顺倾断裂带黄土—泥岩边坡地震动力响应机制研究

发布时间：2020-09-08 17:03

　　随着我国“西部大开发”以及“一带一路”战略不断推进,西部地区工程建设规模越来越大,而西北黄土高原地区山高谷深、地质环境恶劣导致崩塌、滑坡等地质灾害频发,给该地区工程建设带来了前所未有的挑战。在黄土高原地区地震滑坡调查过程中发现一些黄土滑坡下覆基岩往往发育着隐伏的顺倾断裂带,其特殊的黄土-泥岩地层结构组成以及边坡体内的断裂带控制着边坡稳定性及变形破坏机制。尤其是,西部地区新构造运动强烈,地震频发。高烈度地震作用下顺倾断裂带黄土-泥岩边坡的动力响应问题成为工程设计和边坡工程防灾减灾研究的热点问题,因此,开展地震作用下顺倾断裂带黄土-泥岩边坡动力响应机制研究具有十分重要的现实意义和理论意义。本文以西北重镇天水地区的典型顺倾断裂带黄土-泥岩滑坡为研究背景,基于大型振动台模型试验和FLAC3D动力数值模拟计算,对地震作用下不同倾角顺倾断裂带黄土-泥岩边坡动力响应机制进行了研究,取得如下结论:(1)阐述了天水地区地质环境条件,区内活动断裂带发育,地震频发,认为活动断裂带控制着区内黄土-泥岩边坡的稳定性及变形破坏模式。(2)以研究区典型顺倾断裂带黄土-泥岩滑坡为研究背景,基于相似理论建立振动台试验概化模型,首次开展倾角θ=50°和80°顺倾黄土-泥岩边坡动力响应的大型振动台物理模型试验,结合数值模拟对比验证,揭示了倾角θ=50°和80°顺倾断裂带黄土-泥岩边坡在不同地震动作用下的动力响应规律及变形破坏模式,包括加速度响应规律、土压力响应规律、边坡变形特征,得到了地震作用下不同倾角顺倾断裂带对黄土-泥岩边坡动力响应机制。(3)采用FLAC3D数值模拟软件,开展地震作用下无断裂带和含倾角θ=50°、60°和80°顺倾断裂带四种黄土-泥岩边坡动力响应的对比模拟分析,从坡体内关键部位加速度响应、坡面位移、塑性区分布、剪应变增量以及永久水平位移等方面研究了不同倾角顺倾断裂带对黄土-泥岩边坡动力响应的影响机制,并与振动台模型试验结果进行了对比。结果表明边坡体内加速度放大系数表现为趋表效应,高程放大效应,岩性组合效应,且加速度响应在断裂带内最强;断裂带倾角越小,动力响应越弱,但随地震波振幅增大,其上盘放大效应却越强,对边坡稳定性和变形破坏模式的影响越大;含陡倾顺层断裂带黄土-泥岩边坡在地震作用下的变形破坏模式多为震裂→崩落滑移式。
【学位单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU435
【部分图文】：

强震分布,中国大陆及邻区,活动断裂,绪论

第一章绪论第一章绪论研究背景与意义随着我国“西部大开发”以及“一带一路”国家战略的不断推进，西部地区工程建大前所未有，然而西北黄土高原地区地形复杂，山高谷深，地质环境脆弱，加造运动强烈，断裂带发育，强震多发（见图 1.1），使得崩塌、滑坡等地质灾害给该地区工程建设带来了前所未有的挑战。地震诱发的边坡变形破坏，往往具强、规模大等特点[2-3]，对我国铁路、公路等重大工程建设造成了巨大威胁（1.3）。

强震分布,地震作用,中国大陆及邻区,人员伤亡

对我国铁路、公路等重大工程建设造成了巨大威胁（见图1.2、1.3）。图 1.1 中国大陆及邻区活动断裂与 5 级以上强震分布图（据张培震等，2013）图 1.2 地震作用下山体滑坡图 1.3 地震作用下山体崩塌截止目前，西北地区地震滑坡、崩塌等灾害十分严重，造成重大人员伤亡和巨大经

强震分布,地震作用,中国大陆及邻区,活动断裂

地震作用下山体崩塌

【参考文献】