在漫长的历史岁月中,石窟寺经过千百年的风吹沙打,水泡雨淋,阳光曝晒,地震活动以及人类的破坏以后,产生了多种病害,这必然给石窟的抗震安全性留下了许多潜在的隐患。近些年我国的地震活动总体呈上升势态,许多石窟位于地震活动较强烈的地区,因此开展石窟围岩动态损伤特性研究,对于石窟文物的抗震防护具有重要意义。本文的研究内容主要涉及以下三个方面:(1)本文分析了石窟的震害特征和所在边坡的失稳影响因素,采用静态理论分别对没加固的、挡墙加固的、锚杆加固的石窟岩体进行了抗震性能分析,并且对不同加固类型石窟的抗震稳定性分析方法进行了探讨。(2)目前对于石窟边坡的锚索加固研究尚无系统的理论和方法,本文以安西榆林石窟为例,提出了一种通过反演(C,Φ)值来设计加固石窟边坡的方法。对于在未知岩体的抗剪强度(C,Φ)值的条件下来设计加固石窟边坡,该方法的提出具有一定的理论意义和应用价值。(3)以大型ADINA有限元分析软件为基础,编制了预应力锚索材料的非线性有限元计算程序模块,研究石窟在地震作用下的稳定性问题。选取能代表石窟整体结构的三个不同剖面作为有限元计算模型,并采用不同工程特性的地震动加速度时程作为荷载输入。通过对不同地震动峰值加速度(PGA)、不同频谱、不同持时作用下,锚索加固洞窟围岩的位移场和应力场特征的研究,探讨了不同地震动作用下,洞窟的结构及洞窟之间的组合关系对围岩动态损伤及稳定性的影响。通过瞬态分析,指出了石窟结构在地震荷载作用下的薄弱部位,并且给出在易被破坏位置上的节点的位移时程和易被破坏位置上的单元的主拉、主压应力时程曲线。计算结果表明地震作用下薄弱部位多数发生在石窟的角点附近,采用合理的预应力锚索加固技术可以有效提高石窟岩体的抗震安全性。本论文得到科技部社会公益研究专项(2002DIB20062)的资助