1、中國件學(xué)院博士學(xué)位論又摘要摘要從邊坡動力問題是一個涉及多學(xué)科交叉的難題，它不僅是一個重要的工程地質(zhì)學(xué)(巖土工程學(xué))問題，同時又涉及地震學(xué)、地球物理學(xué)、地震工程學(xué)、工程地震學(xué)等學(xué)科的內(nèi)容，田于各學(xué)科乙間的隔閡，導(dǎo)致對于邊坡動力問題的研究還很不成熟。我國獨特的地理、地質(zhì)條葉決定了邊坡動力問題在我國非常突出，因此邊坡動力響應(yīng)的研究特別是巖質(zhì)高邊坡的動力炯應(yīng)研究不僅有很重要的理論意義，而且具有重要的實踐意義。本文通過閱讀大量的國內(nèi)外文獻，系統(tǒng)總

2、結(jié)了邊坡動力問題研究所取得的進展，并對邊坡動力問題研究的方法進行了簡要評述。邊坡動力問題的研究必須建立在工程地質(zhì)定It分析的基礎(chǔ)上。由于地質(zhì)條件的復(fù)雜性和人們認識事物的局限性，工程地質(zhì)定性評價在邊坡穩(wěn)定性評價中具有重要位置。特別對于地質(zhì)條件復(fù)雜的巖質(zhì)高邊坡工程地質(zhì)定性評價更有其特殊價值。在邊坡動力穩(wěn)定性分析前期，根據(jù)邊坡的毛程地質(zhì)條件，確定邊坡變形破壞的模式，判斷邊坡在動力作用下的主要失穩(wěn)機制。對邊坡的動力穩(wěn)定性分析作出初步判斷具有很重

3、要的意義。、本文在總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上，將地震作用下邊坡穩(wěn)定性的影響因素歸納為邊坡所處的地質(zhì)背景、邊坡巖體結(jié)構(gòu)類型、地層巖性組合、地形地貌條件以及水文地質(zhì)條件五個方面，并進行了詳盡的分析。1從巖體結(jié)構(gòu)控制的觀點出發(fā)，把邊坡的工程地質(zhì)模型歸納為兩類。一類是有明顯控制性結(jié)構(gòu)面的邊坡工程地質(zhì)模型:一類是無明顯控制性結(jié)構(gòu)面的邊坡工程地質(zhì)模型。前者包括了水平層狀邊坡、順層邊坡、反傾邊坡，同時包括了滑坡，由基巖和厚的覆蓋層(風化殼)組成的邊坡:

4、后者則是主要包括均質(zhì)土坡，無明顯控制性結(jié)構(gòu)面的節(jié)理裂隙化的巖質(zhì)邊坡，并對它們在地震作用下的破習、形式進行了探討。對邊坡的動力失穩(wěn)機制進行了討論，認為在強烈的地震作用下邊坡會產(chǎn)生兩種作用:(I)地震慣吐力的作用:c2地震產(chǎn)生的超靜孔隙水壓力迅速的增大和累積作用。二者的共同作用導(dǎo)致了邊坡的失穩(wěn)。對于不同的邊坡破壞類型，這兩種作用的作用強度也不同，對于塑性流動夫隱破壞是孔隙水壓力的累積作用起主導(dǎo)作用引起，崩塌型、層體彎折型則是地震慣性力起決定

5、作用，對于滑動型破壞則視情況而定。對于后發(fā)型邊坡失穩(wěn)，則是由于地震的累積效應(yīng)導(dǎo)致邊坡巖體力學(xué)參數(shù)的降低，為后來的外地質(zhì)營力創(chuàng)造了條件，最終導(dǎo)致了邊坡的失i.1破壞這些討論是邊坡動力穩(wěn)定性定量評價的基礎(chǔ)。簡要介紹了拉格朗日元法的原理。利用拉格朗日元法，通過大量的數(shù)值模擬，對邊坡動力響應(yīng)的規(guī)律這一問題進行了深入研究，發(fā)現(xiàn)了邊坡動力響應(yīng)的位移、速度、加速度在邊坡h9面上分布的一股規(guī)律:在邊坡高度較低的情形下，在鉛直方向上，位移、速度、加速度隨

