岩土力学 ›› 2026, Vol. 47 ›› Issue (7): 2360-2366.doi: 10.16285/j.rsm.2025.0878CSTR: 32223.14.j.rsm.2025.0878

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地震作用方向对多级加筋边坡水平加速度响应特性的影响研究

孟宇涵1,郑秀坤1,王慧1,徐鹏2,李婷1,杨广庆1, 张君3,刘林贵3   

  1. 1.石家庄铁道大学 土木工程学院,河北 石家庄 050043; 2.石家庄铁道大学 省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室,河北 石家庄 050043; 3.北京城建设计发展集团股份有限公司,山东 济南 250014
  • 收稿日期:2025-08-15 接受日期:2025-11-11 出版日期:2026-07-13 发布日期:2026-07-09
  • 通讯作者: 徐鹏,男,1988年生,博士,讲师,主要从事路基工程等方面的研究工作。E-mail: sdxplt@163.com
  • 作者简介:孟宇涵,男,2001年生,硕士研究生,主要从事岩土工程等方面的研究工作。E-mail: 1202301155@student.stdu.edu.cn
  • 基金资助:
    国家重点研发计划项目(No.2022YFE0104600);国家自然科学基金(No.52208358);河北省自然科学基金(No.E2024210145)。

Influence of seismic excitation direction on horizontal acceleration response characteristics of multi-tiered reinforced slopes

MENG Yu-han1, ZHENG Xiu-kun1, WANG Hui1, XU Peng2, LI Ting1, YANG Guang-qing1, ZHANG Jun3, LIU Lin-gui3   

  1. 1. School of Civil Engineering, Shijiazhuang Tiedao University, Shijiazhuang, Hebei 050043, China; 2. State Key Laboratory of Mechanical Behavior and System Safety of Traffic Engineering Structures, Shijiazhuang Tiedao University, Shijiazhuang, Hebei 050043, China; 3. Beijing Urban Construction Design & Development Group Co., Limited, Jinan, Shandong 250014, China
  • Received:2025-08-15 Accepted:2025-11-11 Online:2026-07-13 Published:2026-07-09
  • Supported by:
    This work was supported by the National Key Research and Development Program of China (2022YFE0104600), the National Natural Science Foundation of China (52208358) and the Hebei Natural Science Foundation (E2024210145).

摘要: 地震作用下加筋边坡内的响应加速度直接影响结构抗震特性,同时其也是抗震设计中的关键参数。目前针对加筋边坡水平响应加速度的研究多集中于单向地震作用,而对双向地震影响的关注相对不足,特别是多级加筋边坡,开展了两组不同地震作用方向时多级加筋边坡振动台模型试验。研究结果表明:双向地震作用下水平与竖向加速度放大特性存在差异,水平加速度的放大效应较竖向更显著,且两个方向的响应加速度同步性随加载幅值增大而减弱;加筋边坡水平响应加速度与加载加速度间的相位差呈自坡面向坡内、自坡顶向坡底减小的趋势,并且双向地震作用时的最大相位差约为单向时的2倍;双向地震作用下水平加速度放大系数较单向时更大,特别是当加载加速度超过0.4g后的第3级边坡内部;拟静力设计法可较好预测不同地震作用方向时的水平响应加速度设计值,但其低估了水平响应加速度作用点的位置高度。

关键词: 抗震设计, 多级加筋边坡, 加速度, 振动台模型试验, 相位差, 放大系数

Abstract:

The seismic response acceleration within reinforced slopes directly affects their anti-seismic characteristics and serves as a key parameter in seismic design. Current research on horizontal response acceleration in reinforced slopes primarily focuses on unidirectional seismic action, with limited consideration of bidirectional seismic effects, particularly for multi-tiered reinforced slopes. To address this, two sets of shaking table model tests were conducted on multi-tiered slopes subjected to varying seismic excitations. The results demonstrate that, under bidirectional seismic excitation, the amplification characteristics of horizontal and vertical accelerations differ significantly: the horizontal amplification is more pronounced compared to its vertical counterpart, and the synchronization between accelerations in two directions diminishes with increasing loading amplitude. The phase difference between horizontal response acceleration and input acceleration exhibits a decreasing trend from the slope surface toward the interior, as well as from the crest to the base, with the maximum phase difference under bidirectional seismic excitations being approximately double that observed under unidirectional conditions. The horizontal acceleration amplification factor exhibits higher values under bidirectional seismic excitation compared to unidirectional excitation, particularly within the third-tier reinforced slope when the input acceleration surpasses 0.4g. The pseudo-static method can effectively predict design values of horizontal response acceleration under different seismic directions, but it underestimates the acting height of the horizontal response acceleration.

Key words: seismic design, multi-tiered reinforced slopes, acceleration, shaking table model test, phase difference, amplification factor

中图分类号: TU 435
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