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研究亮點(diǎn)
成都山地所在地震滑坡?lián)p傷失穩機制研究方面取得重要進(jìn)展
川藏交通廊道沿線(xiàn)分布多個(gè)潛在震源區，地震活動(dòng)頻繁、強烈。高陡邊坡的地震穩定性對基礎設施的安全運營(yíng)至關(guān)重要。目前對斜坡震損過(guò)程認知不清，缺少定量損傷評價(jià)方法，地震滑坡孕育過(guò)程加速度、應變及土壓力多響應參量的耦合機理不清，邊坡地震損傷機制和失穩判據尚未明確，這些科學(xué)難題嚴重制約了地震滑坡穩定性預測以其啟動(dòng)-運動(dòng)鏈生機制的深入研究。針對上述問(wèn)題，成都山地所蘇立君研究員團隊張崇磊副研究員通過(guò)開(kāi)展大型振動(dòng)臺模型實(shí)驗和震損理論研究，在邊坡損傷區判識方法以及震損失穩判據研究中取得了重要進(jìn)展。
課題組選取川藏交通廊道地震易發(fā)區典型邊坡工程為原型，設計并開(kāi)展了強震條件下大比例尺振動(dòng)臺模型實(shí)驗，基于不同部位加速度、土壓力、應變的變化特征，劃定了剪切帶擴展至貫通的特征階段，滑面主要形成于砂層和角礫巖層間的界面處；進(jìn)一步構建了動(dòng)參數之間的定量關(guān)系，發(fā)現當動(dòng)剪應力比大于2時(shí)，滑面動(dòng)應變隨剪切帶延伸和貫通失效過(guò)程而顯著(zhù)增加；隨動(dòng)應力水平增大，殘余應變的增長(cháng)特征表現為穩定、轉變和失效狀態(tài)，據此劃定了邊坡由穩定、過(guò)渡直至失效的臨界狀態(tài)。本研究構建了地震邊坡損傷區判識方法，提出了基于殘余應變增長(cháng)特征的震損失穩判據，完善了地震易發(fā)區鐵路邊坡地震穩定性計算理論，為邊坡工程的易損性評估和監測預警提供了重要依據。 相關(guān)研究得到了第二次青藏高原綜合科學(xué)考察研究（2021QZKK0202）、國家自然科學(xué)基金重大項目課題（41790432）的支持。成果論文發(fā)表在工程地質(zhì)期刊“Engineering Geology”、“Soil Dynamics and Earthquake Engineering”以及“Bulletin of Engineering Geology and the Environment”期刊。 論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2022.106714 https://doi.org/10.1016/j.soildyn.2020.106409 https://doi.org/10.1007/s10064-019-01614-y
圖1 強震作用下鐵路邊坡加速度放大效應、滑帶發(fā)育以及震損失穩臨界狀態(tài) |
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