地震作用下松散体斜坡崩塌动力学特性离心模型试验研究

基于拟静力离心模型试验原理,采用砂堆模型离心试验的崩塌性状来概化和模拟地震作用下松散体斜坡崩塌的动力学特性。设计并开展了均匀砂和非均匀砂两类3种不同颗粒级配砂石的离心模型试验,试验中模拟了在V,VI,VII度3种烈度的地震作用下3种级配砂堆的崩塌动力学特性,试验再现松散体斜坡崩塌的破坏规模、形式和机制。进一步对比分析试验结果表明:(1)粒径为0.5～1 mm的均匀砂在3种烈度的地震作用下崩塌规模均服从准周期分布;(2)粒径为8～10 mm的均匀砂和非均匀系数φ=3.10的非均匀砂在V度地震烈度作用下崩塌规模服从负幂律分布,呈现自组织临界性特征;(3)粒径为8～10 mm的均匀砂和非均匀系数φ=3.10的非均匀砂在VI,VII度地震烈度作用下的崩塌规模则服从正态分布。认为粒径为0.5～1 mm的均匀砂在临界状态下大规模崩塌进行相对准确的预测预报是可行的,而粒径为8～10 mm的均匀砂和非均匀系数φ=3.10的非均匀砂在临界状态下,进行相对准确的大规模崩塌预测预报存在很大困难。研究成果能为松散体斜坡的抗震设计提供可靠依据,具有重要的理论和现实意义。