頻發(fā)微震下堆積體斜坡?lián)p傷累積效應(yīng)及其動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律研究.pdf

1、三峽庫(kù)區(qū)自2003年開(kāi)始蓄水以來(lái)，庫(kù)區(qū)水位大幅提升，巨大的附水壓力施加于庫(kù)盆巖體。按庫(kù)區(qū)的水位調(diào)度計(jì)劃，庫(kù)區(qū)水位每年呈周期性漲落，這極大提高了庫(kù)區(qū)發(fā)生誘發(fā)地震的可能性。誘發(fā)地震能量釋放集中，其造成的地表烈度明顯大于同震級(jí)的構(gòu)造地震，3級(jí)以上的誘發(fā)地震震中烈度可達(dá)Ⅴ度（0.04g）。堆積體斜坡在三峽庫(kù)區(qū)分布廣泛，坡體結(jié)構(gòu)松散，容易在地震作用下發(fā)生破壞。目前的研究重點(diǎn)主要放在滑體處于臨界失穩(wěn)狀態(tài)，很少關(guān)注頻發(fā)微震對(duì)堆積體斜坡的長(zhǎng)期影響。因此

2、，深入開(kāi)展庫(kù)區(qū)堆積體斜坡在頻發(fā)微震下的損傷累積效應(yīng)及動(dòng)力響應(yīng)相關(guān)研究則極具基礎(chǔ)性研究意義。
　　本文采用資料總結(jié)、試驗(yàn)分析、數(shù)值模擬等方法對(duì)課題展開(kāi)研究。通過(guò)整理國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)資料，對(duì)堆積體斜坡的特征與性狀展開(kāi)論述；通過(guò)在三峽庫(kù)區(qū)境內(nèi)某堆積體斜坡采集的樣品開(kāi)展大型室內(nèi)直剪試驗(yàn)，研究不同含水率、不同密實(shí)程度的堆積土的剪切特性；借助小型振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，以不同坡體結(jié)構(gòu)、不同含水率、不同密實(shí)程度為重點(diǎn)模擬內(nèi)容，先后展開(kāi)了針對(duì)10個(gè)具有不同特征模型

3、的堆積體斜坡動(dòng)力損傷累積效應(yīng)與動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)研究；利用顆粒流離散元程序（PFC2D）建立堆積體斜坡的數(shù)值模型，開(kāi)展了相關(guān)的動(dòng)力響應(yīng)模擬。主要研究成果如下：
　　①堆積土剪切時(shí)法向應(yīng)力越大，剪切曲線近彈性段越長(zhǎng)，剪切屈服段的剪應(yīng)力與位移增量越大；其余條件相同，剪切曲線為軟化或近彈塑性形狀時(shí)，不同干密度試樣破壞后的殘余強(qiáng)度值接近；其余條件相同，含水率越小，剪切曲線近彈性段的切線斜率越大；密實(shí)程度對(duì)混合料的剪切強(qiáng)度有增大效果，而法向

4、應(yīng)力對(duì)這種增大效果呈削弱作用；含水率越大，混合料剪切強(qiáng)度越低；密實(shí)程度增大，混合料的粘聚力顯著增大，內(nèi)摩擦角影響不大；含水率越大，混合料的粘聚力與內(nèi)摩擦角越小，并且粘聚力、內(nèi)摩擦角與含水率滿足冪函數(shù)關(guān)系。
　　②振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)中，基于自振頻率的損傷分析發(fā)現(xiàn)：基巖存在與否并不影響損傷累積曲線走勢(shì)，但無(wú)基巖模型初期震動(dòng)密實(shí)效應(yīng)強(qiáng)于有基巖模型，前者總體損傷累積程度小于后者；含水率越高，模型損傷發(fā)展越迅速；密實(shí)程度越高，損傷發(fā)展越緩慢?；赑

5、GA放大系數(shù)的動(dòng)力響應(yīng)分析發(fā)現(xiàn)：初始階段，含水率越高，PGA放大系數(shù)隨高程的增幅越大；從整個(gè)階段來(lái)看，隨著震動(dòng)頻次的增多，PGA放大系數(shù)隨高程的增幅呈線性趨勢(shì)，密實(shí)程度越高，該趨勢(shì)越明顯；不同頻率工況作用下，高頻工況下的PGA放大系數(shù)變化范圍要大于低頻工況，頻率越大，該現(xiàn)象越明顯。高含水率模型破壞呈“局部整體式”，低含水率模型破壞呈“潰散式”；密實(shí)程度對(duì)模型的破壞模式影響不大。
　?、跴FC數(shù)值模擬結(jié)果表明，基于裂縫擴(kuò)展方式的損傷