含软弱夹层边坡地震动力响应及变形破坏机制研究

摘要

为探究地震对含软弱夹层矿山边坡稳定性的影响,通过FLAC3D软件分析了地震作用下含软弱夹层边坡的水平和竖直加速度动力响应特性,以及软弱夹层的存在及其厚度对边坡动力响应特性的影响,并利用拟静力法分析地震加速度对边坡稳定性的影响,最后采用动态强度折减法并结合拟静力分析、地震动力响应特性分析含软弱夹层边坡在地震作用下的失稳模式与破坏机理。研究结果表明:(1)在坡体中上部,水平和竖直加速度迅速增大,表现出高程放大效应,在同一高程水平上,坡面加速度大于坡内,表现出趋表效应。(2)薄软弱夹层对边坡整体的动力响应起到促进作用,厚软弱夹层则是起抑制作用;薄软弱夹层边坡加速度最大值出现在坡肩处,厚软弱夹层边坡加速度最大值出现在软弱夹层与坡面的交界处。(3)边坡安全系数随水平、竖向地震惯性力的增大而减小。(4)含软弱夹层边坡在地震作用的失稳模式为“沿软弱夹层发生层间平面滑动—拉裂破坏”;软弱夹层使地震波发生反射和折射,是影响边坡动力响应特性的主要原因,也是边坡失稳的内在原因。