深基覆盖层边坡地震动力响应与渐进破坏机制的振动台试验研究

《Scientific Reports》：Dynamic response and damage mechanism of deep overburden layer slope based on shaking table tests

　　

摘要

我国西南地区山区广泛分布着松散的破碎岩体，在地震作用下易发生大规模滑坡。已知加速度放大系数场的响应与上覆层的地震破坏状态密切相关。为研究上覆层边坡在地震作用下的动力响应及破坏机制，本研究以一深基覆盖层、含两层堆积体的边坡模型为原型，开展了一系列地震引发边坡渐进破坏的振动台模型试验。基于埋入式传感器和粒子图像测速（PIV）技术识别了边坡上覆层的累积地震损伤变形过程，并通过Hilbert-Huang变换揭示了该过程的能量传递机制。结果表明，浅覆盖层—厚覆盖层—基岩层之间的非相干运动（振动频率差异）是引发边坡滑坡的主要控制因素；深覆盖层边坡的破坏形式表现为后缘滑动并向中部挤出剪切破坏。随着地震强度增大，破坏从边坡后缘开始，逐渐向边坡中下部发展，同时从地表向坡体深部扩展。