岩体结构与地震应力波之间的相互作用及其震裂松动机理

强震往往导致斜坡岩体大范围松动，诱发地质灾害。我国是一个多山多地震的国家，强震诱发斜坡地质灾害的风险十分突出。然而，科学界对于强震诱发山体地质灾害的动力学过程还知之甚浅，岩体结构与地震应力波之间的相互作用及其震裂松动机理成为认识斜坡地质灾害动力学过程与机理的瓶颈。本项目以地震应力波与岩体结构之间的相互作用过程为切入点，以精细数值模拟、模型试验以及室内动力学试验为基本手段，研究贯通性结构面、埋藏性结构面以及结构面网络等不同岩体结构对不同成分地震应力波的响应，研究地震应力波作用下岩体结构动力学效应，揭示地震作用下岩体结构退化损伤及起裂、扩展、松动过程及其孕灾机理。通过4年的研究，我们发现了贯通结构面与地震应力波作用的规律，建立了考虑贯通结构面和埋藏结构面的应力波与岩体相互作用模型，并通过数值模拟和室内试验进行了验证，发现了剪切速率对结构面强度有重要的影响，提出了用结构面的迎坡面割线角（或切线角）平均值作为一种新的指标来刻画结构面动态强度的方向性。这为未来研究地震等动力作用下岩体的强度和渐进破坏奠定了基础。