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循環載荷作用下邊坡臨空面質點運動軌跡特征探討.pdf

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Journal of Engineering Geology 工程地質學報 1004-9665/201 1/19(5)一0719—06 循 環 載 荷 作 用 下 邊 坡 臨 空面 質 點 運 動 軌 跡 特 征 探 討 周 劍①② 張路青① 宗世強③ (① 中 國科學院工程地質力學重點 實驗室 中國科學 院地質與地球 物理 研究 所 北京 100029) (② 中國科學院研究生 院 北京 100049) (③泰 山風景名勝 區管理 委員 會 泰安 271000) 摘 要 循環荷載作用下邊坡巖土體容易產生變形破壞,邊坡各部位的破壞方式存在不同?;跀抵的M技術 ,建立 2個不 同高度 的邊坡模型 ,分析 了坡 肩處質點分別在 10Hz垂 向壓 縮和水 平剪 切循環荷 載作 用下 的運動軌跡 特征 ,并依 據物體 受力 運動 與變形之間的關系確定 了坡肩潛 在的破壞方式。研究表明 :2種加 載方式下 坡肩質點 的運動軌跡 均呈橢 圓形 ,加 載方式 和坡 高對坡肩質點 的運動軌跡及邊坡 的潛 在破壞方式都有一定影響 。低邊坡 坡肩質點 在垂 向壓 縮循環荷載 下主要表 現為垂 向振 動 ,該處巖體發生拉破壞 的可能性大 ;在水平剪切循環作用下該 質點主要 表現為水 平 向振動 ,坡肩 巖體發生 剪破壞 的可 能性 大。對高邊坡而言 ,坡肩 質點水平 向與垂直 向的振動 幅值 之差 較低邊坡坡肩 質點的 明顯 小 ,說明高邊坡 坡肩在這 2種循 環荷 載最 有可能產生拉剪破壞 。 關鍵 詞 循環荷載 臨空面質點 運 動軌跡 坡肩破壞方式 中圖分類號 :TU457 文獻標 識碼 :A NUM ERICAL STUDY oF PARTICLE M oTIoN AT FREE SURFACE oF SLoPES UNDER CYCLIC LoADING ZHOU Jian①② ZHANG LuQing~ ZONG Shiqiang~ (@Key Laboratory ofEngineering Geomechanics,Institute of Geology and Geophysics,CAS,Beijing 100029) (② Graduate University ofChinese Academy ofSciences,Be ng 100049) ((~)Administrative Committee ofMount Tai Scenic Spot,Tai an 271000) . Abstract Under cyclic loading.a slope can be easily deformed and damaged.n e failure mode of each part of the slope is different.Based on the technology of numerical simulation,two slopes with different heights are established. And the particle motion at slope shoulders of the two slopes are analyzed under 10 Hz cyclic vertical compressive load and horizontal shear load,respectively.According to the relation between force and deformation,the potential failure mode of slope shoulder is revea1.The results show that:under cyclic vertical compressive loading and horizontal shear loading,the trail of slope shoulder'particle motion is oval shape.However,the loading pattern and slope height affect the trail of the particle motion.Under vertical compressive load,the particle at lower slope shoulder is experiencing vertical vibration seriously.So the lower slope shoulder is more easily to surfer tension cut一0ff.Reversely.the particle at lower slope shoulder is experiencing horizontal vibration significantly under horizontal shear load,which show the lower slope shoulder is more easily subject to shear failure.Comparing with the lower slope condition,the vertical and horizontal amplitude of vibration of the particle at the higher slope shoulder under both vertica1 and horizontal load are } 收稿 13期 :2010—08— 20;收到修改稿 13期 :2011—05— 05. 基金項 目:中國科 學院知識創新 工程 重要方 向項 目(KZCX2一Yw— Q03),“十一五 ”國家科技支撐計劃項 目(2008BAK50B04) 第一作者簡介 :周 劍 ,從事地質工程、巖石力 學研究.Email:[email protected].con
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