地震地质 ›› 2020, Vol. 42 ›› Issue (1): 212-225.DOI: 10.3969/j.issn.0253-4967.2020.01.014
韩培锋1,2,3)(), 樊晓一1,3), 田述军1,3), 文华1,3), 张友谊1,3)
收稿日期:
2019-04-01
出版日期:
2020-02-20
发布日期:
2020-06-17
作者简介:
〔作者简介〕 韩培锋, 男, 1984年生, 2014年于中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所获岩土工程专业博士学位, 讲师, 研究方向主要为工程地质灾害发生机理、 岩土工程渗流, E-mail: hanpeifeng@yeah.net。
基金资助:
HAN Pei-feng1,2,3)(), FAN Xiao-yi1,3), TIAN Shu-jun1,3), WEN Hua1,3), ZHANG You-yi1,3)
Received:
2019-04-01
Online:
2020-02-20
Published:
2020-06-17
摘要:
土石混合堆积体在地震荷载作用下的动力响应是研究其在地震荷载作用下失稳机理的重要指标。 文中基于室内振动台模型试验, 研究了含石量和坡度变化对土石混合堆积体动力响应特征的影响。 试验结果表明: 峰值加速度(PGA)的放大系数在水平方向随着高程的增加而增大; 坡度越大时水平方向的PGA放大系数越大, 而含石量越大时其对应的水平方向的PGA放大系数越小; 土石混合堆积体的坡脚处竖直方向的PGA放大系数增长明显, 而坡顶竖直方向的PGA放大系数有减弱的趋势; 相同激振强度下, 土石混合堆积体的坡度越大则坡体顶部的永久位移越大, 而含石量越大则对应的坡顶位移越小; 堆积体滑坡振动过程及滑动后, 大粒径颗粒向下运动的速度较快, 使得土石混合堆积体坡脚的堆覆具有非常明显的颗粒分选现象。 文中的研究结果对于分析土石混合堆积体的含石量和坡度变化与其在地震荷载作用下的动力响应规律具有实际意义。
中图分类号:
韩培锋, 樊晓一, 田述军, 文华, 张友谊. 含石量和坡度变化对土石混合堆积体的动力响应及失稳的影响[J]. 地震地质, 2020, 42(1): 212-225.
HAN Pei-feng, FAN Xiao-yi, TIAN Shu-jun, WEN Hua, ZHANG You-yi. STUDY ON DYNAMIC RESPONSE AND INSTABILITY OF SOIL-ROCK MIXTURE DEPOSIT WITH DIFFERENT STONE CONTENTS AND SLOPE GRADIENTS[J]. SEISMOLOGY AND GEOLOGY, 2020, 42(1): 212-225.
物理量 | 相似关系 | 相似比 |
---|---|---|
长度l | Cl | Λ |
位移u | Cu=Cl | Λ |
速度v | Cv =(ClCa)-1/2 | λ-1/2 |
加速度a | Ca | 1 |
黏聚力c | Cv=Cl CρCa | Λ |
内摩擦角φ | Cc | 1 |
振动频率f | Cf=(Ca /Cl)1/2 | λ-1/2 |
时间t | Ct =(Cl/Ca)1/2 | λ1/2 |
密度ρ | Cρ | 1 |
表1 模型试验相似常数
Table1 Similarity coefficients of model test
物理量 | 相似关系 | 相似比 |
---|---|---|
长度l | Cl | Λ |
位移u | Cu=Cl | Λ |
速度v | Cv =(ClCa)-1/2 | λ-1/2 |
加速度a | Ca | 1 |
黏聚力c | Cv=Cl CρCa | Λ |
内摩擦角φ | Cc | 1 |
振动频率f | Cf=(Ca /Cl)1/2 | λ-1/2 |
时间t | Ct =(Cl/Ca)1/2 | λ1/2 |
密度ρ | Cρ | 1 |
图 5 不同坡度的堆积体水平方向的加速度响应 a 含石量30%, 15Hz; b 含石量30%, 20Hz; c 含石量40%, 15Hz; d 含石量40%, 20Hz
Fig. 5 Acceleration response of deposit with different slope gradients in horizontal direction.
图 6 不同含石量的堆积体水平方向加速度响应 a 坡度30°, 15Hz; b 坡度30°, 20Hz; c 坡度40°, 15Hz; d 坡度40°, 20Hz
Fig. 6 Acceleration response of deposit with different stone contents in horizontal direction.
图 11 不同坡度的堆积体坡顶竖直方向的加速度响应 a 含石量30%, 15Hz; b 含石量30%, 20Hz; c 含石量40%, 15Hz; d 含石量40%, 20Hz
Fig. 11 The vertical acceleration response of the top of deposit with different slope gradients.
图 12 不同含石量的堆积体坡顶竖直方向的加速度响应a 坡度30°, 15Hz; b 坡度30°, 20Hz; c 坡度40°, 15Hz; d 坡度40°, 20Hz
Fig. 12 The vertical acceleration response of the top of deposit with different stone contents.
图 13 坡度变化下堆积体不同部位的永久位移变化曲线 a 含石量30%, 坡顶; b 含石量40%, 坡顶; c 含石量30%, 坡脚; d 含石量40%, 坡脚
Fig. 13 Permanent displacement curves of different parts of deposit with different slope gradients.
图 14 含石量变化下堆积体不同部位的永久位移变化曲线 a 坡度30°, 坡顶; b 坡度40°, 坡顶; c 坡度30°, 坡脚; d 坡度40°, 坡脚
Fig. 14 Permanent displacement curves of different parts of deposit with different stone contents.
图 15 土石混合堆积体失稳破坏过程中不同时刻的模型 a t=95s; b t=103s
Fig. 15 Modeling diagrams of soil-rock mixture deposit at different times during instability and failure process.
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