巖質(zhì)邊坡地震響應(yīng)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究*

馮細(xì)霞， 姜清輝， 張慧超， 蔣金麟， 彭治豪， 江衛(wèi)華

(武漢大學(xué)土木與建筑學(xué)院 武漢，430072 )

引 言

隨著我國西部大開發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施，許多巖土工程已建或?qū)⒔ㄔ趶?qiáng)震區(qū)，地震誘發(fā)巖質(zhì)邊坡破壞已成為一種最普遍和危險(xiǎn)的地質(zhì)災(zāi)害。如1999年臺(tái)灣發(fā)生的集集地震造成了大量人員傷亡和巨大的經(jīng)濟(jì)損失[1]。2005年巴基斯坦發(fā)生的克什米爾地震造成了8萬2千多人喪生[2]。2008年發(fā)生的汶川大地震誘發(fā)了將近2萬個(gè)滑坡，造成了大量的人員傷亡和嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失[3]。地震誘發(fā)的巖質(zhì)邊坡破壞已經(jīng)嚴(yán)重影響著人類的生命財(cái)產(chǎn)安全，引起了眾多學(xué)者的廣泛關(guān)注。

通常巖質(zhì)邊坡的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性和破壞機(jī)理的研究方法包括現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、數(shù)值模擬和物理模型試驗(yàn)。其中，振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)由于其成本低、周期較短、成果形象直觀及對(duì)影響因素能進(jìn)行重復(fù)分析，已被國內(nèi)外學(xué)者廣泛應(yīng)用[4]。Wartman等[5]運(yùn)用振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)調(diào)查了在地震荷載作用下邊坡永久位移的機(jī)制問題，并以此評(píng)價(jià)了Newmark滑塊位移方法。Wang 等[6]利用振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)分析了在地震作用下滑坡的啟動(dòng)和位移。Yang等[7]基于振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)調(diào)查了汶川地震滑坡的災(zāi)害現(xiàn)象。Zhao等[8]通過振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究了地震邊坡的變形失穩(wěn)機(jī)制。許強(qiáng)等[9]采用大型振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)對(duì)水平層狀上硬下軟和上軟下硬 2 種巖性組合的巖質(zhì)邊坡進(jìn)行了加速度動(dòng)力響應(yīng)特性分析。

巖質(zhì)邊坡的地質(zhì)結(jié)構(gòu)是非常復(fù)雜的，節(jié)理、斷層、裂隙等普遍存在于巖體中，這些巖體非連續(xù)極大地影響著巖質(zhì)邊坡的變形和穩(wěn)定性?？紤]到巖體的非連續(xù)和地震荷載的復(fù)雜性，很難定量評(píng)價(jià)巖質(zhì)邊坡的動(dòng)力失穩(wěn)機(jī)制。Huang等[10]利用大型振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)調(diào)查了地震作用下反傾硬巖邊坡的失穩(wěn)機(jī)制。Che等[11]采用振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)分析了地震作用下非連續(xù)節(jié)理對(duì)高陡邊坡的影響問題。然而，許多巖質(zhì)邊坡振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)只考慮了簡(jiǎn)單的地質(zhì)結(jié)構(gòu)(通常包括1組節(jié)理)。實(shí)際工程中，巖質(zhì)邊坡中存在著大量的共軛節(jié)理，而且這種節(jié)理對(duì)巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性有很大的影響。筆者基于相似理論概化了一個(gè)包含2組正交節(jié)理二維反傾邊坡模型，進(jìn)行振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)。首先，利用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)調(diào)查了相似材料的基本物理力學(xué)性質(zhì)，并采用直剪試驗(yàn)測(cè)定了層面材料的剪切強(qiáng)度；其次，利用振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究了地震動(dòng)參數(shù)包括加速度幅值、波頻率和波類型的影響，根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)和記錄分析了反傾巖質(zhì)邊坡的動(dòng)力響應(yīng)特性和失穩(wěn)機(jī)制。

