层状岩质边坡地震响应及稳定性时频分析方法_范刚张建经周家文_9787564375270

　　《层状岩质边坡地震响应及稳定性时频分析方法》的内容主要包括以下5个部分：
　　（1）在介绍振动台模型试验相似关系设计、试验模型制作、加载工况的基础上，对层状岩质边坡振动台模型试验中实测的加速度时程进行时域和频域分析，并对坡面位移响应特征进行探究。
　　（2）地震作用下边坡的动力响应是地震波特性与边坡自身动力特征共同作用的结果，传递函数表征了边坡在地震作用下动力响应与地震波特性之间的对应关系，该书介绍了基于传递函数理论的层状岩质边坡动力特征参数计算及边坡频域响应估算方法。
　　（3）地震波能量是边坡震损的内因，基于希尔伯特，黄变换的希尔伯特谱可以定量表征地震波能量在时频联合域内的分布。基于此，该书介绍了边坡震害损伤的能量识别方法，对层状岩质边坡和基覆型边坡内部的震害损伤发展过程进行了辨识，并据此对层状岩质边坡和基覆型滑坡的地震失稳机理及破坏模式进行了探究。
　　（4）现有边坡地震稳定性评价方法无法充分考虑地震波三要素（时间、频率、幅值）的影响，而任一地震波要素对边坡地震稳定性的影响均不容忽视。鉴于此，该书基于希尔伯特.黄变换，建立了考虑地震波时间，频率.幅值特性的边坡瞬时地震安全系数计算方法。
　　（5）该书以云南鲁甸地震诱发的红石岩滑坡为例，介绍了三维激光扫描技术在危岩体结构面识别、危岩体识别及崩塌风险分析等方面的应用。
　　边坡是一种极其复杂的地质体，需在边坡工程领域不断引入新的理论和新的方法以不断深化对边坡的认识。该书中介绍的传递函数理论和希尔伯特.黄变换均是边坡工程领域中的新理论和新方法，该书在这两个方面所做的探索性工作可为未来这些新理论和新方法在边坡工程领域的深层次应用和发展提供借鉴。

我国位于环太平洋地震带，地震是我国主要的自然灾害之一，过去十余年地震灾害绘我国带来了巨大的生命和财产损失，尤其是2008年汶川大地震。地震灾害在给我们的生命财产带来巨大损失的同时，也留下了许多科学问题等待我们去探索。2008年汶川地震发生后，科研工作者掀起了岩土地震工程的研究热潮。经过十余年的探索，我国的岩土地震工程研究取得了众多引入注目的成果。但是，我国岩土地震工程研究尚处于起步阶段，现有研究水平与未来需求之间还存在较大差距。国务院《国家重大科技基础设施建设中长期规划（2012-2030年）》中明确提出探索预研大型地震模拟研究设施建设，开展地震动输入和工程地震灾害模拟研究。可以预见在未来一定时间内岩土地震工程将得到广泛关注和长远发展。鉴于此，本书具有较大的出版价值和应用前景。
　　层状岩质边坡作为一种极其常见的工程地质体，其在地震作用下的动力稳定性与我国众多大型基础设施的可靠性息息相关。然而，目前我国关于层状岩质边坡地震响应方面的研究较少，且不成体系，国内相关专著出版较少。随着我国经济的持续发展和西部大开发的不断深入，越来越多的大型基建设施在我国西部山区兴建，例如西成高铁、沪昆高铁，白鹤滩水电站等；同时，伴随着核电的发展，目前我国在西南山区修建了一批核废料处置场。这些大型基建设施和核废料处置场周围往往分布着层状岩质边坡。我国西部山区具有地形落差大、地震烈度大、地质条件差等特点，一旦这些层状岩质边坡在地震作用下出现失稳破坏，其对周围大型基建设施和核废料处置场的影响是不可估量的，甚至是毁灭性和灾难性的。
　　振动台作为一种能直接揭示岩质边坡地震响应的研究手段，已在土木工程领域得到广泛运用，但是，目前鲜有专著对岩质边坡的振动台试验进行系统性总结和介绍。借助大型振动台模型试验及理论推导，本书将主要介绍层状岩质边坡的地震响应及地震稳定性时频计算方法。本书的内容主要包括以下5个部分：
　　（1）在介绍振动台模型试验相似关系设计、试验模型制作、加载工况的基础上，对层状岩质边坡振动台模型试验中实测的加速度时程进行时域和频域分析，并对坡面位移响应特征进行探究。
　　（2）地震作用下边坡的动力响应是地震波特性与边坡自身动力特征共同作用的结果，传递函数表征了边坡在地震作用下动力响应与地震波特性之间的对应关系，本书介绍了基于传递函数理论的层状岩质边坡动力特征参数计算及边坡频域响应估算方法。
　　（3）地震波能量是边坡震损的内因，基于希尔伯特，黄变换的希尔伯特谱可以定量表征地震波能量在时频联合域内的分布。基于此，本书介绍了边坡震害损伤的能量识别方法，对层状岩质边坡和基覆型边坡内部的震害损伤发展过程进行了辨识，并据此对层状岩质边坡和基覆型滑坡的地震失稳机理及破坏模式进行了探究。
　　（4）现有边坡地震稳定性评价方法无法充分考虑地震波三要素（时间、频率、幅值）的影响，而任一地震波要素对边坡地震稳定性的影响均不容忽视。鉴于此，本书基于希尔伯特.黄变换，建立了考虑地震波时间，频率.幅值特性的边坡瞬时地震安全系数计算方法。
　　（5）本书以云南鲁甸地震诱发的红石岩滑坡为例，介绍了三维激光扫描技术在危岩体结构面识别、危岩体识别及崩塌风险分析等方面的应用。
　　边坡是一种极其复杂的地质体，需在边坡工程领域不断引入新的理论和新的方法以不断深化对边坡的认识。本书中介绍的传递函数理论和希尔伯特.黄变换均是边坡工程领域中的新理论和新方法，本书在这两个方面所做的探索性工作可为未来这些新理论和新方法在边坡工程领域的深层次应用和发展提供借鉴。
　　本书由2019年度国家出版基金资助编写，本书的内容为作者所在团队过去几年的研究成果，借此机会作者将其整理成书，希望能为相关研究者开展边坡振动台模型试验以及边坡地震稳定性分析提供有益参考。作者衷心感谢中国核动力西南研究设计院地震台实验室在振动台模型试验中给予的帮助。在编著本书的过程中，作者得到了核工业西南勘察设计研究院有限公司彭盛恩副院长、田华高级工程师的指导和帮助，在此表示感谢。由于作者时间和水平有限，书中难免存在不足之处，恳请读者批评指正。

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