地震作用下層狀巖質(zhì)邊坡振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究現(xiàn)狀

■袁楠牛林峰

（1北京建筑大學(xué) 北京100044；2華北水利水電大學(xué) 河南 鄭州450045）

地震作用下層狀巖質(zhì)邊坡振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究現(xiàn)狀

■袁楠1牛林峰2

（1北京建筑大學(xué) 北京100044；2華北水利水電大學(xué) 河南 鄭州450045）

振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)是研究地震作用下層狀巖質(zhì)邊坡動(dòng)力響應(yīng)特性和變形破壞規(guī)律的常用手段，有關(guān)研究人員已經(jīng)取得了大量有益成果。本文認(rèn)真分析總結(jié)了近年來(lái)層狀巖質(zhì)邊坡振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)的研究成果，并對(duì)其進(jìn)行了分類(lèi)評(píng)述，指出了當(dāng)前在地震作用下邊坡動(dòng)力響應(yīng)特性及變形破壞規(guī)律的振動(dòng)臺(tái)物理模型試驗(yàn)中存在的問(wèn)題，闡述了今后的研究方向，為今后進(jìn)一步的深入研究提供參考。

地震作用層狀巖質(zhì)邊坡振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)

0 引言

在地震作用下的層狀巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性問(wèn)題是巖土工程領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。在山區(qū)和丘陵地帶，地震誘發(fā)的滑坡往往具有分布廣、數(shù)量多和危害大的特點(diǎn)，然而隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，許多工程項(xiàng)目都在地震多發(fā)的山區(qū)進(jìn)行，層狀巖質(zhì)邊坡作為典型山區(qū)邊坡，眾多學(xué)者都對(duì)其在地震作用下的穩(wěn)定性問(wèn)題進(jìn)行了研究。本文對(duì)當(dāng)前國(guó)內(nèi)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)的研究成果進(jìn)行了總結(jié)，分析指出了研究中存在的問(wèn)題，為今后的研究工作提供參考。

1 層狀巖質(zhì)邊坡振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)的研究?jī)?nèi)容

在對(duì)現(xiàn)今研究成果的分析總結(jié)的基礎(chǔ)上，筆者認(rèn)為，當(dāng)前層狀巖質(zhì)邊坡振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)的研究?jī)?nèi)容可分為兩類(lèi)：

（1）水平層狀巖質(zhì)邊坡振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究，根據(jù)巖性的不同，又可分為單一巖性水平層狀巖質(zhì)邊坡振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究和組合巖性水平層狀巖質(zhì)邊坡振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究。

（2）傾斜層狀巖質(zhì)邊坡振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究，根據(jù)產(chǎn)狀的不同，可以分為順層巖質(zhì)邊坡振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究和反傾巖質(zhì)邊坡振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究。

2 水平層狀巖質(zhì)邊坡振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)

水平層狀巖質(zhì)邊坡的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)又可以分為單一巖性水平層狀巖質(zhì)邊坡試驗(yàn)和組合巖性水平層狀巖質(zhì)邊坡振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)。

2.1 單一巖性水平層狀巖質(zhì)邊坡模型試驗(yàn)

單一巖性水平層狀邊坡的振動(dòng)臺(tái)的研究重點(diǎn)在于探討巖性及水平層狀結(jié)構(gòu)和地震動(dòng)參數(shù)對(duì)邊坡地震動(dòng)力響應(yīng)的影響規(guī)律，經(jīng)常和均質(zhì)無(wú)結(jié)構(gòu)面邊坡的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)同時(shí)研究，對(duì)比分析兩者的試驗(yàn)結(jié)果。

通過(guò)水平層狀的巖質(zhì)邊坡振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，分析研究了含水平結(jié)構(gòu)面邊坡在地震作用下的動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律和變形破壞規(guī)律，深入分析了不同方向地震動(dòng)作用下水平層狀邊坡的動(dòng)力響應(yīng)特性，認(rèn)為地震作用下水平層狀斜坡變形破壞主要以拉裂—剪切滑移為主，邊坡具有水平向放大作用、高程放大作用、巖性效應(yīng)、方向效應(yīng)和結(jié)構(gòu)面效應(yīng)。

通過(guò)不同巖性的均質(zhì)和水平層狀斜坡的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，討論了地震波頻率對(duì)巖質(zhì)斜坡動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律的影響，認(rèn)為激振頻率的大小不影響斜坡動(dòng)力響應(yīng)的高程放大效應(yīng)，高頻地震波由于更加接近模型斜坡的自振頻率，使得響應(yīng)減弱的可能性變小。

