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摘要：地震滑坡往往具有位移大、速度快、突发性等特点，一般规模较大，对于研究其破坏机制当前的研究方法主要有：工程地质分析法、静力极限平衡法、安全系数分析法、振动台模型实验法、数值模拟法等。其中，数值模拟作为一种方便高效的方法被广泛的应用到斜坡的破坏机制研究中。本文对UDEC离散元软件的建模和地震动力荷载的施加方法进行探讨，讲解了完整滑坡模型的建立和分析过程。
1前言
地震滑坡具有运动速度快、运动距离长、 灾害范围大、破坏力强等特点[1]，是国内外的研究热点之一。在天然岩体中必然存在各种岩层面，且岩层中存在节理面等软弱结构面，而离散元法对这类非连续性介质的研究具有本质优势，UDEC中的损伤模型[2]更特别适合于固体介质在荷载（力荷载、流体、温度等）作用下静、动态响应问题的分析，如介质运动、大变形、或破坏行为甚至是破坏过程研究，特别是研究地震滑坡中地震纵波和横波的耦合问题[3]。范昊天[4]等运用PFC2D含软弱夹层岩质边坡滑动演化过程和破坏机理进行了详细分析;李海波[5]等基于UDEC程序和強度折减法，提出一种全新的以位移时程曲线尾部发散特征作为地震滑坡临界失稳状态的判据、以及将对应的折减系数作为边坡地震安全系数;曹琰波[6]等运用离散元数值模拟滑坡全时程认为在岩质边坡中的不连续结构面对边坡的动力响应有控制作用。
2数值模型的建立
运用UDEC离散元数值模拟软件，构建UDEC-DM模型，研究在强震作用下斜坡的动力损伤以及同震崩滑的全过程。
2.1 模型块体构建
根据研究区的滑坡实测剖面图，建立模型及生成模型块体，在根据实际地层，地质结构构建计算模型的几何块体。其中需要注意网格大小的划分，为确保地震波能在模型中精确传播，对模型进行网格划分，网格大小要满足以下条件：
其中，Δl为模型最大网格尺寸，λ为输入地震波的最短波长，c为波速1700m/s，f为地震波频率。
2.2 本构模型选择和材料参数
由于研究的是地震滑坡，需要输入地震波动力，因此一般地震滑坡模型采用塑性本构模型和Mohr -Coulomb屈服准则，对于材料参数的取值，一般根据野外采样，通过室内岩石力学参数实验确定。
2.3 边界条件的选取
不同的边界条件对地震波的传播和发散都要很明显的影响，对于刚性边界会反射地震波，导致地震波无法发散，会使结果失真，对模拟产生巨大影响。弹性边界和刚性边界会产生同样影响，因此将模型设置为自由场，将地震输入边界设为粘性边界，地震波可以从边界正常入射，在自由场传播且不会因为边界而反射。需要注意，在施加动力前，模型必须要在重力和自重应力的静力条件下达到平衡状态。
2.4 地震动力条件的输入
在UDEC软件中，通过施加边界条件来实现地震波的输入，及在模型的某一边界施加一个加速度、速度或者应力时程，根据选择的本构模型选择不同的时程。一般地震滑坡模型选择应力时程，根据速度波计算应力时程，通过以下公式计算：
其中，σs为施加应力，Cs为岩体传播速度，ρ为岩体密度，Vs为速度时程瞬时值，K、G、E、μ分别为体积模量、剪切模量、弹性模量。
在完成模型的建立后，进行迭代计算，通过设置模型的计算停止条件满足研究需要。还可以通过改变地层、参数、地质结构等来分析研究不同情况的斜坡破坏情况，实现更加复杂的研究。图1为某研究区滑坡施加地震荷载后模拟滑动结果。
结语
由于大型地震的突发性，很难从实际中研究地震诱发的大型滑坡的破坏机制，而数值模拟手段提供了一种很好的方法，不仅可以实现大型地震滑坡的破坏过程，还可以研究其地震动响应，对地震滑坡进行定性和定量的评价，本文讲解了通过UDEC建立地震滑坡模型的全过程，对需要建立地震滑坡模型有一定帮助。
参考文献
[1]刘广煜，徐文杰，佟彬，王立朝.基于块体离散元的高速远程滑坡灾害动力学研究[J].岩石力学与工程学报，2019，38（08）：1557-1566.
[2]刘胡杰，胡修文，陈俊杰，倪福康.基于UDEC-DM方法的岩质边坡变形破裂演化过程研究[J].低温建筑技术，2018，40（12）：100-104.
[3]崔芳鹏，殷跃平，许强，胡瑞林.地震动力作用触发的斜坡崩滑响应研究——以青川东河口滑坡为例[J].三峡大学学报（自然科学版），2011，33（03）：23-28.
[4]范昊天，孙少锐，王亚山，张纪星，刘宝生.基于离散元的含软弱夹层岩质边坡滑移机理分析[J].中国地质灾害与防治学报，2019，30（03）：12-17+30.
[5]李海波，肖克强，刘亚群.地震荷载作用下顺层岩质边坡安全系数分析[J].岩石力学与工程学报，2007（12）：2385-2394.
