地震纵横波时差耦合作用的斜坡损伤与崩滑响应研究

依据震后实地调查中震中区竖向地震力作用明显的现象，基于考虑水平与竖向地震力之间时差（因纵横波传输速度差异致使其到达特定斜坡体存在时间差）作用对斜坡体损伤与破坏效应研究较为罕见的现状，在综合运用野外地质详查、工程地质勘察、空间对地观测与定位、工程地质力学分析等方法与技术对强震触发的典型斜坡崩滑灾害特征进行研究基础上，结合纵横波对斜坡体作用（纵波的周期拉压与横波的周期剪切作用）的差异，初步查明处于不同震中距的斜坡体形成动力崩滑破坏的形成机制与主控因素。同时，基于ABAQUS有限元和UDEC离散元数值模拟，揭示处于不同震中距的斜坡体在具地域性与空间非均质性的纵横波时差耦合作用下形成损伤、崩滑破坏与抛洒堆积等动态演变过程的成灾机制与主控因素，进而与野外调查分析结论相互论证和完善，最终为地震防灾减灾提供理论依据。成果对动力耦合作用的斜坡损伤与崩滑响应研究具创新价值。

强震震中区斜坡崩滑成灾机制与其致灾防控研究必要而复杂，依据震后实地调查中震中区竖向地震力作用明显的现象，基于考虑水平与竖向地震力之间时差与耦合（因纵横波传输速度差异致使其到达特定斜坡体存在时间差，震中区因地震波近乎竖直传输至地表，故纵波主要形成竖向地震力而横波主要形成水平地震力，竖向与水平地震力之间时差即为纵波与横波之间传输时差）作用对斜坡体损伤与破坏效应研究较为罕见的现状，首先综合运用野外地质详查、工程地质勘察、空间对地观测与定位、工程地质力学分析等工作方法与技术手段对强震触发的典型斜坡崩滑动力灾害进行了研究，结合纵横波对斜坡体破坏作用（纵波的周期拉压与横波的周期剪切作用）的差异，初步查明了处于不同初始震中距的斜坡体形成动力崩滑破坏的成灾特征、形成机制与主控因素。其次，基于UDEC离散元数值模拟分析，揭示了处于不同初始震中距的斜坡体在具地域性与空间非均质性的纵横波时差耦合作用下形成损伤、崩滑破坏与抛洒堆积等动态灾变过程的形成机制与主控因素，即：①随着初始震中距的增加，斜坡体在地震作用下形成动力损伤与后期崩滑破坏的主控因素从竖向加速度占优向水平加速度占优转换，即从纵波破坏作用占优向纵横波耦合作用破坏占优转换；②随着初始震中距的增加，斜坡体在地震作用下形成的动力损伤和后期崩滑破坏由初始点状震源作用所致演变为由点状和带状震源的耦合作用所致；③随着初始震中距的增加，斜坡体在地震动力作用下经过损伤状态发生崩滑时的起始空间位置多位于坡肩；④随着初始震中距的增加，斜坡体从原始到崩滑状态所经历的损伤时间逐渐增加。最后，初步提出了包括斜坡岩性及岩体结构、斜坡地形地貌、斜坡体风化程度、地震动力作用强度等因素在内的斜坡损伤及崩滑致险因子的早期识辩技术方法，为强震区斜坡致灾防控提供了参考。