Seismic responses and shattering cumulative effects of bedding parallel stepped rock slope: Model test and numerical simulation
01摘要
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顺层平行阶状岩质边坡在自然界中广泛存在，并在边坡工程中得到广泛应用。它们的特点是地形和地质构造复杂，在强震作用下容易破碎。然而，以前没有研究评估过岩石边坡地震破坏的机制。本研究通过大型振动台试验和数值模拟，结合破碎破坏现象，从加速度、位移和土压力响应等方面描述了地震破坏机制。结果表明，由于软弱夹层的性能较差，加速度响应突变通常发生在软弱夹层内，这些突变可能转化为潜在的滑动面，从而加剧了非线性地震响应特征。护堤内角的累积永久位移会引起外角的准刚性位移，从而导致更大的内角永久位移。因此，内角被确定为斜坡最易受影响的部分。此外，利用基线偏移的概念解释了土压力响应的机理，结果表明，内角处的残余土压力对变形或破碎损伤起主导作用。顺层平行阶状岩质边坡的地震响应和破碎破坏演化变形过程分为4个阶段，即护坡内角张拉裂缝的形成、张拉裂缝的扩展和顺层面位错、后缘垂直张拉裂缝的发育和岩体滑移导致边坡失稳。总体而言，本研究为工程边坡抗震设计提供了科学依据，为进一步研究顺层平行阶状岩质边坡防震提供了有价值的见解。
02图表
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03结论
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本研究旨在通过大型振动台试验，深入了解顺层平行阶状岩质边坡的动力响应机制和破碎累积效应。该研究涉及对测试数据的综合分析，包括从传感器获得的地震响应测量，如加速度、位移和土压力。此外，还对模型边坡的渐进破坏过程进行了深入研究。为了验证振动台试验结果，进行了数值模拟，以深入了解边坡的动态位移响应和塑性区分布。综合分析试验结果和数值模拟，总结出以下主要发现:
(1)随着输入峰值加速度的增加，坡口内角的aac比外角低;这种现象可归因于斜坡坡度的变化，这会产生不同的应力集中。坡面地形直接影响混凝土混凝土结构的地震响应。
(2)多阶段的地震激励导致大面积裂缝的产生，使岩体破裂，增加了边坡内部的波浪过滤作用。由于破坏发育特征和累积速度的差异，相同堤宽的顺层岩质边坡的aac衰减量低于不同堤宽的顺层岩质边坡。
(3)护堤内角的累积永久位移引起外角的准刚性位移，导致无论护堤宽度如何，护堤内角的累积永久位移都较大。因此，内角被确定为整个边坡中最脆弱的部分。
(4)初始裂缝有利于地震能量耗散，阻碍残余土压力积累，可能导致土压力非线性响应。地震震落发生前，将地震能转化为边坡内部的变形势能。因此，无论堤宽如何，第二堤内角初始残余土压力均高于第一堤内角初始残余土压力。
(5)高能量地震激励加剧了护堤内角应力集中，形成垂直于激励方向的张性裂缝。这些裂缝在岩体和弱夹层内扩展成大量的次生裂缝，表现出地震震碎的预防现象，在实际的坡面波动的顺层岩质边坡工程中经常观察到，如青川县东家梁地震后滑坡。
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