1 模型試驗(yàn)相似比與相似材料設(shè)計(jì)

1.1 相似比設(shè)計(jì)

由于振動(dòng)臺(tái)臺(tái)面尺寸、承載能力和經(jīng)濟(jì)等原因，模型試驗(yàn)往往只能根據(jù)相似理論采用縮尺模型試驗(yàn)。為了使試驗(yàn)結(jié)果盡可能模擬實(shí)際工程的性狀，試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛻?yīng)盡量滿足與原型的相似性。原型與物理模型相似，不僅僅要求幾何形狀相似，而且要求模型試驗(yàn)中所包含的各項(xiàng)物理量或主要物理量與原型相似。

在模型試驗(yàn)中，將原型與物理模型對(duì)應(yīng)物理量的比值定義為相似系數(shù)，用Ci來表示(i為相對(duì)應(yīng)的參數(shù))。筆者基于Buckingham定理[12]，根據(jù)夏頌佑等[13]對(duì)動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)相似條件的討論，進(jìn)一步從幾何條件、物理?xiàng)l件及運(yùn)動(dòng)條件相似最終確定各物理量的相似關(guān)系。根據(jù)描述物理問題最常用的基本量綱系統(tǒng)是質(zhì)量-長度-時(shí)間(mass-length-time，簡(jiǎn)稱MLT)，選擇密度、長度和時(shí)間作為基本物理量，三者相互獨(dú)立，且包含基本量綱MLT。最終確定的相似關(guān)系如表1所示。為了能夠盡可能模擬大型的實(shí)際邊坡工程，長度相似關(guān)系應(yīng)盡可能取得較大值。考慮到振動(dòng)臺(tái)尺寸的問題，本研究長度相似系數(shù)取為100，可以模擬100多米高的原型邊坡。

表1 振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)主要參數(shù)的相似率

1.2 相似材料

振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)研究層狀邊坡的地震響應(yīng)問題，其相似材料合理的選擇以及配比是試驗(yàn)?zāi)芊癯晒Φ年P(guān)鍵。

1.2.1 相似材料的選取

目前，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)巖土相似材料已經(jīng)做了一些研究[14-16]。相似材料一般由骨料、膠結(jié)劑和輔助材料按一定配比組成，本試驗(yàn)選取重晶石粉(800目)、石英砂(80～120目)和重晶石粉(30～60目)作為粗細(xì)骨料，石膏作為膠結(jié)劑，甘油和水作為添加劑。其中骨料的物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，重晶石粉的重度也比較大，能夠滿足試驗(yàn)材料的要求。

1.2.2 模型塊體材料的配比試驗(yàn)

模型中各種材料的含量對(duì)組成的相似材料的物理力學(xué)性質(zhì)都有一定的影響，通常需要滿足相似的物理力學(xué)參數(shù)包括材料密度、彈性模量、抗壓強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度等。為了得到合適的材料配比，往往需要進(jìn)行大量的試驗(yàn)次數(shù)，因此試驗(yàn)的優(yōu)化設(shè)計(jì)非常必要[17]。正交設(shè)計(jì)方法是研究多因素、多水平的一種設(shè)計(jì)方法，它是根據(jù)正交性從全面試驗(yàn)中挑選出部分具有代表性的點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)，這些點(diǎn)具有均勻分散和整齊可比的特點(diǎn)。

根據(jù)振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)的具體情況，進(jìn)行相似材料配比時(shí)，本試驗(yàn)選取4因素3水平，選取的4影響因素為：a.石英砂和細(xì)重晶石粉的質(zhì)量之比；b.粗重晶石粉與石英砂、細(xì)重晶石粉質(zhì)量和之比；c.石膏與總骨料的質(zhì)量之比；d.甘油的含量。確定以試件密度、單軸抗壓強(qiáng)度、彈性模量和抗壓強(qiáng)度作為主要考核指標(biāo)。

