地震作用下松散堆積體崩塌規(guī)模研究與應(yīng)用.pdf

1、由于地震觸發(fā)的崩塌災(zāi)害分布廣，又多以一次性快速滑動(dòng)方式出現(xiàn)。因此，在震區(qū)已經(jīng)成為一種不可忽視的次生災(zāi)害。正如地震災(zāi)害一樣，人類不可能完全避免地震崩塌災(zāi)害，但可以采取積極的、有效的措施來減輕這種災(zāi)害。特別是近年來，隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快、大型水利水電工程的興建、經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略向西部的轉(zhuǎn)移，對(duì)地震崩塌災(zāi)害預(yù)測(cè)研究發(fā)展的要求更為迫切。 松散堆積體邊坡在地震作用下失穩(wěn)模式主要體現(xiàn)為崩塌，而松散介質(zhì)邊坡崩塌規(guī)模是崩塌災(zāi)害的重要指標(biāo)，也是崩

2、塌災(zāi)害中有待研究的科學(xué)問題，但國(guó)內(nèi)外對(duì)此的研究甚少。本文采用離心模型實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，研究了不同地震烈度作用下松散堆積體崩塌規(guī)模；以此為基礎(chǔ)，在擬靜力法思想框架下，以松散介質(zhì)邊坡為研究對(duì)象，根據(jù)力的平衡原理，推導(dǎo)出在不同地震烈度作用下臨界狀態(tài)失穩(wěn)范圍的簡(jiǎn)化公式。以邊坡底板為模型，通過離心試驗(yàn)和PFC2D數(shù)值模擬（按重力相似準(zhǔn)則，高度達(dá)20．4m），對(duì)此簡(jiǎn)化公式的正確性進(jìn)行比較驗(yàn)證，得出該簡(jiǎn)化公式的適用范圍。最后以國(guó)道318線川

3、藏公路整治改建工程通麥至105道班段實(shí)際工點(diǎn)為例，對(duì)此研究方法的應(yīng)用模式進(jìn)行說明。 主要工作及研究結(jié)論如下： （1）采用大型離心模型實(shí)驗(yàn)，研究了均勻顆粒堆積體和非均勻顆粒堆積體在地震作用下的崩塌。 （2）運(yùn)用離散單元法顆粒流程序PFC2D，通過大量?jī)?nèi)摩擦角ょ與摩擦系數(shù)μ關(guān)系的數(shù)值模擬，完成了實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)內(nèi)摩擦角ょ與PFC2D中摩擦系數(shù)μ的對(duì)應(yīng)，達(dá)到了實(shí)際散粒體工點(diǎn)在PFC2D中能夠進(jìn)行模擬的目的，為下一步在PFC2D

4、中進(jìn)行地震作用下散粒體顆粒崩塌數(shù)值模擬提供必要條件。 （3）通過對(duì)地震作用下松散堆積體崩塌在PFC2D中的數(shù)值模擬，研究松散堆積體邊坡的崩塌現(xiàn)象及規(guī)律，并將模擬結(jié)果與離心模型實(shí)驗(yàn)結(jié)果比較。 （4）在上述離心模型實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬研究崩塌的基礎(chǔ)上，建立了一種基于擬靜力法原理的邊坡松散堆積體在不同強(qiáng)度地震作用下崩塌方量估算的簡(jiǎn)化公式。根據(jù)該簡(jiǎn)化公式，完成了川藏公路通麥至105道班沿線各典型邊坡工程在小、中、大震作用下崩塌體積的計(jì)