Dynamic response characteristics and damage failure process of bedding rock slope in shaking table test
01摘要
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本研究旨在探讨高烈度地震易发区顺层岩质边坡的动力响应及破坏机制。以新莫滑坡为例，进行了振动台模型试验。为克服以往PGA等单一响应特征参数不能充分解释地震作用下边坡动力特性特性的局限性，本研究从能量角度进行分析。研究了地震波类型、频率和振幅对结构动力响应的影响。探讨了非线性动力响应机理。讨论了损伤对动力响应的影响。提出了一种损伤识别方法，阐明了边坡的渐进损伤变形过程。试验结果表明，从能量角度揭示边坡的动力响应规律和破坏机制是可行的。损伤通过降低模型边坡的固有频率，改变地震波的能量传递系数，增加地震波的耗散能来影响边坡的动力响应。能量传递系数的变化规律可以有效地识别边坡的损伤情况。顺层岩质边坡在地震作用下以拉-剪-滑模式破坏。地震能量差引起的动力响应差异是顺层岩质边坡破坏变形的主要原因，顺层构造面剪切张拉裂缝的连接是边坡失稳和滑动的直接原因。
02图表
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03结论
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选取典型顺层岩质边坡作为研究对象，进行了振动台试验。从能量的角度分析顺层岩质边坡的动力响应规律及其影响机理，提出了基于能量传递系数的边坡损伤识别方法。对边坡的动力损伤过程进行了研究。主要结论如下:
(1)从地震能的角度解释边坡动力响应规律和机理是可行的。地震能量表现出明显的“高程效应”和“地表倾向”。不同地震波作用下边坡的动力响应有显著差异。斜坡对正弦波的能量放大效应强于对汶川波的能量放大效应。边坡的非线性动力响应机制可以解释为:随着振幅的增大，用于边坡动力响应的能量先增大后减小，再增大，导致响应先增强，后减弱，再增强。随着输入波频率的增加，用于边坡动力响应的能量先上升后下降，在边坡的固有频率处达到峰值，此时动力响应最强烈。
(2)破坏对模型边坡顶部和坡面的影响大于对模型边坡内部和底部的影响。随着损伤程度的增加，边坡顶部和边坡表面的能量放大系数先增大后减小，而边坡内部和边坡底部的能量放大系数变化相对较小。损伤对边坡动力响应的影响主要表现在:降低了模型的固有频率，促进了共振效应的产生;改变地震波能量的透射系数，引起地震波在边坡内部的局部放大作用或衰减;增加了地震波的耗散能，减弱了边坡对地震波的动力响应。
(3)能量传递系数的变化特征可以很好地揭示边坡的递进破坏过程。在地震荷载作用初期，地震波传播规律明显，对边坡没有明显的动力损伤。随着地震反复张拉作用的加强，地震破坏首先发生在坡顶附近，在顺层构造构造面上形成伸展裂缝，导致测点A8 # A3和A7 # A4的能量传递系数降低。随后，地震损伤逐渐向下向内发展，岩层被层层拉开，张拉裂缝逐渐向下延伸至坡趾，导致测点A6 # A4和A5 # A2的能量传输系数降低。
(4)顺层岩质边坡在地震作用下以拉-剪-滑模式破坏。不稳定机理nism可以从能量的角度解释。滑动体与滑动床之间的地震能差导致边坡的动力响应不同。局部损伤首先发生在坡顶，形成拉裂。随后，在10 裂隙附近大量能量耗散，使其沿顺层构造面向坡趾方向逐渐加宽并延伸，形成锁定段。最终，锁定段内岩石发生剪切破坏，形成一个连续滑动面，导致边坡发生滑动。因此，滑动体与滑动床之间的地震能量差异，导致不同的动力响应，是导致顺层岩质边坡破坏变形的主要原因，而顺层结构面剪切张拉裂缝的连接是导致边坡失稳和滑动的直接原因。。
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