在中国，地震灾害频发且破坏力巨大，其中地震诱发的边坡地质灾害尤为突出。中国科学院地质与地球物理研究所页岩气与地质工程院重点实验室祁生文研究员带领团队进行了一项突破性研究，通过大型振动台试验揭示了地震作用下节理状结构边坡的动力响应规律。
    我国地形复杂，多山地，边坡顶部地震动在地震中常出现显著放大现象，这种地形效应导致坡顶受到的破坏程度远超坡脚，是边坡失稳的关键因素。前人研究已发现边坡地震放大效应具有频率依赖性，但具体何种激振频率会触发不同模式的地震放大效应仍不明确。
    祁生文团队运用三维块体离散元数值模型，并结合实际物理模型实验，首次揭示了边坡自振频率与节理密度之间的关系。研究结果显示，随着节理密度增加，边坡的自振频率呈单指数衰减幂函数变化。更为重要的是，当激励频率接近边坡的一阶自振频率时，坡面动力响应呈现显著增强，而边坡表面加速度放大系数受激振频率的影响尤为明显。
    研究进一步揭示了两种截然不同的地震放大模式：当激励频率小于或等于边坡一阶自振频率时，加速度放大系数随高程单调递增；而当激励频率超过一阶自振频率后，加速度放大系数则呈现出波动放大的特性。这一重大发现与Qi等先前提出的“高边坡和低边坡动力响应形式”理论相吻合，同时更精准地界定了两种放大模式转换的临界激振频率——即边坡的一阶自振频率。
    此项研究成果不仅深化了我们对岩质边坡地震响应机制的理解，而且为地震多发区的重大工程设计及防灾减灾提供了科学依据和全新视角。相关论文已在国际工程地质学权威期刊《Engineering Geology》上发表，并得到了国家自然科学杰出青年基金项目和第二次青藏高原综合科学考察研究等项目的资助。