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碎裂状顺层岩质边坡地震动力响应与破坏模式
引用本文:王通,刘先峰,侯召旭,张俊,邵珠杰,田士军,胡金山.碎裂状顺层岩质边坡地震动力响应与破坏模式[J].四川大学学报(工程科学版),2023,55(2):39-49.
作者姓名:王通  刘先峰  侯召旭  张俊  邵珠杰  田士军  胡金山
作者单位:西南交通大学 土木工程学院,西南交通大学 土木工程学院,西南交通大学 土木工程学院,西南交通大学 土木工程学院,中铁第一勘察设计院集团有限公司,中铁第一勘察设计院集团有限公司,中铁第一勘察设计院集团有限公司
基金项目:中铁第一勘察设计院集团有限公司科研项目(院科 20-06);
摘    要:川藏铁路沿线存在大量碎裂状顺层岩质边坡,与一般的边坡相比,碎裂状边坡在岩体强风化区域的结构面更多,把岩体切割的更为碎裂,导致整体的动力响应和破坏模式变得复杂。以川藏铁路拉月隧道进口边坡工程为依托,通过实地调研和参考工程地质资料,对结构面的分布规律进行了详细总结,并通过赤平极射投影对边坡的整体稳定性进行了分析。在此基础上利用离散元UDEC对碎裂状顺层岩质边坡的动力特性以及破坏模式展开研究,并探讨了节理参数对位移和加速度响应的敏感性规律。研究结果表明:(1)不同地震荷载作用下,坡面位移规律均呈现先增大再减小的规律,坡面位移响应最大处位于M4处。在输入地震波幅值相同时,Kobe波的坡面位移响应比EL波的剧烈;(2)边坡模型的PGA放大系数呈现明显的高程放大效应,地震波类型会影响PGA的响应规律;(3)FFT频谱分析表明,FFT幅值随着高程的增加呈先增大后减小再增大的规律,且强风化岩体区域的FFT幅值整体小于弱风化岩体区域。在地震波通过强弱风化交界位置的结构面时,会导致局部FFT幅值降低。(4)加载Kobe波时模型的FFT幅值比加载EL波时的大,在不同地震波作用下FFT幅值的最大位置均位于模型的M3测点处。(5)碎裂状边坡的失稳演化过程主要为:坡表震裂→形成落石→强风化岩体下部节理张开→弱风化岩体节理孕育→裂缝发展→强风化岩体区域形成贯通结构面→强风化岩体区域沿结构面下滑失稳破坏→坡脚形成堆积体。(6)节理参数敏感性分析表明,弱风化岩体区域的层理间距对位移的影响最为明显,而强风化节理间距对加速度放大影响最为明显。

关 键 词:川藏铁路  顺层岩质岩质边坡  风化程度  动力响应  失稳演化过程  参数敏感性
收稿时间:2022/8/23 0:00:00
修稿时间:2023/2/6 0:00:00

Seismic Dynamic Response and Failure Mode of Cracked Bedding Rock Slope
WANG Tong,LIU Xianfeng,HOU Zhaoxu,ZHANG Jun,SHAO Zhujie,TIAN Shijun,HU Jinshan.Seismic Dynamic Response and Failure Mode of Cracked Bedding Rock Slope[J].Journal of Sichuan University (Engineering Science Edition),2023,55(2):39-49.
Authors:WANG Tong  LIU Xianfeng  HOU Zhaoxu  ZHANG Jun  SHAO Zhujie  TIAN Shijun  HU Jinshan
Affiliation:SWJTU,,,,,,
Abstract:Along the Sichuan-Tibet Railway, there are numerous slopes of broken bedded rock. The fractured slope has more structural planes in the region of the rock mass that is strongly weathering than the general slope, and the rock mass is more fragmented as a result. As a result, the slope"s overall dynamic response and failure mode become more complex. The distribution law of the structural plane is presented in detail using field research and references to engineering geological data based on the entry slope project of the Sichuan-Tibet Railway Layue Tunnel, and the overall stability of slope is examined using stereographic projection. Based on this, the dynamic characteristics and failure mechanisms of a fractured bedding rock slope are studied using discrete element UDEC, and the sensitivity of joint parameters to displacement and acceleration responses is examined. The results show that: (1) The slope displacement law increases under different seismic loads before decreasing, and the greatest response of slope displacement is at M4. The displacement response of the Kobe wave is greater when the amplitude of the input seismic wave is constant. (2) The slope model"s PGA amplification coefficient clearly demonstrates the elevation amplification effect, and the type of seismic wave will have an impact on the PGA response law. (3) A analysis of the FFT spectrum reveals that as elevation
Keywords:sichuan-tibet railway  bedding rock slope  degree of weathering  dynamic response  evolution process of instability  parameter sensitivity
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