倾斜砖石古塔地震倒塌的离散元分析

来源：振动与冲击杂志2025年第17期北京时间：

作者：李明东，卢俊龙lujunlong，吴晓琴，陈一凡，王德法，田鹏刚，王振山

单位：1.西安理工大学土木建筑工程学院，西安710048；2.陕西普宁工程结构特种技术有限公司，西安710054；3.陕西省建筑科学研究院有限公司，西安710082

摘要：为研究倾斜砖石古塔的地震响应特征，以陕西省旬邑泰塔为研究对象，采用离散元软件3DEC建立了倾斜、未倾斜塔体模型。计算塔体结构动力特性，并与原位动力测试结果对比；输入三向El-Centro波、Taft波和兰州人工波，计算了结构地震响应，分析了塔体在地震作用下的损伤演化及倒塌破坏过程，明确了其易损区域及倒塌模式。结果表明，初始倾斜造成塔体底层应力分布不均，局部刚度突变导致结构加速度响应增大；顶层因鞭梢效应及倾斜后重心偏离中心的影响，位移响应最为显著，易出现塔身开裂、块体掉落现象。因古塔结构中块体间接触面抗剪强度低，地震中易发生剪切滑移破坏，破坏过程为自塔顶向下逐层扩展。倾斜角度对塔体地震响应影响明显，底部楼层剪力最大，且古塔结构剪力分布受竖向荷载的影响较大。在高烈度地震作用下，倾斜塔体的破坏状态由剪切形变转变为弯曲形变，古塔结构倒塌模式为逐层垮塌，结构楼层位移响应突增。研究结果为明确倾斜砖石古塔地震危险性分析提供了参考。<br>

关键词：倾斜古塔；离散元法；动力特性；地震响应；倒塌过程