地震對軟弱夾層邊坡穩定性影響數值模擬研究

杜曉麗 宋宏偉 魏京勝

(1.中國礦業大學建筑工程學院,江蘇徐州 221008;2.深部巖土力學與地下工程國家重點實驗室,江蘇徐州 221008)

由于軟弱夾層誘發的巖質邊坡失穩事故占有十分重要的地位[1-4],國內學者對軟弱夾層對邊坡穩定性的影響進行了大量研究,并取得了許多有意義的成果.文獻[5-7]利用相似實驗模型,從不同的角度分析了地震加速度、結構面走向對邊坡穩定性的影響,并總結邊坡失穩破壞的模式;文獻[8-10]利用數值模擬法研究動荷載作用規律,得到許多有意義的結論.基于地震波通過結構面時的傳播理論,文獻[11-12]給出了有摩擦滑移情況下爆炸應力波通過軟弱結構面時的時反射關系,并討論了結構面上的摩擦滑移條件和能量損耗問題;文獻[13-14]建立了軟弱夾層的透射模型,并對薄軟弱夾層的隔振性能進行了研究;文獻[15]歸納了二維波穿過非連續結構面后的透射率特性,對其隱含意義進行了深入研究.然而,至今有關軟弱夾層巖質邊坡研究還不夠深入.

借助ADINA數值模擬軟件對有無軟弱夾層的巖質邊坡穩定性進行數值分析,強調均質巖質邊坡與含軟弱夾層巖質邊坡在破壞位置和破壞程度方面的差異;研究結構面傾角、厚度與質點位移、速度的關系,進而探討結構面傾角對邊坡穩定性的影響.

1 數值模型的建模和求解

1.1 數值模型

考慮軟弱夾層的位置,確定邊坡模型邊界范圍為:沿水平Y方向取150 m,沿垂直Z方向取150 m.考慮到平面應變問題……