边坡地震破坏过程和塌落体影响范围的离散元模拟及试验验证

项目名称： 边坡地震破坏过程和塌落体影响范围的离散元模拟及试验验证

项目编号： No.50908123

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2010

项目学科： 轻工业、手工业

项目作者： 杨军

作者单位： 清华大学

项目金额： 20万元

中文摘要： 汶川地震灾害表明，西部高山深谷的自然边坡和基础设施建设形成的人工边坡在强震作用下的破坏会造成重大的人员伤亡和财产损失。有效预测边坡地震破坏过程和塌落体影响范围有助于边坡震害预测、事前防治和震后减灾。然而，基于小变形和连续体假设的传统有限元方法不能很好的模拟大变形和不连续体，本研究尝试采用离散元方法来模拟边坡（特别是土石混合体边坡）地震破坏过程并预测塌落体体积和堆积形态，较好地模拟地震致滑坡过程所包含的大变形、塌落体的高速滑移和滚落以及重新堆积。首先通过对动三轴单元试验的离散元模拟，建立动本构关系中宏观力学参数与离散元中颗粒力学参数的关系；其次，在离散元中实现地震动输入、传输边界条件模拟和薄弱面模拟等边坡抗震分析关键技术，并将其用于二维和三维边坡问题分析，研究顺坡向裂隙、水平地震走向和竖向地震的影响以及浅表层滑坡和深层滑坡的成因和判断；最后，通过离心机振动台试验来验证数值模拟方法的有效性。

中文关键词： 边坡；岩土地震工程；离散元；离心机试验；颗粒流

英文摘要：

英文关键词： slope；geotechnical earthquake engine；discrete element method；centrifuge test；PFC