根據(jù)相似材料的主要考核指標(biāo)，需要做抗壓試驗(yàn)和直剪試驗(yàn)。抗壓試驗(yàn)需進(jìn)行9組試驗(yàn)，每組4個(gè)抗壓試樣，總共36個(gè)抗壓試樣；同理，直剪試驗(yàn)總共做36個(gè)直剪試樣。標(biāo)準(zhǔn)試樣自然風(fēng)干，待強(qiáng)度穩(wěn)定后進(jìn)行抗壓試驗(yàn)和直剪試驗(yàn)測(cè)量，其結(jié)果如表2所示。

本研究目的在于研究砂巖邊坡的動(dòng)力響應(yīng)問題，砂巖相應(yīng)的物理力學(xué)參數(shù)[18-20]見表3。從表2的試驗(yàn)結(jié)果來看，試驗(yàn)2和試驗(yàn)3的結(jié)果與砂巖相應(yīng)的物理力學(xué)參數(shù)比較相近。然而，由于甘油具有保水作用，導(dǎo)致試驗(yàn)3標(biāo)準(zhǔn)試樣達(dá)到穩(wěn)定的時(shí)間比試驗(yàn)2長。綜合考慮，試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛪K體材料選取試驗(yàn)2的配比。

1.2.3 層面材料強(qiáng)度的測(cè)量

本試驗(yàn)研究的是反傾巖質(zhì)邊坡的動(dòng)力響應(yīng)和破壞機(jī)理，其失穩(wěn)特征與機(jī)理不僅與地震波的傳播密切相關(guān)，而且其內(nèi)部結(jié)構(gòu)面網(wǎng)絡(luò)影響很大。因此，很有必要進(jìn)行層面材料的選取及強(qiáng)度測(cè)量工作。

根據(jù)已有的相似材料，選取了不同配比的細(xì)重金石粉和石英砂作為層面材料，對(duì)其進(jìn)行直剪試驗(yàn)。該直剪試驗(yàn)儀器是武漢大學(xué)土建院自制的試驗(yàn)裝置，優(yōu)點(diǎn)是能直接對(duì)本試驗(yàn)?zāi)Ｐ蛪K體間的黏結(jié)材料進(jìn)行強(qiáng)度測(cè)量，直剪試驗(yàn)如圖1所示，結(jié)果如表4所示。最終選擇了細(xì)重金石粉和石英砂的配比為1:1的材料混合物作為層面的黏結(jié)材料，可見黏結(jié)材料的強(qiáng)度比模型塊體材料小得多。

表2 模型塊體材料配比正交試驗(yàn)及結(jié)果

表3 原型與自然砂巖相應(yīng)的參數(shù)性質(zhì)

圖1 層面材料的直剪試驗(yàn)Fig.1 Direct shear tests of layered materials

表4 層面材料的配比和試驗(yàn)結(jié)果

2 模型試驗(yàn)方案

2.1 反傾邊坡模型的概化

通常巖質(zhì)邊坡模型的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)都需要采用剛性模型箱，本試驗(yàn)剛性模型箱的長×寬×高為1.242 m × 0.22 m × 1.2 m，前后兩邊為鋼化有機(jī)玻璃。為了減小邊界效應(yīng)，模型箱的左側(cè)優(yōu)先放置20cm厚的聚苯乙烯泡沫板，底部采用模型材料澆筑一層20cm厚的墊層。

根據(jù)本試驗(yàn)?zāi)康暮驮囼?yàn)條件，制作了長×寬×高為1 042mm×210mm×900mm、傾角和坡角都為60°的反傾巖質(zhì)邊坡，如圖2(a)所示。邊坡模型由預(yù)制的試樣塊體逐層砌筑而成，試塊尺寸(長×寬×高)為210mm×100mm×50mm，試樣塊體之間均勻地涂抹黏結(jié)材料，同層砌塊和層面間用的是同一種黏結(jié)材料，完成的模型如圖2(b)所示。

