地震作用下黄土斜坡失稳及运动过程的离散元模拟

在山区，地震诱发滑坡造成的人员伤亡往往占到地震总伤亡人数的一半以上，尤其是在黄土地区，由于地震造成的黄土滑坡具有运动距离远等特征，其灾难性更严重。针对地震诱发黄土斜坡的失稳峰值加速度、临界位移和运动距离等问题，本文利用离散元（PFC）方法，通过对室内三轴实验的应力-应变曲线进行标定和高精度航拍三维地形数据进行转化，以宁夏海口村黄土斜坡为研究对象，开展三维地震作用下斜坡失稳破坏和运动过程的数值模拟研究。通过监测不同位置在地震作用下的应力分量，计算监测点的p、q值并与室内三轴实验所得到p-q破坏线进行比较，获得斜坡破坏过程中的应力路径。结合颗粒的监测位移，获得斜坡失稳破坏的临界位移，得出该黄土斜坡失稳峰值加速度为0.135 g，临界位移为50 cm。同时根据不同地面环境条件，预测了在不同摩擦系数下斜坡失稳后的危害范围，为黄土地区边坡工程的抗震设计及防震减灾工作提供一种新的可视化方法。