理论分析研究顺层岩质边坡的动力响应规律与动力破坏机制，主要工作与成果如下:
　　(1)以五里坡泥岩+砂岩顺层结构为特征，采用5组顺倾互层组合和2组水平互层组合概念模型，设计并完成大型振动台试验，建立了一套适合软硬互层的顺层岩质边坡振动台试验过程的设计思路和方法。
　　(2)通过对7组泥岩-砂岩组合边坡进行关于高程、岩性、振幅和频谱4个因素的动力响应特性分析，分析结果表明顺倾互层组合边坡表现为显著的高程、岩性、振幅和频谱效应，水平互层组合边坡表现为显著的高程、振幅和频谱效应。
　　(3)通过对7组边坡破坏全过程中裂纹产生阶段、位置和间距的分析，提出了顺倾互层组合和水平互层组合边坡破坏模式，分析结果表明边坡在动力破裂过程中呈现明显的3个阶段:拉裂阶段，张拉裂纹扩展阶段和张拉与剪切裂纹贯通滑移阶段。
　　(4)通过对五里坡模型边坡的动力响应特性和破裂过程进行分析，试验分析结果与五里坡斜坡在经历汶川强震时的动力响应和震裂损伤现象相吻合。
　　(5)通过引入层状岩体间隔破裂和“裂纹饱和”的力学分析理论，给出坡体裂纹间距减小与层间剪切滑移相互关系的理论解释，通过对比试验边坡破坏过程的裂纹数据，与理论吻合良好。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究课题的提出

1．2 国内外研究历史及现状

1．2．1 边坡动力响应规律

1．2．2 边坡动力破坏机制

1．2．3 岩体间隔破裂机制

1．3 主要研究内容和技术路线

1．3．1 研究内容

1．3．2 技术路线

第2章 顺层岩质边坡振动台模型试验设计

2．1 模型试验地质原型

2．1．1 地形地貌

2．1．2 地层岩性

2．2 顺层岩质边坡振动台模型试验设计

2．2．1 试验目的与内容

2．2．2 试验设备简介

2．2．3 试验相似律

2．2．4 模型箱尺寸与边界处理

2．2．5 模型设计与测点布置

2．2．6 模型制作过程

2．2．7 试验加载制度

2．3 本章小结

第3章 顺层岩质边坡地震动力响应特性研究

3．1 引言

3．2 泥岩-砂岩顺倾互层组合

3．2．1 高程与岩性效应分析

3．2．2 振幅效应分析

3．2．3 频谱效应分析

3．3 泥岩-砂岩水平互层组合

3．3．1 高程与振幅效应分析

3．3．2 频谱效应分析

3．4 五里坡顺层滑坡模型

3．4．1 高程与振幅效应分析

3．4．2 频谱效应分析

3．5 本章小结

第4章 顺层岩质边坡地震动力破裂机制研究

4．1 引言

4．2 破裂过程分析

4．2．1 破裂的观测和记录

4．2．2 泥岩与砂岩顺倾互层

4．2．3 泥岩与砂岩水平互层

4．2．4 五里坡顺层滑坡模型

4．3 裂纹位置分析

4．4 裂纹理论分析

4．4．1 层状岩体间隔破裂力学模型

4．4．2 顺层岩质边坡动力破坏的一种理论解释

4．5 本章小结

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间主要成果