2.2 組合巖性水平層狀邊坡模型試驗(yàn)

組合巖性水平層狀邊坡模型是指水平層狀上軟下硬和上硬下軟兩種類(lèi)型巖性組合的邊坡模型，針對(duì)這兩種典型的邊坡模型，有關(guān)學(xué)者做了大量的有益研究。

針對(duì)水平層狀上硬下軟和上軟下硬兩種巖性組合模型邊坡展開(kāi)了振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，通過(guò)輸入不同地震波類(lèi)型、頻率、激振方向和振幅，系統(tǒng)地研究了斜坡的地震動(dòng)力響應(yīng)特性，認(rèn)為高程對(duì)地震波具有明顯的放大效應(yīng)；在相同激振強(qiáng)度下，豎直向加速度最大放大系數(shù)僅為水平向加速度最大放大系數(shù)的一半；不同巖性組合結(jié)構(gòu)對(duì)加速度響應(yīng)規(guī)律的影響也因激振方向不同而異。

3 傾斜層狀巖質(zhì)邊坡模型試驗(yàn)

傾斜層狀巖質(zhì)邊坡模型試驗(yàn)包括順層巖質(zhì)邊坡模型試驗(yàn)和反傾巖質(zhì)邊坡模型試驗(yàn)。在早期對(duì)傾斜層狀巖質(zhì)邊坡的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究中，學(xué)者們將順層和反傾邊坡作為一個(gè)研究對(duì)象，重點(diǎn)研究結(jié)構(gòu)面的存在對(duì)邊坡變形破壞的影響，隨著研究的深入，學(xué)者們開(kāi)始將反傾和順層邊坡分開(kāi)各自獨(dú)立研究。

4 存在問(wèn)題與展望

通過(guò)以上分析總結(jié)可知，針對(duì)地震作用下的層狀巖質(zhì)邊坡的變形破壞特征和動(dòng)力響應(yīng)特性，有許多研究人員通過(guò)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行了研究，并且取得了許多有益的研究成果，對(duì)以后的理論研究和工程實(shí)踐提供了參考，具有借鑒意義。然而，在當(dāng)前的研究中還存在不少問(wèn)題：

（1）當(dāng)前的層狀巖質(zhì)邊坡振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)所建立的模型單一，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不能很好的反映現(xiàn)實(shí)條件下層狀巖質(zhì)邊坡的多樣性和復(fù)雜性。

（2）當(dāng)前的層狀巖質(zhì)邊坡振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究的深度尚淺，所進(jìn)行的研究多為定性研究，得出的結(jié)論也多為描述性的，尚不能有力地指導(dǎo)工程實(shí)踐，解決實(shí)際工程中的問(wèn)題。

（3）對(duì)層狀巖質(zhì)邊坡振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)的研究學(xué)者相對(duì)集中，對(duì)其研究較多、較深的多為成都理工大學(xué)的學(xué)者，還需要更多的高校、科研院所的學(xué)者加入。

因此，在今后的層狀巖質(zhì)邊坡振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究中，要構(gòu)建更多、更復(fù)雜、更能反映真實(shí)邊坡的物理模型，改進(jìn)數(shù)據(jù)采集手段，加大定量研究，進(jìn)一步深化對(duì)地震作用下的層狀巖質(zhì)邊坡振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究，為今后的理論研究和工程實(shí)踐提供指導(dǎo)。另外，對(duì)層狀巖質(zhì)邊坡振動(dòng)臺(tái)研究，還需要更多的學(xué)者加入其中。

[1]黃潤(rùn)秋.汶川8.0級(jí)地震觸發(fā)崩滑災(zāi)害機(jī)制及其地質(zhì)力學(xué)模式 [J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2009，28(6):1239原1249.

[2]侯紅娟.水平層狀斜坡地震動(dòng)響應(yīng)特性的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究 [D].成都：成都理工大學(xué)，2013.

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[4]劉漢香，許強(qiáng)，侯紅娟.巖性及巖體結(jié)構(gòu)對(duì)斜坡地震加速度響應(yīng)的影響 [J].巖土力學(xué)，2013，34(9):2482—2488.

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F407.1[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-12-89-1

袁楠（1990～），女，在讀研究生，研究方向?yàn)楣こ虦y(cè)量與災(zāi)害預(yù)報(bào)防治。