基于常时微动的单结构面危岩体损伤识别实验

摘要

危岩体的动力学参数能够表征危岩体与基岩之间结构面的损伤，实际工程中人工激励危岩体较为困难，因此，如何根据场地常时微动特征识别危岩体动力学参数仍是亟需解决的问题.本文将常时微动激励下的危岩体振动问题归为欠阻尼条件单自由度结构受迫振动问题，将危岩体频谱幅值与基岩频谱幅值之比作为相对幅值谱，通过相对幅值K>1的最大峰值点对应的频率得到危岩体的一阶固有频率.以宏观裂缝控制型危岩体（悬臂式和错断式危岩体）及微观裂隙控制型危岩体（滑移式危岩体）为研究对象，通过模型实验验证了常时微动条件下测量危岩体一阶固有频率的可行性，通过切割裂缝模拟悬臂式危岩体和错断式危岩体结构面损伤弱化，发现随着损伤程度加剧，一阶固有频率呈明显下降趋势；通过水溶胶冻结融化模拟滑移式危岩体结构面损伤弱化，随着损伤程度加剧，其一阶固有频率无明显变化，高频段的重心频率发生明显变化.实验结果表明对于宏观裂缝控制型危岩体结构面损伤可通过危岩体的一阶固有频率进行识别，对于微观裂隙控制型危岩体结构面损伤可通过危岩体高频段的重心频率变化进行识别，将两者综合起来对危岩体结构面损伤进行识别将更加有效.

关键词

单结构面危岩体 / 损伤识别 / 常时微动 / 相对幅值 / 动力特征

基金资助

国家重点研发计划资助项目(2019YFC1509602); 国家自然科学基金资助项目(41572274)