2.2 測(cè)量儀器的布置

邊坡的加速度反應(yīng)及分布規(guī)律是評(píng)價(jià)邊坡地震動(dòng)力響應(yīng)特性的基本資料。本試驗(yàn)采用敏感度為1 011 mV /g的DH105E加速度傳感器。為了更好地收集數(shù)據(jù)，采用的是DH5956動(dòng)態(tài)信號(hào)測(cè)試和分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)有16位A/D獨(dú)立頻道和較高的測(cè)量精度。所采用的程控交換的采樣率能準(zhǔn)確測(cè)量高、低頻率信號(hào)，而且也支持混合過濾阻力，并能有效抑制混疊現(xiàn)象。為了定量地描述邊坡模型的動(dòng)力反應(yīng)，在模型的坡表和坡頂合理布置8個(gè)加速度傳感器。另外，為了獲得輸入加速度數(shù)據(jù)，在振動(dòng)臺(tái)振動(dòng)方向安裝了1個(gè)加速度傳感器。儀器布置如圖2(b)所示。

圖2 反傾巖質(zhì)邊坡模型的概化簡(jiǎn)圖和完成的傳感器布置圖Fig.2 Schematic diagram and photographs of complete the sensors of anti-dip slope model

2.3 地震波的輸入方案

本振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)?zāi)康脑谟谘芯糠磧A巖質(zhì)邊坡在不同地震動(dòng)參數(shù)作用下的動(dòng)力響應(yīng)特性及破壞機(jī)理。地震波采用了實(shí)際汶川安塔縣地震波和不同頻率的正弦波，兩種波型都施加于水平方向。根據(jù)相似關(guān)系，實(shí)際的汶川波在時(shí)間軸上按10的比例進(jìn)行壓縮，輸入壓縮的0.3g水平加速度地震記錄，如圖3所示。為了更好地測(cè)試邊坡的動(dòng)力特性，試驗(yàn)前和每次工況輸入前，施加幅值不超過0.03g的白噪聲進(jìn)行掃描，時(shí)間不少于60s。本試驗(yàn)主要設(shè)計(jì)了不同波幅值、波型和不同強(qiáng)度下頻率的影響特征，具體的加載方案如表5所示。

圖3 振動(dòng)臺(tái)輸入的壓縮水平汶川安塔縣地震波記錄Fig.3 The shaking table input wave of compressed horizontal Wenchuan-Antaxian wave records

表5 邊坡模型輸入的地震波參數(shù)和加載方案

3 坡面質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)加速度分布特征

3.1 坡面質(zhì)點(diǎn)加速度分布基本特征

邊坡的動(dòng)力響應(yīng)特性主要包括加速度、速度、 位移、 應(yīng)變和應(yīng)力的響應(yīng)特性。加速度產(chǎn)生的地震慣性力是引起邊坡變形和破壞的主要原因，其反應(yīng)和分布規(guī)律是評(píng)價(jià)邊坡地震動(dòng)力響應(yīng)特性的基本資料，本研究主要對(duì)加速度響應(yīng)特性進(jìn)行分析。為便于分析，引入量綱為1的加速度峰值(peak ground acceleration, 簡(jiǎn)稱PGA) 放大系數(shù)，其定義為模型邊坡內(nèi)任一點(diǎn)的加速度響應(yīng)峰值與臺(tái)面實(shí)測(cè)加速度響應(yīng)峰值的比值。量綱為1的相對(duì)高程，定義為邊坡模型的任一測(cè)點(diǎn)高度與坡高的比值。

圖4 反傾邊坡坡面加速度曲線Fig.4 Acceleration curve of slope surface of anti-dip rock slope model

