上硬下軟巖質(zhì)邊坡振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)研究

上硬下軟巖質(zhì)邊坡振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)研究摘要：利用振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)研究了上硬下軟巖質(zhì)邊坡的動(dòng)力響應(yīng)特征、振動(dòng)反應(yīng)規(guī)律、變形變化以及破壞規(guī)律等問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)表明，在不同的振動(dòng)條件下，上硬下軟巖質(zhì)邊坡的動(dòng)力響應(yīng)特征與振動(dòng)反應(yīng)規(guī)律均存在明顯差異，其中測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)、巖土參數(shù)、振動(dòng)條件、邊坡傾角等因素均對(duì)邊坡的動(dòng)力響應(yīng)和破壞產(chǎn)生影響，因此，應(yīng)選取合適的振動(dòng)條件、合理的邊坡傾角、科學(xué)的巖土參數(shù)以及合適的測(cè)點(diǎn)布置方案進(jìn)行模型試驗(yàn)研究。關(guān)鍵詞：上硬下軟巖質(zhì)邊坡；振動(dòng)反應(yīng)；變形變化；破壞規(guī)律；振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)一、引言巖土工程中，邊坡穩(wěn)定性是一個(gè)重要的研究領(lǐng)域。而巖石和土壤是具有非線性、各向異性和隨機(jī)性的材料，具有非常復(fù)雜的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和破壞規(guī)律。然而，由于實(shí)際的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)條件受到各種因素的制約，因此在巖土工程研究中使用物理模型試驗(yàn)是十分必要的。本文在振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，通過(guò)觀察和分析，研究了上硬下軟巖質(zhì)邊坡的動(dòng)力響應(yīng)特征、振動(dòng)反應(yīng)規(guī)律、變形變化以及破壞規(guī)律等問(wèn)題，為巖土工程實(shí)際應(yīng)用提供前期的試驗(yàn)數(shù)據(jù)支持和技術(shù)指導(dǎo)。二、試驗(yàn)原理和方案振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)是利用實(shí)驗(yàn)室中的振動(dòng)臺(tái)，模擬邊坡受到的實(shí)際地震作用，探究邊坡的動(dòng)態(tài)性能和穩(wěn)定性，并將試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評(píng)估和應(yīng)用。本次試驗(yàn)選取了新科研究中心振動(dòng)臺(tái)，并以上硬下軟巖質(zhì)邊坡作為研究對(duì)象。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)工作，邊坡共有三個(gè)測(cè)點(diǎn)。試驗(yàn)中選擇了相同數(shù)量和位置的模型測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)分別位于邊坡橫截面中心線上，分別稱為A、B、C三個(gè)測(cè)點(diǎn)。試驗(yàn)中將巖土體模型放于振動(dòng)臺(tái)上，以地震波視作試驗(yàn)的激勵(lì)載荷，通過(guò)觀察模型的振動(dòng)反應(yīng)和變形變化，獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)而分析上硬下軟巖質(zhì)邊坡的破壞形態(tài)、破壞原因等問(wèn)題。三、試驗(yàn)結(jié)果分析1.轉(zhuǎn)換角和振動(dòng)條件對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響試驗(yàn)中設(shè)置了兩種不同的轉(zhuǎn)換角（30°和45°）、三種不同的振動(dòng)條件（方波信號(hào)、正弦波信號(hào)、S波信號(hào)）。通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析發(fā)現(xiàn)，邊坡的振動(dòng)反應(yīng)規(guī)律、變形變化以及破壞規(guī)律都存在明顯差異。其中，45°的轉(zhuǎn)換角對(duì)邊坡的穩(wěn)定性影響更大，不利于邊坡的穩(wěn)定。方波信號(hào)振動(dòng)下，上軟下硬巖質(zhì)邊坡存在明顯的破壞。2.巖土參數(shù)的影響巖土參數(shù)對(duì)邊坡的動(dòng)力響應(yīng)和破壞產(chǎn)生明顯影響。經(jīng)過(guò)對(duì)比分析得知，模型中的張力裂隙角度、巖土間摩擦角度和內(nèi)摩擦角度以及剪切參數(shù)等均會(huì)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生影響，因此在實(shí)際工程中需要科學(xué)合理地選取巖土參數(shù)。3.邊坡傾角的影響試驗(yàn)結(jié)果表明，在不同的邊坡傾角條件下，其動(dòng)力響應(yīng)和破壞形態(tài)也存在顯著的差異。邊坡傾角小于30°時(shí)，邊坡細(xì)微變形較小，屬于穩(wěn)定狀態(tài)；而當(dāng)邊坡傾角增大到一定程度時(shí)，邊坡的位移變形逐漸增大，形成了破壞面，發(fā)生了較大程度的破壞。四、總結(jié)與建議通過(guò)振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)對(duì)上硬下軟巖質(zhì)邊坡進(jìn)行了研究。試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，巖土參數(shù)、振動(dòng)條件、轉(zhuǎn)換角度以及邊坡傾角等因素均對(duì)邊坡的動(dòng)力響應(yīng)和破壞產(chǎn)生了影響。建議在實(shí)際工程中需要合理選取巖土參數(shù)，合適的振動(dòng)條件，科學(xué)的轉(zhuǎn)換角度，以及合適的邊坡傾角，進(jìn)一步提高工程的安全性和穩(wěn)定性。在后續(xù)的研究中，應(yīng)該進(jìn)一步