边坡地震稳定性时程分析方法

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1、第24卷第4期岩土力学Vol.24No.42003年8月RockandSoilMechanicsAug.2003文章编号10007598(2003)04―0553―05边坡地震稳定性时程分析方法刘汉龙费康高玉峰河海大学岩土工程研究所江苏南京210098摘要:考虑到在地震过程中边坡的稳定安全系数最小值出现在某一瞬间用这个值评价边坡在地震荷载作用下的抗滑稳定性不太合适提出了用最小平均安全系数作为评价指标并给出了相应的计算方法即利用安全系数最大振幅的0.65倍作为平均振幅来反映安全系数随地震波动变化的过程利用最小平均安全系数对某一

2、堆石坝的动力抗滑稳定性进行了评价并与拟静力法的结果进行了比较关键词堆石坝地震反应分析安全系数中图分类号TU435文献标识码ATimehistoryanalysismethodofslopeseismicstabilityLIUHan-longFEIKangGAOYu-fengResearchInstituteofGeotechnicalEngineering,HohaiUniversity,Nanjing210098,ChinaAbstract:Theminimumslopestabilitysafetyfactoroccu

3、rsatonemomentduringtheprocessofearthquake,itisunsuitabletoevaluatetheanti-slidestabilityoftheslopeunderseismicloadusingthisvalue.Inthispapertheminimummeansafetyfactorispresentedastheevaluatingindex.The0.65timesofthemaximumamplitudeofvibrationofthesafetyfactoristake

4、nasthemeanamplitudeofvibrationtoevaluatethechangeofthesafetyfactorwiththegroundmotiontimehistory.Theanti-slidestabilityofarockfilldamisevaluatedbyusingtheminimummeansafetyfactor.Theresultiscomparedwiththeoneofthequasi-staticmethod.Keywords:rockfilldam;seismicrespon

5、seanalysis;safetyfactor地震的特性如振动频率次数和地震持续时间等因1引言素又没有考虑坝身材料的动力性质和阻尼性质等因而无法反映坝在地震时的反应特性建立在刚塑地震作用下的边坡稳定性评价指标主要有两类性模型和极限平衡理论基础上的园弧滑动法所给出的地震永久变形和稳定安全系数以地震永久变形作为稳定安全系数并不能说明坝体抗震的安全储备实际评价指标是由Newmark[1]提出的他从坝坡上滑动体情况我国水工建筑物抗震设计规范SL203-97[3]在地震中受惯性力作用而运动或停止的规律出发计中规定的土石坝抗震设计计算中

6、吸收了用剪切梁法算其刚体位移从而推求坝体在地震时及地震结束对土石坝进行动力分析的成果并进行了改进,考虑地后可能发生的永久变形量另外一些学者如Taniguchi震时坝体反应加速度不是一个常数而是沿坝高上大下和Whitman[2]根据坝体动力分析中求得的剪应变或剪小这一事实引入了地震加速度分布系数然而所应变势转化为静力按平衡原理求得与这个力系相适拟定的不同高度加速度分布与实际情况差异较大对应的坝体永久变形用土石坝坝体地震永久变形来评高土石坝尤其如此并且这种方法不能真实反映不价其地震安全性显然要比单靠一个极限平衡的安全同高程和不同

7、部位坝体地震加速度的位相差异基于系数合理但是由于还缺少实际工程的抗震经验有限单元法的动力分析的直接结果是求得坝体和地基对变形的安全范围尚不能定出规范性的限度土层中地基反应包括反应加速度动剪应力和剪应目前地震作用下的边坡稳定安全系数的计算大变由于动剪应力随震动时间而不同坝坡的动力抗多采用拟静力法和有限单元法拟静力法既没有考虑滑稳定安全系数也是时间的函数在冲击荷载作用收稿日期2002-01-08基金项目江苏省自然科学基金资助项目No.2001018作者简介刘汉龙男1964年生教授博士从事土动力学与地基基础工程教学与科研万方数据5

8、54岩土力学2003年下边坡在瞬间进入失稳状态并不一定使边坡彻底破则滑弧上的正应力为s=s+s剪应力为isidi坏因此选用整个地震历时中的最小安全系数评价t=t+t滑弧通过单元i的长度为l该单元的isidii边坡的地震稳定性并不恰当抗剪强度为tfi剪应力为ti则整个滑弧的近年来又逐渐发展起