在0.2g汶川波作用下邊坡坡面水平向加速度峰值隨高程變化的曲線見圖4。由圖可知，測(cè)點(diǎn)A3處的加速度峰值小于0.2g，說明坡腳對(duì)加速度響應(yīng)有抑制作用；測(cè)點(diǎn)A6處的加速度峰值大于0.2g，該處對(duì)加速度響應(yīng)有放大作用。隨著高程的增加，加速度峰值逐漸增大，越接近坡頂，加速度響應(yīng)越強(qiáng)烈。通過對(duì)試驗(yàn)收集到的加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，坡面水平加速度峰值放大系數(shù)隨相對(duì)高程的增加而增大，基本呈現(xiàn)出非線性的放大特征，接近坡頂時(shí)加速度放大趨勢(shì)顯著。以輸入加速度峰值為0.2g正弦波和實(shí)際汶川安塔縣地震波為例，坡面水平向加速度峰值響應(yīng)放大系數(shù)隨相對(duì)高程變化的曲線如圖5所示。由圖5可以發(fā)現(xiàn)，在邊坡4/5高度以下，加速度放大較緩慢，而超過此高度，邊坡加速度放大加劇，到達(dá)坡頂時(shí)顯著増大。在正弦波激振下達(dá)到了1.3，壓縮10倍的實(shí)際汶川波激振下約為1.45。

圖5 反傾邊坡模型加速度動(dòng)力響應(yīng)Fig.5 Acceleration Dynamic response of anti-dip rock slope model

3.2 地震波特征對(duì)坡面加速度分布特征影響規(guī)律

3.2.1 波型的影響

本試驗(yàn)采用了正弦波和實(shí)際汶川安塔縣地震波兩種波型，考慮了地震波型對(duì)邊坡模型動(dòng)力特性的影響。由圖5可以看出，相比正弦波，反傾巖質(zhì)邊坡在實(shí)際的地震波激振下動(dòng)力響應(yīng)更顯著。這種現(xiàn)象是由于實(shí)際地震波能量的不均勻分布引起的。Fan等[21]也指出地震能量的不均勻分布對(duì)邊坡的動(dòng)力響應(yīng)有重大影響。同時(shí)圖5顯示，在兩種波型作用下，坡面水平加速度峰值放大系數(shù)都是隨相對(duì)高程的增加而增大，說明激振波型對(duì)邊坡加速度響應(yīng)的整體規(guī)律影響不大。

3.2.2 幅值的影響

為了研究地震波幅值對(duì)反傾邊坡動(dòng)力響應(yīng)的影響，圖6顯示了反傾邊坡在正弦波和實(shí)際汶川地震波不同幅值激振下加速度峰值放大系數(shù)的變化規(guī)律。圖6(a)表明，在實(shí)際地震波激振下，坡面4/5坡高以下，加速度峰值放大系數(shù)隨著波幅值呈現(xiàn)出節(jié)律性的變化，即隨著幅值的增大，放大反應(yīng)先減小再增大，兩種變化趨勢(shì)交替進(jìn)行。當(dāng)幅值大于0.25g時(shí)，坡面4/5坡高以上，加速度峰值放大系數(shù)隨著波幅值的增大而增大。由圖6(b)看出，在正弦波激振下，加速度峰值放大系數(shù)隨著波幅值的增大而增大。該現(xiàn)象說明，波型會(huì)影響波幅值對(duì)邊坡動(dòng)力響應(yīng)的作用。

圖6 反傾巖質(zhì)邊坡模型在不同幅值作用下的加速度放大系數(shù)Fig.6 Acceleration amplification coefficients of anti-dip rock slope model with different amplitudes

