地震荷载作用下不同级配倒石堆边坡的破坏机制与损伤评估

在中国西藏林芝至昌都的地震活动带内，倒石堆边坡广泛分布。为研究其地震稳定性和破坏机制，构建了混合级配、纯砾石和纯砂三种模型进行振动台试验和 DEM 模拟。结果表明，地震荷载显著削弱了倒石堆边坡的稳定性，导致两种不同的破坏模式：浅层破坏和大规模破坏。对于大规模破坏，三种模型均表现出一致的破坏过程，包括初始触发阶段、后续滑动阶段和最终堆积阶段。级配通过影响细观结构演化从根本上控制滑动过程。混合模型中的颗粒分选尤为显著，形成了包含低阻力中间较细层的分层三层结构，以及剪切带中的大孔隙和滚轮结构，导致了最长的滑动距离。对于纯砾石模型，抗剪强度随着显著的剪胀而逐渐减弱，导致触发阶段最长但滑动距离最短。纯砂模型在剪切带内形成了明显的滚轮结构且大孔隙极少，表现出中等滑动距离。此外，针对研究区域内的干燥倒石堆边坡，提出了一种结合实际地震荷载、边坡规模和材料组成的地震损伤评估方法。