[6]曹琰波，戴福初，许冲，涂新斌，闵弘，崔芳鹏.唐家山滑坡变形运动机制的离散元模拟[J].岩石力学与工程学报，2011，30（S1）：2878-2887.
1前言
地震滑坡具有运动速度快、运动距离长、 灾害范围大、破坏力强等特点[1]，是国内外的研究热点之一。在天然岩体中必然存在各种岩层面，且岩层中存在节理面等软弱结构面，而离散元法对这类非连续性介质的研究具有本质优势，UDEC中的损伤模型[2]更特别适合于固体介质在荷载（力荷载、流体、温度等）作用下静、动态响应问题的分析，如介质运动、大变形、或破坏行为甚至是破坏过程研究，特别是研究地震滑坡中地震纵波和横波的耦合问题[3]。范昊天[4]等运用PFC2D含软弱夹层岩质边坡滑动演化过程和破坏机理进行了详细分析;李海波[5]等基于UDEC程序和強度折减法，提出一种全新的以位移时程曲线尾部发散特征作为地震滑坡临界失稳状态的判据、以及将对应的折减系数作为边坡地震安全系数;曹琰波[6]等运用离散元数值模拟滑坡全时程认为在岩质边坡中的不连续结构面对边坡的动力响应有控制作用。
2数值模型的建立
运用UDEC离散元数值模拟软件，构建UDEC-DM模型，研究在强震作用下斜坡的动力损伤以及同震崩滑的全过程。
2.1 模型块体构建
根据研究区的滑坡实测剖面图，建立模型及生成模型块体，在根据实际地层，地质结构构建计算模型的几何块体。其中需要注意网格大小的划分，为确保地震波能在模型中精确传播，对模型进行网格划分，网格大小要满足以下条件：
其中，Δl为模型最大网格尺寸，λ为输入地震波的最短波长，c为波速1700m/s，f为地震波频率。
2.2 本构模型选择和材料参数
由于研究的是地震滑坡，需要输入地震波动力，因此一般地震滑坡模型采用塑性本构模型和Mohr -Coulomb屈服准则，对于材料参数的取值，一般根据野外采样，通过室内岩石力学参数实验确定。
2.3 边界条件的选取
不同的边界条件对地震波的传播和发散都要很明显的影响，对于刚性边界会反射地震波，导致地震波无法发散，会使结果失真，对模拟产生巨大影响。弹性边界和刚性边界会产生同样影响，因此将模型设置为自由场，将地震输入边界设为粘性边界，地震波可以从边界正常入射，在自由场传播且不会因为边界而反射。需要注意，在施加动力前，模型必须要在重力和自重应力的静力条件下达到平衡状态。
2.4 地震动力条件的输入
在UDEC软件中，通过施加边界条件来实现地震波的输入，及在模型的某一边界施加一个加速度、速度或者应力时程，根据选择的本构模型选择不同的时程。一般地震滑坡模型选择应力时程，根据速度波计算应力时程，通过以下公式计算：
其中，σs为施加应力，Cs为岩体传播速度，ρ为岩体密度，Vs为速度时程瞬时值，K、G、E、μ分别为体积模量、剪切模量、弹性模量。
在完成模型的建立后，进行迭代计算，通过设置模型的计算停止条件满足研究需要。还可以通过改变地层、参数、地质结构等来分析研究不同情况的斜坡破坏情况，实现更加复杂的研究。图1为某研究区滑坡施加地震荷载后模拟滑动结果。
结语
由于大型地震的突发性，很难从实际中研究地震诱发的大型滑坡的破坏机制，而数值模拟手段提供了一种很好的方法，不仅可以实现大型地震滑坡的破坏过程，还可以研究其地震动响应，对地震滑坡进行定性和定量的评价，本文讲解了通过UDEC建立地震滑坡模型的全过程，对需要建立地震滑坡模型有一定帮助。
参考文献
[1]刘广煜，徐文杰，佟彬，王立朝.基于块体离散元的高速远程滑坡灾害动力学研究[J].岩石力学与工程学报，2019，38（08）：1557-1566.
[2]刘胡杰，胡修文，陈俊杰，倪福康.基于UDEC-DM方法的岩质边坡变形破裂演化过程研究[J].低温建筑技术，2018，40（12）：100-104.
[3]崔芳鹏，殷跃平，许强，胡瑞林.地震动力作用触发的斜坡崩滑响应研究——以青川东河口滑坡为例[J].三峡大学学报（自然科学版），2011，33（03）：23-28.
[4]范昊天，孙少锐，王亚山，张纪星，刘宝生.基于离散元的含软弱夹层岩质边坡滑移机理分析[J].中国地质灾害与防治学报，2019，30（03）：12-17+30.
[5]李海波，肖克强，刘亚群.地震荷载作用下顺层岩质边坡安全系数分析[J].岩石力学与工程学报，2007（12）：2385-2394.
[6]曹琰波，戴福初，许冲，涂新斌，闵弘，崔芳鹏.唐家山滑坡变形运动机制的离散元模拟[J].岩石力学与工程学报，2011，30（S1）：2878-2887.