邊坡地震動(dòng)力穩(wěn)定性研究進(jìn)展

鄭旭輝，孫進(jìn)忠，邵安陽(yáng)，梁志華

(中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)工程技術(shù)學(xué)院，北京　100083)

?

邊坡地震動(dòng)力穩(wěn)定性研究進(jìn)展

鄭旭輝，孫進(jìn)忠*，邵安陽(yáng)，梁志華

(中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)工程技術(shù)學(xué)院，北京100083)

摘要：回顧了我國(guó)邊坡地震動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律研究的發(fā)展歷程，分析了邊坡動(dòng)力響應(yīng)在邊坡剖面上分布的節(jié)律性特點(diǎn)，簡(jiǎn)述了邊坡動(dòng)力失穩(wěn)機(jī)制問題。對(duì)分散在大量相關(guān)文獻(xiàn)中的邊坡地震穩(wěn)定性分析方法進(jìn)行了歸納，按研究手段和分析原理2個(gè)方面進(jìn)行分類，介紹了當(dāng)前邊坡地震穩(wěn)定性分析的若干方法，并指出了各種方法的優(yōu)勢(shì)與不足。在此基礎(chǔ)上，總結(jié)了當(dāng)前邊坡地震動(dòng)力學(xué)研究中存在的若干問題，指出了形成以區(qū)域地震作用參數(shù)為準(zhǔn)則的邊坡地震動(dòng)力穩(wěn)定性評(píng)價(jià)體系對(duì)地震地質(zhì)災(zāi)害的評(píng)估預(yù)測(cè)意義重大，指明了今后的研究方向。

關(guān)鍵詞：邊坡；區(qū)域地震作用；地震動(dòng)力響應(yīng)；地震穩(wěn)定性；分析評(píng)價(jià)

0引言

地震滑坡因其巨大的致災(zāi)力而廣泛引起人們的關(guān)注，僅20世紀(jì)，地震滑坡已經(jīng)造成了全球數(shù)萬人喪生，導(dǎo)致幾十億美元的損失。強(qiáng)烈地震時(shí), 地震誘發(fā)的滑坡崩塌災(zāi)害，特別是在山岳地區(qū)，其危害比地震直接造成的還要大[1]。我國(guó)位于世界兩大地震帶——環(huán)太平洋地震帶與歐亞地震帶之間，受太平洋板塊、印度洋板塊和菲律賓海板塊的擠壓，地震斷裂帶活動(dòng)十分活躍。特別是近年來，在山地、丘陵等多坡地帶，地震引起斜坡的大面積變形，誘發(fā)坡體失穩(wěn)，導(dǎo)致邊坡崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和安全隱患。因此，邊坡的地震穩(wěn)定性分析和評(píng)估成為了工程學(xué)者們尤為重視的一項(xiàng)課題。目前邊坡地震穩(wěn)定性分析方法主要基于極限平衡理論和應(yīng)力——變形分析[2]。按研究手段考慮，單體邊坡地震穩(wěn)定性分析的方法主要有理論公式法、數(shù)值模擬法和物理模擬法3類。然而，這些方法都存在各自的局限性，難以真正揭示邊坡在地震作用下的動(dòng)力特性。

四川汶川“5.12”大地震后，邊坡的地震動(dòng)力響應(yīng)問題成為了研究的熱點(diǎn)。邊坡在地震作用下的加速度、速度和位移(簡(jiǎn)稱三分量)分布規(guī)律能有效反應(yīng)邊坡的動(dòng)力響應(yīng)狀態(tài)，為邊坡的穩(wěn)定性評(píng)估提供重要依據(jù)。因此，研究邊坡地震動(dòng)力響應(yīng)的相關(guān)問題對(duì)于邊坡地震穩(wěn)定性的分析、評(píng)價(jià)有重要意義。