3.2.3 頻率的影響

除了波幅值和波型，波頻率也是邊坡動(dòng)力響應(yīng)的重要影響因素。筆者研究了高、低幅值作用下不同頻率對(duì)邊坡動(dòng)力的響應(yīng)規(guī)律，如圖7所示。由圖7(a)可知，在低幅值作用下，頻率對(duì)邊坡模型的動(dòng)力反應(yīng)不顯著，加速度放大系數(shù)總體上隨著頻率的增大有增加的趨勢(shì)，臨近坡頂處反應(yīng)更明顯。圖7(b)所示在高幅值作用下，隨著頻率的増長，加速度放大系數(shù)緩慢增長。當(dāng)頻率增大為11Hz時(shí)，峰值放大系數(shù)急劇變化，臨近坡腳處首先發(fā)生突變，表明邊坡該處發(fā)生了破壞。破壞處的巖體隨著頻率的增加，峰值放大系數(shù)迅速減小。臨近坡頂處，峰值放大系數(shù)仍急劇增加，當(dāng)?shù)竭_(dá)15Hz的高頻作用時(shí)，放大系數(shù)達(dá)到了8.07。由圖7(a)和(b)所知，頻率對(duì)邊坡動(dòng)力響應(yīng)的影響跟波幅值是緊密相關(guān)的，當(dāng)幅值達(dá)到一定強(qiáng)度時(shí)，頻率對(duì)邊坡動(dòng)力響應(yīng)有顯著影響。

圖7 反傾巖質(zhì)邊坡模型在不同頻率作用下的加速度放大系數(shù)Fig.7 Acceleration amplification coefficients of anti-dip rock slope model with different frequencies

4 反傾邊坡模型破壞特征

在試驗(yàn)過程中，對(duì)邊坡模型的變形破壞情況進(jìn)行詳細(xì)的記錄和拍照，以便能具體分析邊坡模型的變形破壞機(jī)理。該模型在動(dòng)荷載作用下的加速度響應(yīng)破壞情況如圖8所示，模型邊坡的變形過程和最后的失穩(wěn)圖如圖9所示。當(dāng)輸入0.1g的正弦波達(dá)到15Hz時(shí)，靠近坡腳處就出現(xiàn)了微小的裂紋，如圖9所示。隨著波幅值的增加，坡體靠近坡表的中上部出現(xiàn)了張拉裂紋。在汶川地震波不同幅值激振下，一些剪切裂紋逐漸出現(xiàn)在坡體靠近坡面中上部位。隨著輸入強(qiáng)度的增大，剪切裂紋逐漸擴(kuò)展并貫通于張拉裂紋。邊坡后緣也逐漸被拉裂，逐漸形成了陡立貫通的破裂。由圖8可知，邊坡模型在0.35g正弦波作用前，邊坡模型加速度峰值放大系數(shù)較小，邊坡變形和裂紋開度都較小。輸入0.35g11Hz的正弦波后，加速度響應(yīng)劇烈，模型逐漸出現(xiàn)大變形，裂紋開度擴(kuò)大?？拷履_處(A3)首先出現(xiàn)大的變形，圖7(b)加速度峰值的突變也說明了該處巖體的大變形。坡頂加速度響應(yīng)更加劇烈，在0.4g正弦波作用后逐漸發(fā)生大的變形。隨著輸入波強(qiáng)度的增大，模型裂紋繼續(xù)擴(kuò)張貫通，到達(dá)0.5g時(shí)，邊坡模型有的部位加速度響應(yīng)又逐漸加強(qiáng)，這些部位已發(fā)生失穩(wěn)破壞。直到輸入0.55g的正弦波時(shí)，模型近坡表發(fā)生了整體失穩(wěn)，變形破壞現(xiàn)象緩慢下來。通過對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)及整個(gè)記錄的分析，靠近坡表處沿著層面出現(xiàn)大量的張拉裂紋，近坡面也相繼出現(xiàn)剪切裂紋，直到與張拉裂紋貫通，形成臺(tái)階式的裂縫。隨著波強(qiáng)度的增加，坡表發(fā)生了明顯的彎曲拉裂變形(見圖9)。

圖8 反傾巖質(zhì)邊坡模型動(dòng)力響應(yīng)破壞特征Fig.8 Dynamic response deformation characteristics of anti-dip rock slope model

圖9 反傾巖質(zhì)邊坡模型的變形特征和破壞圖片F(xiàn)ig.9 Deformation characteristics and failure photograph of anti-dip rock slope model

