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摘要
受自然环境的影响，宁夏须弥山石窟5号窟窟檐周边岩体风化严重，构造裂隙和卸荷裂隙发育，岩体的力学性质变差，直接威胁石窟窟檐和大佛的安全。为研究须弥山石窟5号窟窟檐的地震动力响应，根据现场勘察和倾斜摄影数据，建立了须弥山石窟5号窟的三维实体数值模型，并利用通用有限元软件ABAQUS对石窟造像及窟檐的地震动力响应进行了数值模拟计算，重点分析了石窟窟檐整体在地震作用下的应力场和位移场，进而利用应力等值线图结合现场调查判断了石窟窟檐整体可能产生的破坏模式。结果表明：在静力条件下，石窟窟檐局部产生应力集中，位移及应变都较小；在极端地震荷载作用下，石窟窟檐整体发生较大的不均匀沉降和滑动，威胁大佛的安全；石窟窟檐上的最大主应力和最小主应力数值都较大，石窟窟檐整体的破坏模式为拉张-倾倒破坏；在地震荷载作用下，地震波在混凝土中经过折射、反射、叠加，导致石窟窟檐中部的加速度放大系数比窟檐两侧的大，且石窟窟檐左侧的加速度放大系数大于右侧。该研究结果可为须弥山石窟5号窟窟檐加固设计提供科学依据。
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