Experimental Study on Multistage Seismic Damage Process of Bedding Rock Slope: A Case Study of the Xinmo Landslide
01摘要
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2017 年 6 月 24 日凌晨，中国四川省新磨村发生重大山体滑坡事件。山体滑坡瞬间摧毁了整个村庄。在这次重大山体滑坡事件中，有 10 人死亡，73 人失踪。研究区域在过去 100 年中遭受了几次强震。现有研究报道，地震诱发的新磨滑坡累积破坏效应明显。在本研究中，我们根据详细的地质调查、历史地震数据、卫星光学图像、无人机摄影进行了振动台测试。试验结果给出了新墨滑坡模型多阶段地震损伤和渐进变形过程的特点，表明历史上的地震对震源区岩体内部造成了严重的破坏。试验还表明，模型的累积损伤随着地震载荷持续时间的增加而增加。当激励强度增加到一定值时，模型的损伤累积速度突然增加。揭示了频繁的历史地震荷载可被视为滑坡岩体破坏和劣化的主要原因。损伤累积和叠加发生在斜坡上。在长期重力作用下，边坡的变形逐渐增加，直到触发灾难性的破坏。总结了边坡的渐进变形过程。首先，在强地震荷载作用下，在波浪形变高而陡的层理斜坡后缘形成拉伸断裂面;它达到一定的临界深度并沿层间结构平面扩展。同时，垂直于结构平面的受损裂缝也出现在边坡陡峭平缓的转弯区域。（2）在地震荷载和重力耦合作用下，边坡后缘的层间拉伸裂缝面不断向深处延伸;同时，岩石破裂发生在陡峭平缓的转弯区域。层间拉伸裂纹表面的“双向损伤扩展”模式发生，直到滑动面连接。但由于坡脚岩体的“锁断面”作用，它仍然可以保持短期的稳定性。（3）在滑坡前的强降雨和上部滑体的长期重力作用下，坡脚陡峭断面的岩体向外破裂。最后，发生了灾难性的山体滑坡。
02图表
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03结论
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2017年6月24日凌晨，中国四川省新漠县富贵山麓（东经103°39′03.4″，北纬32°04′09.4″）发生重大滑坡事件。山崩立刻摧毁了整个村庄。本文根据详细的地质调查、历史地震资料、震源区构造特征和振动台物理模拟试验，讨论了震源区的多阶段地震破坏和渐进变形。总结了以下结论。
(1)地层主要由变质砂岩、板岩、千层岩组成。构造运动强烈，源区具有上缓下陡的顺层斜坡构造特征。历史上频繁的地震对岩体造成了严重的破坏，震源区发育了许多裂缝。多次地震被认为是强形变的长期渐进弱化机制。在长期重力作用下，边坡变形逐渐增大，直至沿层间构造面发生滑坡。
(2)根据振动台试验结果，边坡初始自然频率为16.61 Hz，初始阻尼比为0.212。边坡失稳前的固有频率为4.14 Hz。阻尼比为0.316。采用自然频率来计算边坡体的损伤。初始损伤为0，最终损伤为0.881。值得注意的是，在地震荷载作用下，边坡体的损伤程度逐渐增大，且随着荷载强度的增加，边坡的损伤积累速度明显加快。
(3)根据试验结果，总结了边坡的渐进变形过程。首先，在强震荷载作用下，先形成张性断裂面，到达一定的临界深度后，沿层间结构面不断扩展。边坡陡缓交接处也同时出现裂隙破坏。其次，层间拉伸裂纹表面不断向纵深扩展。同时，陡缓交接处岩体发生断裂。在滑动面连接之前，层间拉伸裂纹表面会出现“双向损伤促进”模式。但由于坡脚岩体的“锁截面”效应，仍能保持短期稳定。最后，坡脚陡峭地段的岩体向外破裂。结果，发生了灾难性的滑坡。
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