为了避免爆破所产生的振动波振动周期与含弱层岩质边坡自振周期产生共振效应,只有对含弱层边坡自振周期的准确估算才能够采取有效措施减小爆破振动对边坡的破坏程度。通过采用多次振动台模型试验,对边坡模型分别输入不同频率的简谐波进行激振,应用数字散斑方法对测点进行监测,根据试验结果反演含弱层岩质边坡自振周期。试验结果表明:同一边坡受不同频率振动波作用时,边坡破坏响应并不相同;当振动频率为35 Hz时,含弱层边坡发生共振,在边坡内形成拉剪破裂面并严重破坏并出现突然崩塌现象。而当振动频率为其他频率时,边坡坡顶产生一些细小的裂隙,在断层和软弱夹层附近出现较大的错动,但边坡整体稳定。由此反演该现场边坡的固有频率约为7 Hz。然后采用有限元软件模拟边坡振动台试验过程及对现场监测数据分析,也证实当振动频率为7 Hz时弱层边坡产生共振效应。振动台试验和数值计算及现场监测在边坡动力破坏特征上较好吻合。研究结果可为确定复杂结构边坡或建筑物的自振周期提供方法。

国家自然科学基金资助项目(51174106；11202091)；