物性参数对黄土边坡地震响应影响的敏感性分析

【摘要】边坡地震动力稳定性问题是当前工程地震研究的热点之一。中国黄土边坡分布非常广泛，且大多分布在地震活动带内，极易受到地震动力作用的影响，从而导致滑坡、崩塌等地震地质灾害。从地质灾害研究的观点看，边坡岩土体物性参数是边坡地震地质灾害的易发条件，是影响边坡地震动力响应和地震稳定性的重要因素。因此，研究刻画边坡岩土物性的主要参数变化对边坡地震动力响应影响的敏感性，是边坡地震动力分析的关键问题之一。迄今为止，黄土物性参数变化对边坡地震动力响应和地震稳定性影响的研究仍然非常薄弱。本文以陕西宝鸡蟠龙塬黄土边坡为研究对象，进行黄土物性参数对边坡地震动力响应影响的敏感性研究。根据以往对黄土边坡特点以及地震作用下边坡变形破坏类型及破坏机制的研究，本文选定参与敏感性分析的黄土物性参数有：密度ρ、杨氏模量E、泊松比μ、临界阻尼比D、内聚力c和内摩擦角φ。将蟠龙塬边坡土体简化成三层均质连续介质，对黄土参数采用正交设计法进行处理，利用FLAC3D有限差分软件模拟不同黄土物性参数组合的边坡对不同地震激励的位移响应，再对模拟的边坡的位移响应进行极差分析和方差分析，得到不同地震作用方式下的黄土参数敏感性程度。通过研究得到了以下成果：微震条件下，本文研究了不同类型地震波垂直入射边坡底部，参数对地震响应影响的敏感性，边坡处于弹性阶段的敏感性顺序为：泊松比>杨氏模量>临界阻尼比>密度。得到参数敏感性顺序的同时也为边坡卓越频率反演提供科学依据，也为强震作用下边坡稳定性精确研究奠定基础。强震条件下，对不同类型的地震波垂直及倾斜入射边坡底部的参数敏感性进行研究，得出塑性状态的参数敏感性顺序为：临界阻尼比>内摩擦角>内聚力>泊松比>杨氏模量>密度。并得到边坡破坏的最不利参数组合及破坏方式。本文通过参数敏感性的研究，得出黄土物性参数在合理变化区间内与边坡地震动力响应的关系。
【作者】郝明盛；
【导师】孙进忠；
【作者基本信息】中国地质大学（北京），地质工程，2014，硕士
【关键词】黄土边坡；参数敏感性；正交设计；地震动力响应；

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