大量震害调查资料表明，地震导致的边坡失稳所造成的灾害有时远远超过地震直接损失。边坡动力稳定性分析常采用平面应变简化方法，不能正确描述复杂地震波在近区岩土介质中产生的散射问题。本研究课题是针对地震荷载作用下锚固边坡的动力稳定性和锚索性能优化设计的创新性研究课题。项目以锚固边坡和地基无限域构成的开放系统为研究对象，在总结、收集和归纳现有国内外相关文献及技术资料基础上，开展了岩质边坡地质调查和常见支护结构抗震减灾性能调查。在此基础上，采用解析计算、数值仿真等手段，建立预应力锚索数值模型和上覆红粘土岩质边坡三维边坡模型，筛选边坡破坏模式的界定方法与分化规律，研究锚固边坡及其邻近地基介质中由来自地基无限域中的入射地震波产生的波动，提出边坡动力稳定性的简化算法，阐明地震波作用下锚索轴力响应时程和锚固边坡动力响应的基本规律。 在理论分析的同时，采用室内岩石声发射试验，锚固边坡冲击荷载试验，锚索静力、动力性能试验，研究和改进锚索防震结构。在传统压力型锚索基础上，开发出具备与边坡变形和滑坡推力主动协调的自适应锚索支护结构，并将其应用到小型锚固岩质边坡的模型试验中，阐明具有机械耗能机构的自适应锚索支护结构的荷载传递机理与动力响应规律。在此基础上，以含软弱层顺倾岩体边坡和上硬下软坡面风化岩体边坡为研究对象，开展了大型振动台试验，研究了地震作用下岩质边坡中锚索-浆体-围岩界面上的剪切作用，提出基于抗震锚索变形特性的边坡稳定性评价指标与安全标准，为地震作用下岩质边坡稳定性分析提供理论依据。 锚固边坡动力稳定性与自适应锚索抗震机制的研究，不仅可为山地震区公路设计的地质选线、路堑边坡的稳定性计算以及工程抗震措施的优化提供理论依据，而且有利于增强路堑边坡的动力稳定性，降低公路工程造价，减小路堑边坡破坏带来的经济损失，确保强震区的陆路交通生命线畅通，具有良好的经济和社会效益，同时具有较强的工程应用价值。 2100433B

大量震害调查资料表明，地震导致的边坡失稳所造成的灾害有时远远超过地震直接损失。边坡动力稳定性分析常采用平面应变简化方法，不能正确描述复杂地震波在近区岩土介质中产生的散射问题以及边坡中预应力锚索的锚固控制机制。本项目拟采用现场调研、解析计算、数值仿真等手段，筛选边坡破坏模式的界定方法与分化规律，建立锚固边坡2.5D动力稳定性分析模型，利用有限元和无限元耦合方法研究锚固边坡的动力反应及其近场散射效应，探索第三维度对地震波传播的影响，阐明压力型锚索的加固机理与损伤特性。在此理论基础上，采用边坡振动台模型试验，研究和改进锚索防震结构，揭示具备与边坡变形和滑坡推力主动协调的自适应锚索支护结构的荷载传递机理与动力响应规律，提出基于抗震锚索变形特性的边坡稳定性评价指标与安全标准。研究成果有助于增强边坡动力稳定性，对强震区路堑边坡的设计以及工程抗震措施的选取具有重要的理论意义与实际价值。

爆破动力扰动是高陡边坡岩体失稳的常见诱因。本项目以大型水利水电工程高陡边坡岩体开挖爆破对边坡稳定性的扰动为研究主线，采用理论分析、数值模拟与现场试验相结合的研究方法，研究了爆破动力扰动下高陡边坡岩体的稳定性。项目分析了边坡体中爆破振动荷载的传播与衰减规律及其频谱特性，揭示了边坡爆破振动放大效应的产生机理；研究了爆破振动参数间的内在关系及潜在滑坡体的受力特征，建立了爆破振动作用下边坡动力稳定性的力学模型及其安全判据，研究了基于刚体极限平衡法的高陡边坡爆破动力稳定性分析方法，提出了边坡爆破动力稳定性控制标准的确定方法。研究成果在大型水利水电工程建设、露天矿山开采、交通工程建设等领域具有广阔的工程应用前景。结合项目研究，已发表论文14篇，其中SCI收录4篇，EI收录7篇；获授权发明专利3项，受理发明专利10余项，并获国家科技进步奖1项，培养研究生5名。 2100433B

我国山区基础设施建设形成大量高填方边坡，不断发生的强烈地震严重威胁边坡稳定和基础设施安全。因此，开展地震作用下的高填方边坡稳定性研究，揭示地震边坡失稳模式、触发机制及其影响显得尤为必要。本项目首先试验研究静/动力荷载下土石料的劣化机制，确定裂面产生与扩展准则，建立滑裂面本构模型；其次，改进传统数值分析方法，提出能够模拟滑裂面产生及扩展的连续-非连续数值分析理论及相应的求解算法，构建边坡地震响应数值分析平台；开展不同地震动强度、水位、反压等工况下的土石料超重力离心机模型试验；最后，结合数值模拟和超重力力学模型试验，再现了地震引发的边坡失稳滑坡过程，加深地震边坡失稳破坏机理的认识。 2100433B

爆破动力扰动是高陡边坡岩体失稳的常见诱因。本项目以大型水利水电工程高陡边坡岩体爆破开挖对边坡稳定性的扰动为研究主线，采用理论分析、数值模拟、现场与模型试验相结合的研究方法，研究爆破动力扰动下高陡边坡岩体的稳定性。通过分析边坡体中爆破振动荷载的传播与衰减规律及其频谱特性，揭示边坡爆破振动放大效应的产生机理；研究爆破振动对软弱结构面强度的影响，建立爆破振动参数与结构面强度变化间的数学模型；分析爆破振动参数间的内在关系及潜在滑坡体的受力特征，提出爆破振动作用下边坡动力稳定性的力学模型及其安全判据，建立基于有限元及刚体极限平衡法的高陡边坡爆破动力稳定性分析方法，提出边坡爆破动力稳定的控制标准，形成系统的高陡岩质边坡爆破动力稳定性分析与评价方法。研究成果在大型水利水电工程建设、露天矿山开采、交通工程建设等领域具有广阔的工程应用前景。