地震作用下土质边坡可靠度分析

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1、第24卷增1岩石力学与工程学报Vol.24Supp.12005年8月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringAug.，2005地震作用下土质边坡可靠度分析娄国充，王树栋(石家庄铁道学院土木工程分院，河北石家庄050043)摘要：将地震效应以水平地震加速度的形式引进土坡的稳定性分析中，根据土条的受力平衡条件导出了任意形状滑裂面下土质边坡的安全系数表达式，并进行了稳定可靠度分析。以石家庄地区某一边坡为例，分析了土性参数和地震效应对边坡稳定性的影响。计算结果表明：土体强度指标的变异系数和地震加速度系数的变化对土坡的安全影响较为显著，对土坡的分析研

2、究有重要意义。关键词：岩土力学；水平地震加速度；土坡；动力安全系数；可靠度中图分类号：TU435文献标识码：A文章编号：1000–6915(2005)增1–4877–04RELIABILITYSTUDYONEARTHSLOPESUNDEREARTHQUAKE11LOUGuo-chong，WANGShu-dong(SchoolofCivilEngineering，ShijiazhuangRailwayInstitute，Shijiazhuang050043，China)Abstract：Horizontalearthquakeaccelerationisusedfortheanalysi

3、sofearthslopereliability.Fortheslopeslices，forceequilibriumequationsaredevelopedandtheformulasoftheearthslopesafetyfactorarederivedandthereliabilityisthenstudied.InthecaseofaslopeinShijiazhuangarea，calculationresultsshowthatthesafetyfactorwiththestochasticearthquakehascloserelationwiththeearthqu

4、akeaccelerationandthesoilproperty.Itisclearthattheinfluenceoftheearthquakeisnotable.Keywords：rockandsoilmechanics；horizontalearthquakeacceleration；earthslope；dynamicalsafetyfactor；reliability效应对土坡安全性的影响规律，对土坡的分析研究1引言有重要意义。地震荷载作用下的边坡稳定性问题一直是岩土2稳定性分析工程界学者关注的难题之一，至今已经发展了关于土坡稳定性分析的众多的理论方法，为土坡的设计对于任意

5、形状边坡，假设边坡沿曲线l：y=[1，2]施工起到了重要的指导作用。近年来，随着可f(x，y)失稳，将滑动体分成n条，同时也将曲线l靠度理论的研究发展，又把各种不确定因素考虑到进行了n个节点离散，如图1所示。取任意相邻2[3～7]土坡稳定性的分析中，并取得了显著的成果。个节点间的土条(如第i条(0＜i≤n))进行受力分析，本文在考虑水平地震作用下，根据土条的受力平衡根据简化Bishop法，考虑作用在该土条上的力有：条件，采用拟静力的方法探求了土坡的动力安全系土条自重W，水平地震力Q、条底孔隙水压力U、iii数，并运用可靠度理论分析了土性参数和水平地震条底法向应力N、条底剪切力S、土条间

6、的法向力ii收稿日期：2005–04–28；修回日期：2005–07–08作者简介：娄国充(1968–)，男，1991年毕业于石家庄铁道学院铁道建筑专业，现为博士研究生、副教授，主要从事岩土工程、道路与铁道工程方面的教学与研究工作。E-mail：lgch07@126.com。•4878•岩石力学与工程学报2005年E，假设土条的条间剪力为0，土坡破坏符合Mohr-即iCoulomb准则，则有sinθiNcosθ+[(N−U)tanϕ+cl]=WiiiiiiiiF1siτ=[(σ−μ)tanϕ+c](1)F由此得ssinθi式中：F为边坡安全系数；σ，μ分别为最危险滑W+(Utanϕ−c

7、l)siiiiiFsi裂面处的正应力和孔隙水压力；ϕ，c分别为最危Ni=(6)tanϕicosθ+sinθ险滑裂面处的内摩擦角和粘聚力。则土条底的剪力iiFsi为将式(6)代入式(4)，整理得1S=[(N−U)tanϕ+cl](2)iiiiiiFsiFs=式中：l为土条的宽度。i∑{[(Wicosθi−Ui)tanϕi+cili]secθi−Qitanϕi}(7)∑(Wi+Qicotϕi)其中，Q=αW(8)iiαh式中：α为地震加速度系数，且