不同参数对地震边坡稳定性的影响研究.pdf

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1、低温建筑技术2014年第lO期(总第196期)不同参数对地震边坡稳定性的影响研究裴广龙，王宏权，林赉谛，黄思杰(1．河海大学土木与交通学院．南京210098；2．天津水运工程勘察设计院。天津300456)【摘要】几何参数和强度参数对边坡的稳定性有重要影响。考虑坡高、坡角、土体的粘聚力和内摩擦角等因素，通过拟静力法对边坡施加水平方向的地震荷载，研究几何参数和强度参数对边坡稳定安全系数和滑动面的影响。结果表明，在地震荷载作用下边坡任意参数发生改变都会影响其稳定性；当土体几何参数和重度一定时，边坡最危险滑动面的位置与土体的粘聚力c，内摩擦角(相关的(有关，即：当(保持不变时随着c的不断增大(。

2、变大，滑动面逐渐背离坡面，滑块体积逐渐增大；当c保持不变时随着(不断增大(变小，滑动面逐渐靠近坡面，滑块体积逐渐减小。【关键词】边坡；拟静力法；稳定性；安全系数；滑动面【中图分类号】TU753．8【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2014)10—0098—03我国存在着大量的自然边坡和人工边坡，我国又非常简便，积累了大量的工程实际经验，并被纳入了是地震多发的国家之一，抗震设防烈度7度及以上地相关规范。目前对于边坡在地震荷载作用下的稳区在我国广泛分布，而边坡的稳定和安全对我们的生定性研究还在探索阶段。边坡的几何参数与力学参命财产安全和国民经济的发展都起着十分重要的作数是影响边

3、坡稳定性的重要参数，在地震作用下任意用。对边坡稳定性的研究一直是岩土工程界重要的参数的改变均可引起边坡安全系数变化，但其滑动面研究课题之一。徐光兴⋯等利用有限差分软件如何变化尚不清楚。本文通过理论分析与Geo—slopeFLAC如建立了一个边坡动力数值分析模型，并结合振软件相结合，研究边坡在地震荷载作用下强度参数和动台模型试验对数值模拟的效果进行了验证。于玉几何参数对安全系数以及滑动面的影响，为进一步揭贞等采用ElCentro波作为地震动输入，开展了砂土示地震荷载作用下二维土坡动力失稳特性及机理分边坡动力响应的离心模型试验，结果表明在地震输入析提供参考。作用下，边坡的动力响应自下而上逐渐

4、放大，靠近边1分析方法坡斜面的响应大于内部，输入地震波反应谱不同频率(1)拟静力法。拟静力法是最早用来分析边坡成分的放大效果不同。李海波和肖克强结合强度在地震荷载作用下稳定性的方法之一。它把地震荷载折减法的思想，考虑地震荷载特征以及离散元法的特假设为一个随地震设计烈度不同而不同的静力荷载。点，采用关键点位移／速度时程曲线变化趋势对边坡对于极限平衡条分法来说水平地震惯性力等于条块的临界状态进行判断，采用失稳状态时的坡体速度／实重标准值乘以条块重心处的如／g，即：位移矢量图来判断与安全系数对应的滑动面，从而提Q=h缸；／g(1)出一种求解地震荷载下边坡安全系数的方法。目前式中，水平设计加速度

5、的代表值，与地震烈度对边坡在地震作用下稳定性研究的方法主要有拟静有关；为地震作用的效应折减系数，一般取0．25；g为力法、数值分析法、Newnmrk滑块法、实验研究法等。重力加速度；为质点i处的重力作用代表值；的计拟静力法是将地震的瞬时作用等效为一个水平方向算如图1所示，为分段线性的。和铅直方向的单向加速度作用，并施加在潜在不稳定《碾压式土石坝设计规范》中给出了简化的滑体重心上，加速度指向边坡失稳的方向。拟静力Bishop法和瑞典条分法的安全系数表达式，具体如式法本质上是由静力稳定分析方法扩展而来，使用起来(2)和式(3)所示：∑{【(±V,)seca‘一u6fseca]tan~+cbs

6、ec)【1／(1+tanaftan~p’／)】(2)∑【(±V~)sinal+Mc／R]∑{[(±V,)cosa-libseca一Qisina]tan~+c'b‘secaf)(3)。∑【(±V~)sina‘+Mc／R][基金项目]国家自然科学基金面上项目(51278382)裴广龙等：不同参数对地震边坡稳定性的影响研究式中，F。为危险滑动面的抗滑安全系数；第i土条重量；、分别为水平和垂直地震惯性力；为土条底面的空隙压力；ct为第i土条底部夹角；6为第i土条宽度；c、为土条底部有效粘聚力和有效内摩擦角；为水平地震惯性力对圆心的力矩；R为圆弧105m半径。圉2边坡模型为分析几何参数坡高(与坡角

7、(对边坡在地震荷载作用稳定性的影响，在其它条件不变的情况下坡高分别取10、15、20、25、30m，同样在其它条件不变的情况下坡角分别取27。、36。、45。、54。、63。，计算结果分别如表1和表2所示。从表1中可以看出，随着坡高的H《40H>40增大边坡安全系数明显的减小，在有地震荷载作用的图l的计算简图情况下表现出相似的规律；同样在表2中也可以看出，随着坡角的增大，安全系数在加地震荷载和不加地震1．2c、与滑动面之间的理论基础