6、著高程的增大呈線性增加趨勢:當邊坡高度較高時，在鉛直方向上，位移、速度、加速度隨著高程的增大不再呈線性增加，而是時而增大，時而減小，增大和減小相間，呈節(jié)律性變化，到達坡肩附近，則又重新放大，并呈現(xiàn)較強的線性規(guī)律，同時在距離邊坡面一定的范圍內(nèi)，邊坡水平向的放大作用出現(xiàn)，隨著水平深度的進一步增加，位移、速度、加速度三量出現(xiàn)時而增人、時而減小的節(jié)律性變化。坡度的變化對位移、速度、加速度放大系數(shù)等值線圖的分布形式有明顯影響。在坡面一定范圍內(nèi)，位

7、移、速度、加速度三量放大系數(shù)等值線的方向以及極值區(qū)的走向與邊坡坡面平r，超過這個范圍，等值線的方向與極值區(qū)的走向轉(zhuǎn)為水平，并呈等間距分布。但是，邊坡動力響應(yīng)節(jié)律性變化出現(xiàn)與否與邊坡坡度無關(guān)。定義了邊坡動力響應(yīng)的高邊坡效應(yīng)和低邊坡效應(yīng)，討論了動力高邊坡效應(yīng)臨界高度魷11rc的影響囚素，發(fā)現(xiàn)動力高邊坡效應(yīng)臨界高度從1與邊坡的動彈性模量E的平方根成止比，中國科學(xué)院博士學(xué)位論文摘要StudyonDynamicResponsesofSlopesa

8、ndItsApplicationShengwenQi(GeologicalEngineering)DirectedbyFaquanWu(ProfessorInstituteofGeologyandGeophysicsCAS)AbstractAsamarginalsubjectdynamicresponsesofslopesisnotonlyanimportantproblemofengineeringgeology(Geotechnic

9、alproblem)butalsoofothersubjectssuchasseismologygeophysicsseismicengineeringandengineeringseismicandsoon.Owningtothegulfbetweendiferentsubjectsitisarduoustostudydynamicresponsesofslopesandthestudyisfarfromripeness.Studyi

10、ngonthedynamicresponsesofslopesisveryimportantintheoriesaswellaspractices.Supportedbyhundredsofbibliographiesthispapersystemicallydetailsthedevelopmentprocessofthissubjectintroducesmainmeanstoanalyzethissubjectandthengiv

11、esbriefremarkstoeachmeansrespectively.Engineeringgeologyqualitativeanalysisisthebaseofslopesdynamicresponsesstudy.Becauseofcomplexityofgeologicalconditionsengineeringgeologyqualitativeanalysisisveryimportantinslopesstabi

12、litystudyespeciallytorockslopeswithcomplexengineeringgeologyconditions.Basedonresearchfruitsofforerunnersthispapersummarizesfactorsinfluencingslopesdynamicstabilityintofiveaspectsasgeologybackgroundstratumsrockmassstruct

13、ureandtopographyaswellashydrogeologycondition.Basedonrockmassstructurecontrollingtheoryengineeringgeologymodeloftheslopeisgroupedintotwotypicalclassesoneismodelwithobviouscontrollingdiscontinuitieswhichincludeshorizontal

14、beddedslopebeddingslopeantidipslopeslideaswellasslopewithbaserockandweatheredcrusttheotherismodelwithoutobviouscontrollingdiscontinuitieswhichincludeshomogeneoussoilslopejointrockmassslope.Studyonslopefailuremechanismund

15、erdynamicforcethepaperconcludesthattherearetwoeffectswillappearinslopeduringstrongearthquakeoneisearthquakeinertiaforcetheotherisultraporepressurebuildup.Thetwoefectsleadtofailureoftheslope.Todiferenttypesofslopefailuret

16、heintensityoftwoefectsactingontheslopeisdiferenttoo.Toplasticflowfailureporepressurebuildupisdominanttofallingrockfailureandtopplingfailureearthquakeinertiaforceisdominantingeneral.Thispaperbrieflyintroducestheprincipleo

17、fLagrangianelementmethod.ThroughalotofnumericalsimulationswithFLAC3Dthepapercomprehensivelystudiesdynamicresponsesofslopesandfindsthat:iftheslopeislowdisplacementvelocityandaccelerationarelinearenlargingwithelevationincr

18、easinginverticaldirectioniftheslopeishighenoughdisplacementvelocityandaccelerationarenotlinearwithelevationanymoreontheotherhandtheyfluctuatewithcertainrhythm.Atthesametimetherhythmappearsinthehorizontaldirectioninthecer

19、tainareanearsurfaceoftheslope.Thedistributionformofisolineofdisplacementvelocityandaccelerationinthesectionoftheslopeisremarkablyafectedbytheslopeangle.Inthecertainareaneartheslopesurfaceisolineofdisplaceme叭velocityandac