● 题目 ●
Titlle
期刊：Engineering Geology
作者：Chunlei Xin a b , Wenhui Li a , Zhao Wang c , Wenkai Feng a b , Iman Hajirasouliha d , Xinyuan Yu d
年份：2024
**研究亮点**
• 通过振动台试验研究顺倾和反倾岩质边坡的动力响应。
• 提出一种新算法来计算结构面角度影响因素。
• 在振动台试验中获得台阶式顺倾边坡的 0.6g 破坏阈值。
• 反倾边坡表现出更高的稳定性以及更低的能量集中和释放。
●●● 摘要(Abstract)●●●
台阶状岩石边坡在采矿和道路建设等广泛的工程中很常见。本研究通过振动台试验研究了顺倾和反倾岩石边坡的动力响应模式和破坏机制。所采用的方法包括利用加速度放大系数（AAF）来比较不同激励幅值下两种边坡类型的放大效应。对加速度进行傅里叶频谱分析，以探索地震波频率与边坡响应之间的关系。采用希尔伯特-黄变换（HHT）方法分析顺倾和反倾边坡在地震响应上的差异。结果表明，反倾边坡比顺倾边坡具有更好的稳定性，因为顺倾边坡更早发生破坏。该研究还确定了临界激励强度值（“阈值点”），表明台阶状边坡动力响应的演变。研究结果表明，顺倾边坡受地震动的影响更大，表现出更高的能量集中和释放。与反倾边坡相比，顺倾边坡中的地震波传播也显示出更大的能量释放。这些结果应为高地震活动地区的台阶状边坡工程设计和地震灾害风险评估提供有价值的见解。研究结果强调了顺倾边坡中边坡破坏的风险增加，并强调了在工程项目中考虑边坡稳定性的重要性。本研究中提出的方法以及确定的临界激励强度值有助于理解和减轻与台阶状边坡工程相关的潜在风险。
●●● 图表(Figures)●●●
图 1. 原型边坡现场勘查及参数确定：(a)研究区域位置；(b)顺倾岩质边坡地质剖面图；(c)反倾岩质边坡地质剖面图；(d)三清高速 K79+190 至 K79+460 段及 K88+040 至 K88+260 段边坡下部取样；(e)物理力学性质测试仪器。
图 2. 振动台操作系统：（a）振动台；（b）液压执行器；（c）液压油源系统；（d）计算机控制中心。
图 3. 模型边坡的相似材料和试样
图 4. 边坡模型的施工过程和测试方案：(a)边坡模型的施工过程；(b)边坡模型的测试方案
图 5. 振动台试验的监测方案和现场布置：(a)顺倾边坡监测方案；(b)反倾边坡监测方案；(c)XTDIC 的基本原理
图 6. 振动台试验的输入地震动和加载方案：(a)卧龙地震波的时程；(b)卧龙地震波的傅里叶频谱；(c)加载方案
图 12. 顺倾模型边坡在多阶段地震激励下的破坏现象：(a) 0.4g 时顺倾模型边坡的破坏现象；(b) 0.6g 时顺倾模型边坡的破坏现象；(c) 0.8g 时顺倾模型边坡的破坏现象；(d) 1.0g 时顺倾模型边坡的破坏现象
图 16. 顺倾和反倾边坡的阿里亚斯强度时程曲线：（a）顺倾边坡监测点 A14 和 A13 的阿里亚斯强度；（b）顺倾边坡监测点 A12 和 A8 的阿里亚斯强度；（c）反倾边坡监测点 A14 和 A13 的阿里亚斯强度；（d）反倾边坡监测点 A12 和 A8 的阿里亚斯强度。
●●● 结论(Conclusions)●●●
本研究旨在通过在振动台上进行地震模拟，利用卧龙波进行增量加载，研究倾角和反倾角岩石边坡的动态响应。分析涵盖了加速度的时域特征、频域特征和时频特征。此外，通过综合分析加速度、阿里亚斯强度以及激励过程中模型斜坡的动态特性，确定了每种情况下的临界激励振幅。本研究的主要结论总结如下：
(1) 在 0.6 g WL 波的作用下，倾角斜坡和反倾角斜坡的希尔伯特频谱存在明显差异。随着海拔的升高，能量集中区逐渐向高频扩展。与反斜坡相比，倾角斜坡的地震波能量振幅更大，但它们在时域和频域分布上的差异仍然很小。
(2) 在 0.6 g WL 波的作用下，倾角斜坡和反倾角斜坡的边际频谱存在显著差异。在 0.4-0.6 g 加载期间，倾角斜坡表现出加速破坏，最严重的破坏发生在上部。同样，在相同的加载范围内，反倾斜坡的损坏程度也有所增加，尤其是在第二个台阶处。0.6 g 的临界点是斜坡发生实质性破坏的 “转折点”，其特点是倾角斜坡的坡肩严重破坏，反倾斜坡的第二个台阶严重破坏。
(3) 通过引入无量纲系数 “结构平面角影响系数 ”Ra，可以定量分析倾角边坡和反倾角边坡的动态响应差异。在相对高度 h/H < 0.5 和较低的激励振幅（0.2-0.4 g）下，结构平面角对斜坡动态响应的影响相对较小。然而，当激励振幅达到 0.6 g 时，倾角斜坡沿结构平面的滑动趋势变得更加明显，突出了斜坡类型之间明显的动态响应差异。这一观察结果确定了 0.6 g 的激励振幅是斜坡可能发生严重破坏的临界点。
(4) 斜坡的阿里亚斯强度表现出与海拔相关的放大效应，与反斜坡相比，倾角斜坡的能量释放率更高。这表明，倾角斜坡更容易受到地震运动的影响，其特点是能量积累和释放更强，从而增加了斜坡崩塌的可能性。
需要指出的是，本研究中的结论是针对所研究斜坡的具体情况而得出的。不过，一般结论预计适用于各种类型的倾斜和反倾斜岩石斜坡。这些见解将有助于更有效地设计和评估此类系统。通过了解临界激励阈值和动态响应，工程师和地质学家可以更好地预测和缓解潜在的斜坡破坏，从而提高地震地区岩石斜坡的安全性和稳定性。
● 参考文献 ●
●●● References ●●●
Xin, C., Li, W., Wang, Z., Feng, W., Hajirasouliha, I. and Yu, X., 2024. Shaking table tests on the stability of dip and anti-dip rock slopes with structural planes induced by seismic motions. Engineering Geology, 107707.
End
工程地质灾害与滑坡风险评估
engeomodel@gmail.com
● 扫码关注我们
Welcome
免责声明
本公众号推广所有论文，仅供学术交流，由于小编水平有限，摘要、图表均为原文内容，文字翻译部分仅代表小编个人理解，本公众号不具该原文的版权。在文献解读或作者简历介绍过程中如有疏漏，我们深表歉意，如涉及侵权问题或冒犯之处，请作者团队及时联系本公众号（邮箱），我们会在第一时间进行修改或删除，感谢您的谅解！
