【摘要】：近年來,邊坡在地震作用下的崩滑及失穩(wěn)破壞往往會(huì)給國家和人民造成不可估量的損失,地震誘發(fā)崩滑次生災(zāi)害遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于地震本身帶來的危害。通過對海原、汶川及蘆山大地震統(tǒng)計(jì)分析滑坡地質(zhì)災(zāi)害特征發(fā)現(xiàn),都存在緩坡失穩(wěn)破壞的現(xiàn)象,尤其是海原地震觸發(fā)的大規(guī)模、低角度、高速的滑坡,且原始坡角為15°～20°較多,普遍從地震力引起土體液化解釋這種現(xiàn)象,而汶川大地震及蘆山地震誘發(fā)的滑坡集中在25°～50°之間,其中汶川地震中坡角在30°～40°的比較密集,而對于坡角為25°～35°附近的緩坡失穩(wěn)破壞機(jī)理尚沒有滿意的解釋,大部分學(xué)者認(rèn)為與強(qiáng)震作用下土體發(fā)生液化及邊坡自身的地質(zhì)構(gòu)造及性質(zhì)等有關(guān),而本文則從地震學(xué)與工程力學(xué)角度探索緩坡失穩(wěn)破壞機(jī)理。為了揭示地震波作用下緩坡失穩(wěn)破壞形成的機(jī)理,考慮地震波在坡體內(nèi)傳播及自由坡面所導(dǎo)致的波場分裂問題,采用地震動(dòng)合成的方法,經(jīng)理論推導(dǎo)得到邊坡內(nèi)一點(diǎn)的動(dòng)應(yīng)力公式,利用擬靜力法思想推導(dǎo)出計(jì)算動(dòng)安全系數(shù)的一種新方法。考慮地震波垂直入射和非垂直入射兩種情況,運(yùn)用該方法計(jì)算得到邊坡的位移、動(dòng)應(yīng)力及安全系數(shù),并分析得到它們隨不同入射角度和不同坡角的變化規(guī)律,最后利用數(shù)值模擬軟件Geo-slope/W驗(yàn)證了理論計(jì)算結(jié)果的可靠性。研究結(jié)果表明:(1)當(dāng)?shù)卣餚波垂直入射邊坡時(shí),坡面一點(diǎn)的位移及動(dòng)應(yīng)力峰值發(fā)生在坡角為65°～70°附近,而且隨著坡角的增大,邊坡的動(dòng)安全系數(shù)逐漸減小,邊坡的穩(wěn)定性隨之變差。(2)當(dāng)?shù)卣餝V波垂直入射邊坡時(shí),邊坡一點(diǎn)的位移及動(dòng)應(yīng)力峰值發(fā)生在坡角為30°～35°區(qū)間上,而且隨著坡角的增大,邊坡的動(dòng)安全系數(shù)先迅速減小。顯然,SV波作用F引起坡面達(dá)到位移及動(dòng)應(yīng)力峰值的坡角比地震P波作用下小很多,因此地震SV波是引起緩坡失穩(wěn)破壞的主要因素。(3)地震SV波引起緩坡失穩(wěn)破壞的主要機(jī)理與SV波臨界角密切相關(guān)。當(dāng)SV波入射角到達(dá)某一角度時(shí),反射P波平行地面?zhèn)鞑?SV波發(fā)生全反射現(xiàn)象,相應(yīng)的入射角即為臨界角。在這種情況下,坡面的位移及動(dòng)應(yīng)力達(dá)到最大值。例如,泊松比為0.35的土質(zhì)邊坡,其臨界角接近30°,此坡角即為地震動(dòng)力作用下最不利的坡角(4)引起緩坡失穩(wěn)破壞的另一個(gè)原因與地震波非垂直入射相關(guān)。地震波大角度入射會(huì)對坡面的穩(wěn)定性產(chǎn)生較大的影響。例如,坡角為30°的邊坡,當(dāng)P波入射度達(dá)到80°時(shí),邊坡的動(dòng)安全系數(shù)達(dá)到最小值;除臨界角外,當(dāng)SV波入射角達(dá)到約60°時(shí),邊坡的動(dòng)安全系數(shù)達(dá)到極小值。
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TU435
【圖文】：

圖 2-1 地震 P 波在介質(zhì)分界面上的傳播路徑-1 The propagation path of seismic P waves on the interface of the medium層介質(zhì)傳播過程中，介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)受到地震力作用產(chǎn)生的體變和形變，

圖 2-4 地震 P 波在介質(zhì)分界面處反射和透射路徑 Reflection and transmission paths of seismic P waves at the interface of the me爾定律可以對入射波、反射波及透射波建立如下關(guān)系:22211211p1 ppssvsinvsinvsinvsinvsin

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本文編號(hào)：2721998