5 結(jié) 論

1) 坡面水平加速度峰值放大系數(shù)隨相對(duì)高程的增加而增大，基本呈現(xiàn)出非線性的放大特征，接近坡頂時(shí)加速度放大趨勢(shì)顯著。相比于標(biāo)準(zhǔn)的正弦波，反傾巖質(zhì)邊坡在實(shí)際地震波激振下動(dòng)力響應(yīng)更顯著，這種現(xiàn)象是由于實(shí)際地震波能量的不均勻分布引起的，然而激振波型對(duì)邊坡加速度響應(yīng)的整體規(guī)律影響不大。

2) 地震波輸入加速度幅值和頻率對(duì)邊坡模型的動(dòng)力響應(yīng)有顯著影響。隨著加速度幅值的增加，加速度峰值放大系數(shù)總體上呈現(xiàn)増大的趨勢(shì)。受巖體結(jié)構(gòu)和波型的影響，如在實(shí)際地震波激振下，坡面4/5坡高以下峰值放大系數(shù)隨著幅值呈現(xiàn)出節(jié)律性的變化。隨著頻率的增大，加速度峰值放大系數(shù)有增大趨勢(shì)，臨近坡頂反應(yīng)強(qiáng)烈。頻率對(duì)邊坡動(dòng)力響應(yīng)的影響跟幅值緊密相關(guān)，當(dāng)幅值到達(dá)一定強(qiáng)度時(shí)，頻率對(duì)邊坡動(dòng)力響應(yīng)影響顯著。

3) 包含兩組節(jié)理的反傾巖質(zhì)模型邊坡在動(dòng)力作用下主要表現(xiàn)為近坡表處剪切裂紋與張拉裂紋擴(kuò)展，相互貫通，形成臺(tái)階式裂縫的破壞現(xiàn)象。坡體整體表現(xiàn)為沿著節(jié)理面發(fā)生彎曲拉裂的破壞模式。隨著輸入波強(qiáng)度的增大，邊坡后緣也逐漸被拉裂，沿著層面逐漸形成了陡立貫通的破裂，坡腳處產(chǎn)生剪切擠出破壞現(xiàn)象。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] Kamai T, Wang W N, Shuzui H. The slope failure disaster induced by the Taiwan Chi-Chi earthquake of 21 september 1999 [J]. Landslide News, 2002, 13(6): 8-12.

[2] Aydan ?. Geological and seismological aspects of Kashmir earthquake of october 8, 2005 and geotechnical evaluation of induced failures of natural and cut slopes [J]. Journal of School of Marine Science and Technology, Tokai University, 2006, 4(1): 25-44.

[3] Huang Runqiu, Li Weile. Development and distribution of geohazards triggered by the 5.12 Wenchuan earthquake in China[J].Science China Technological Sciences, 2009,52(4):810-819.

[4] 童民慧，王悅民，邱惠清. 彈性體基礎(chǔ)變形下的岸橋車梁耦合振動(dòng)[J]. 振動(dòng)、測(cè)試與診斷，2017, 37(6): 1136-1140.

Tong Minhui, Wang Yuemin, Qiu Huiqing. Container crane structural elastomeric deformation under the basis of trolley boom coupling vibration response study [J]. Journal of Vibration, Measurement & Diagnosis, 2017, 37(6): 1136-1140. (in Chinese)

[5] Wartman J, Seed R B, Bray J D. Shaking table modeling of seismically induced deformations in slopes [J]. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 2005, 131(5): 610-622.

[6] Wang Kuolung, Lin Meiling. Initiation and displacement of landslide induced by earthquake: a study of shaking table model slope test [J]. Engineering Geology, 2011, 122(1/2): 106-114.

[7] Yang Changwei, Zhang Jianjing, Liu Feicheng, et al. Analysis on two typical landslide hazard phenomena in the Wenchuan earthquake by field investigations and shaking table tests [J]. International Journal of Environmental Research and Public Health, 2015, 12(8): 9181-9198.

