基于DEM-FDM耦合的顺层岩质边坡强震动力响应及破坏模式分析

摘要

基于DEM-FDM耦合,考虑结构面的三维延展情况,分区建立不同岩体结构的顺层岩质边坡数值模型,输入双向地震动,分析强震下不同岩体结构顺层岩质边坡的动力响应及破坏模式,得出了如下结论:(1)地震作用下,边坡加速度存在一定的高程放大效应,边坡底部水平向放大效应强于竖直向放大效应,顶部水平与竖向放大效应不相上下;(2)在32.5～42.5 m高程范围内,层面和节理等结构面的存在,对于地震波的传播有一定阻隔作用.坡肩相对于其他部位放大效应更强,且节理越发育,坡肩放大效应越强,相比倾向180°的节理,倾向90°的节理对放大效应影响更大;(3)具有不同岩体结构的4个模型分别呈现稳定、局部开裂、滑移—拉裂破坏及滑移—溃散破坏等不同的变形破坏特征,倾向90°的节理是顺层边坡稳定性的主控结构面.通过与以往研究结果对比可知,耦合方法能较好地揭示不同岩体结构顺层岩质边坡的动力响应及破坏模式,为强震区相关边坡工程提供了一定参考.

关键词

DEM-FDM耦合 / 顺层岩质边坡 / 强震动力响应 / 破坏模式 / 工程地质