地震灾害造成巨大的危害,其中地震引发的边坡失稳是其中危害较大的,因此展开对边坡失稳的研究十分必要,目前,边坡地震动力响应的物理模拟研究大多采用振动台模型实验方法,但这种方法对于高边坡地震动力响应问题无法满足相似性的要求,因此探索满足波动问题相似原理的边坡地震动力响应超声物理模型实验方法具有重要意义。本文对平凸凹三种典型均质边坡在不同角度入射平面P波入射作用下的地震响应进行分析。建立与超声物理模拟边坡模型完全相同的同条件的数值模型,采用超声物理模拟发射换能器的激振波形作为数值模拟激振的输入波形,得到与超声物理模拟边坡地震波场相对应的数值模拟波场,求证边坡地震响应超声模拟波场与数值模拟波场的一致性;又建立了按相似比由超声模拟边坡物理实验模型倒推的原型边坡数值模型,采用数值方法模拟边坡模型对不同方向入射的平面P波弱震激励的动力响应,以便求证弱震激励对应边坡地震响应波场与强震激励对应的边坡地震响应波场的一致性。通过以上工作,本文研究取得了以下成果和认识:(1)同条件下物理模拟和数值模拟对比,超声物理模拟和数值模拟得到的边坡弱震动力响应波场分布具有一定的相似性,由图示分析可知P波斜入射条件下物理模拟与数值模拟的能量强弱规律大体分布一致,这一结果一方面说明,同条件边坡的数值模拟能够获得与超声物理模拟实验类似的边坡地震响应,另一方面,也证明了超声物理实验的合理性与可行性。(2)由同条件下的边坡物理模型按相似比倒推原型边坡,对边坡由弱到强激振的数值模拟结果表明,边坡微震波场和强震波场基本类似,即,边坡的弱震响应与强震响应具有一致性,说明根据边坡对弱震的响应可以了解边坡对强震的响应。这为边坡地震响应的超声模拟方法的可行性奠定了物理基础。(3)随着激振角度的倾斜,边坡体内能量分布逐步向边坡底部靠拢汇聚。对比图中平、凸、凹三边坡在斜入射角激振坡面的能量分布图,可以发现,坡面能量强弱分布的大小排序凹坡最小,平坡次之,凸坡最大。(4)对比P波和平面SH波入射对应的同条件边坡地震响应波场,可以看出,两种地震波激励对应的边坡地震响应波场分布特征基本一致,揭示了边坡性状对边坡地震响应特征的控制作用。本文的研究求证了边坡地震响应的超声模拟方法的物理合理性和可行性,确认了超声模拟方法对于边坡地震动力响应问题研究的价值。