[8] Zhao Mingsheng, Huang Dong, Cao Maosen, et al. Shaking table tests on deformation and failure mechanisms of seismic slope [J]. Jouranl of Vibroengineering, 2015, 17(1): 382-392.

[9] 許強(qiáng)，劉漢香，鄒威，等. 斜坡加速度動(dòng)力響應(yīng)特性的大型振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2010，29(12)：2420-2428.

Xu Qiang，Liu Hanxiang，Zou Wei，et al. Study on slope dynamic responses of accelerations by large-scale shaking table test [J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2010，29(12): 2420-2428. (in Chinese)

[10] Huang Runqiu, Zhao Jianjun, Ju Nengpan, et al. Analysis of an anti-dip landslide triggered by the 2008 Wenchuan earthquake in China [J]. Natural Hazards, 2013, 68(2): 1021-1039.

[11] Che Ailan, Yang Hongkai, Wang Bin, et al. Wave propagations through jointed rock masses and their effects on the stability of slopes [J]. Engineering Geology, 2016, 201(2): 45-56.

[12] Louis B.The Pi theorem of dimensional analysis [J].Archive for Rational Mechanics and Analysis, 1957，1(1): 35-45.

[13] 夏頌佑，張楚芳，張鳴岐. 動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)模型相似條件若干問題的探討[J].河海大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，1980(1):59-72.

Xia Songyou, Zhang Chufang, Zhang Mingzhi. Discussion on several issues of dynamic structure model similar conditions [J]. Journal of Hohai University ：Nature Science Edition, 1980(1):59-72. (in Chinese)

[14] 左保成, 陳從新, 劉才華, 等. 相似材料試驗(yàn)研究[J]. 巖土力學(xué), 2004, 25(11): 1805-1808.

Zuo Baocheng, Chen Congxin, Liu Caihua, et al. Research on similar material experiment [J]. Rock and Soil Mechanics, 2004, 25(11): 1805-1808. (in Chinese)

[15] 韓伯鯉, 陳霞齡, 宋一樂, 等. 巖體相似材料的研究[J]. 武漢水利電力大學(xué)學(xué)報(bào), 1997, 30(2):6-9.

Han Boli, Chen Xialing, Song Yile. Research on similar material of rock mass [J]. Journal of Wuhan University of Hydraulic and Electric Engineering, 1997, 30(2):6-9. (in Chinese)

[16] 張強(qiáng)勇, 李術(shù)才, 郭小紅, 等. 鐵晶砂膠結(jié)新型巖土相似材料的研制及其應(yīng)用[J]. 巖土力學(xué), 2008, 29(8): 2126-2130.

Zhang Qiangyong, Li Shucai, Guo Xiaohong, et al. Research and development of new typed cementitious geotechnical similar material for iron crystal sand and its application [J]. Rock and Soil Mechanics, 2008, 29(8): 2126-2130. (in Chinese)

[17] 劉曉東，景博，石慧，等. 燃油泵故障診斷試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方案優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 振動(dòng)、測(cè)試與診斷，2017, 37(6): 1187-1194.

Liu Xiaodong, Jing Bo, Shi Hui, et al. Optimized design of fuel pump fault diagnosis experimental device and test program [J]. Journal of Vibration, Measurement & Diagnosis, 2017,37(6):1187-1194. (in Chinese)

[18] 葉金漢. 巖石力學(xué)參數(shù)手冊(cè)[M]. 北京：水利電力出版社，1991：475-480.

[19] 邵艷，汪明武. 工程地質(zhì)[M]. 武漢：武漢大學(xué)出版社，2013:88-91.

[20] 李忠建，金愛文，魏久傳. 工程地質(zhì)學(xué)[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2015:34-36.

[21] Fan Gang, Zhang Jianjing, Wu Jinbiao, et al. Dynamic response and dynamic failure mode of a weak intercalated rock slope using a shaking table [J]. Rock Mechanics Rock Engineering, 2016, 49(8):1-14.