【摘 要】
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汶川大地震触发了大量的崩塌,其中位于青川县大院回族乡麻柳沟的岩质边坡的崩塌具有鲜明的特征:其崩塌落石的块体大都在5m3,其中有3块巨型块石其体积分别为1234.2m3、229.32m3、
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汶川大地震触发了大量的崩塌,其中位于青川县大院回族乡麻柳沟的岩质边坡的崩塌具有鲜明的特征:其崩塌落石的块体大都在5m3,其中有3块巨型块石其体积分别为1234.2m3、229.32m3、165.6m3,堆积体散乱分布,与崩塌源具有一定距离,表现出临空抛射的特征。本文在麻柳沟崩塌现场调查、汶川地震波资料收集的基础上,采用离散元软件3DEC对地震作用下岩质边坡的动力响应进行分析研究,获得了以下主要认识:
(1)地震崩塌落石的运动与重力作用下落石的运动具有明显的差异,临空抛射是地震崩塌落石的一个显著的运动特征,具有体积大、速度大、运动距离远等特点。
(2)地震作用下的边坡往往都具有地形放大效应,发生崩塌的位置在地形上表现为陡缓交界的部位、陡峭边坡的突兀的山顶、临空面较好的突出山嘴部位和两面临空的单薄山脊。
(3)地震波对岩质边坡主要产生拉剪破坏。竖向地震波在岩体内产生竖向的拉裂缝,并使结构面在竖向上扩张贯通;水平向地震波在岩体内部产生剪切作用,后经蛇形扭裂和椭球形鼓胀拉裂的面波的作用,巨大的加速度将斜坡上部表层高位岩体近水平或斜向上抛出,形成地震高位崩塌。
(4)麻柳沟地震崩塌落石启动的初速度为13.9m/s,竖向初速度为9.3m/s,水平抛射距离在70~80m之间;地震落石飞落至坡体时的速度为重力落石的1.5倍,平均增量为20m/s;坡体运动时,平均倍数为1.56倍,平均增量为11.78m/s;地震崩塌落石最终运动距离是重力崩塌落石的3.26倍。
(5)采用离散元软件3DEC对地震崩塌落石运动过程进行模拟,数值模拟的结果显示,崩塌首先从项部开始,逐渐扩展到下部,区别于自重崩塌从底部开始向上扩展的规律;不同的地震波加载方式决定着崩塌破坏的方式,竖向地震波作用下,模型中会产生明显的拉裂缝,水平向的地震波使落石产生抛射运动;模型监测点的位移曲线成抛物线型,验证了地震崩塌落石临空抛射特征。
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