含泥化夹层岩质边坡地震响应特征振动台试验及数值模拟

摘要

为研究含泥化夹层岩质边坡在地震作用下的宏观破坏过程与动力响应特征，揭示泥化夹层对边坡稳定性的影响，该文设计了凹凸两种坡形的相似边坡模型，开展振动台试验，并结合有限元分析进行数值建模分析，对比两种方法所得结果。结果表明：(1)模型边坡的宏观变形破坏过程分为3个阶段：泥化夹层错动与裂缝产生、泥化夹层滑移与裂缝扩展、坡体崩塌破坏；(2)地震荷载对边坡稳定性具有决定性影响，随着地震加速度幅值增大，边坡破坏程度加剧；(3)泥化夹层是边坡的薄弱部位，在地震作用下首先出现张拉裂缝，是诱发边坡失稳的关键因素；(4)两种边坡的地震加速度响应特征表现为：随着地震荷载增大，峰值加速度（Peak Ground-Motion Acceleration,PGA）放大系数先显著上升后缓慢下降；二者的地表峰值加速度放大系数曲线趋势基本一致，在第3层夹层附近及坡肩处的数值明显高于其他测点；凹形边坡的PGA放大系数整体略大于凸形边坡，其折线趋势更曲折，放大效应更为复杂；(5)数值模拟结果显示，当地震加速度幅值为0.6g时，边坡失稳破坏。但凹凸两种坡形边坡的破坏模式存在差异：凹形边坡表现为坡肩崩塌及变坡点附近滑移破坏；凸形边坡则以变坡线崩塌破坏为主。整体而言，凸形边坡的抗震稳定性略优于凹形边坡。

关键词

边坡工程 / 泥化夹层 / 岩质边坡 / 地震荷载 / 振动台试验 / 地震数值分析