【摘 要】
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落石灾害是山地地形较常见的一种地质灾害,在全球范围内,每年都会造成大量人员伤亡和财产损失。相比于其他落石灾害,地震诱发的落石运动能力强,数量大,具备更大破坏力。同时,特定的地质环境会形成特定的落石形状,且不同落石形状特征会产生不同的运动特性,但是目前关于此方面的研究还不够充分。本文尝试从二维（2-D）及三维（3-D）两个角度定量描述落石形状,并建立起对应的非连续变形分析（DDA）边坡落石模型,进行
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落石灾害是山地地形较常见的一种地质灾害,在全球范围内,每年都会造成大量人员伤亡和财产损失。相比于其他落石灾害,地震诱发的落石运动能力强,数量大,具备更大破坏力。同时,特定的地质环境会形成特定的落石形状,且不同落石形状特征会产生不同的运动特性,但是目前关于此方面的研究还不够充分。本文尝试从二维（2-D）及三维（3-D）两个角度定量描述落石形状,并建立起对应的非连续变形分析（DDA）边坡落石模型,进行7000余次落石运动过程模拟,以探究落石形状特征及地震对落石运动特性的影响。对落石形状特征进行研究发现:（1）基于离散傅里叶变换重构落石数字模型,将重构落石和典型碎石进行三个层次形状特征比对,验证基于离散傅里叶变换重构落石的正确性、合理性,建立了可用于表征真实块石形状特征的落石数字模型;（2）基于频域信号中三类描述子与落石的三个层次形状指的相关关系,将三类傅里叶描述子分别定义为整体形貌指数W、局部凹凸指数P、细部粗糙指数D,通过三类形状特征指数对落石形状特征进行量化。建立2-D及3-D DDA边坡落石模型,进行7000余次地震及非地震条件下落石运动过程模拟,结果表明:（1）设计自由落体、滚动、滑动及碰撞反弹四种落石DDA基本算例模型,表明DDA方法适用于落石的运动分析;（2）地震及非地震情况下,落石的运动能力与整体形貌指数W、局部凹凸指数P、细部粗糙指数D的大小呈负相关,影响从大到小依次为整体形貌指数W、局部凹凸指数P、细部粗糙指数D;（3）简单荷载条件下,增大地震动幅值,落石的水平运动距离及横向偏移距离会显著增大,而地震动频率对落石水平运动距离及横向偏移距离的影响并不明显。同时,落石形状特征对其运动特性产生的影响甚至超过地震对落石运动带来的影响（4）对比2-D和3-D DDA落石运动模拟结果,2-D DDA模拟得到的落石水平方向致灾范围较大,3-D DDA模拟结果得到的弹跳高度较大。
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