不同岩性组合陡坡顺向滑坡的地震稳定性比较研究

文摘   2024-08-17 14:00   中国香港  

Seismic stability of steep consequent rockslides with different lithology assemblies: a comparative Study



01摘要

本文旨在揭示岩性组合对由强层间岩层组成的陡峭后果层状斜坡地震性能的影响。这些斜坡在强烈的地震事件中表现出破坏,但通常在自然条件下保持稳定。为了研究这些边坡的动力响应,进行了不同地震激励下的大型离心振动台试验。测试结果包括裂纹扩展观测、加速度响应和频谱特征。此外,考虑到边坡可能经历的地震破坏类型,引入了一种简化的分析方法来确定两个边坡在任何给定时间的暂态安全系数。结果层状陡坡的破坏模式与岩性密切相关。通过离心模型试验,识别并复制了两种不同的破坏模式,即屈曲和岩崩。在两个坡面上均存在一个临界高度,超过该临界高度,加速度放大幅度向坡面显著增大。对于由坚硬岩石组成的陡坡,这个临界高度位于靠近上前坡面,而对于具有相同倾角的互层陡坡,这个临界高度位于距坡脚1/4的坡高。此外,暂态安全系数场的插值分布表明,评估潜在屈曲破坏时,最关键位置随地震峰值加速度(PGA)的变化而变化,而评估潜在岩崩破坏时,最关键位置保持不变。



02图表





03结论



本文采用离心振动试验分析方法,对比分析了两种不同陡倾角地层组合的岩质边坡的地震特性和动力稳定性。可以得出以下结论:

(1)层状岩质边坡的地震破坏模式受到岩性组合的显著影响。岩层较陡、较强的边坡更容易发生地震坠岩破坏,而层间岩层的边坡更容易发生地震屈曲破坏。这些发现是首次提出的,并从实验和理论上得到了证实。

(2)坡面PGA随高程增加而增大;对于SR斜率,最大的PGA扩增出现在峰顶处,而在IR斜率中,最大的PGA扩增出现在距足趾1 / 4的坡高处。这些位置与两个斜坡的最终破坏区域相吻合,强调了在强震期间需要加强稳定性考虑。

(3)在实际应用中,谱加速度幅值的宽度可作为检测边坡质量内部损伤的可行指标,且比之前提出的最内线与最外线间距法更易于操作。

(4)新的暂态安全系数法可以考虑失效模式来评估失效矩,弥补了现有方法的不足。瞬态安全系数场的插值分布表明,在评估潜在屈曲破坏时,最关键位置随地震PGA的变化而变化,而在评估潜在岩崩破坏时,最关键位置保持不变。





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