1邊坡動(dòng)力響應(yīng)相關(guān)研究

1.1　邊坡地震動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律

我國(guó)較早研究巖體邊坡的動(dòng)力問題的學(xué)者是王思敬，他通過振動(dòng)模擬試驗(yàn)探索并建立了邊坡塊體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力微分方程，通過數(shù)值積分求得塊體滑動(dòng)的動(dòng)力學(xué)特征[3]。丁彥慧等[4-5]、辛鴻博等[6]和王余慶等[7]通過對(duì)我國(guó)歷史地震觸發(fā)的數(shù)百例地震崩滑實(shí)例的研究分析，分別提出了判別地震崩滑相關(guān)準(zhǔn)則和方法。孫進(jìn)忠等[8]則在相關(guān)研究的基礎(chǔ)上，提出了邊坡地震崩滑三級(jí)評(píng)判準(zhǔn)則。祁生文[9-10]在相關(guān)研究中通過大量動(dòng)力數(shù)值分析發(fā)現(xiàn)，邊坡動(dòng)力響應(yīng)的位移、速度、加速度3量放大系數(shù)等值線在邊坡剖面上分布具有節(jié)律性特點(diǎn)：對(duì)于一定的巖土體材料，當(dāng)邊坡高度在一定范圍內(nèi)時(shí)，邊坡動(dòng)力響應(yīng)的位移、速度、加速度3量在鉛直方向會(huì)出現(xiàn)放大作用；而當(dāng)邊坡高度超過這個(gè)范圍時(shí)，邊坡動(dòng)力響應(yīng)的3量分布會(huì)出現(xiàn)鉛直方向的節(jié)律性特點(diǎn)；邊坡邊緣部位對(duì)振動(dòng)的反應(yīng)幅值較之內(nèi)部存在放大現(xiàn)象，隨著水平深度的進(jìn)一步增加，位移、速度、加速度3量在水平方向也出現(xiàn)節(jié)律性的變化。邊坡坡度的變化對(duì)位移、速度、加速度放大系數(shù)等值線圖的分布形式有明顯影響，坡度決定了3量分布的等值線方向和極值區(qū)的走向。徐光興等通過大型振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)[11]和FLAC3D有限差分軟件建模分析[12]，研究了邊坡的自振特性，也發(fā)現(xiàn)了邊坡對(duì)輸入地震波存在垂直放大和臨空面放大作用，邊坡土體對(duì)輸入地震波低頻部分存在放大作用，對(duì)高頻部分存在濾波作用。坡面加速度峰值放大系數(shù)隨輸入地震波振幅、頻率的增加而減小，持時(shí)對(duì)加速度峰值響應(yīng)的影響不大；坡體位移隨振幅、持時(shí)的增加而顯著增大，隨頻率的增大而減小。強(qiáng)震作用下剪應(yīng)變?cè)隽孔畲髤^(qū)域的位置和形狀表明，單一均質(zhì)土層邊坡的破壞模式仍是沿著某一弧形潛在滑動(dòng)面失穩(wěn)。

汶川地震后，學(xué)者們對(duì)邊坡動(dòng)力響應(yīng)問題給予了更多關(guān)注：譚儒蛟[13-17]等學(xué)者通過數(shù)值模擬、動(dòng)力時(shí)程分析等手段，對(duì)邊坡動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律進(jìn)行探索；譚成軒[18-22]等學(xué)者則通過對(duì)汶川地震引發(fā)的大量災(zāi)害實(shí)例分析，更加深入地揭示了邊坡地震動(dòng)力響應(yīng)的規(guī)律。

對(duì)于邊坡地震動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律的研究，有助于進(jìn)一步揭示邊坡在地震作用下的失穩(wěn)機(jī)制。

1.2　邊坡動(dòng)力失穩(wěn)機(jī)制

學(xué)者們根據(jù)邊坡的自振特性及其地震動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律，通過分析大量的邊坡崩塌、滑坡實(shí)例，采用計(jì)算機(jī)建模等有效手段，對(duì)邊坡動(dòng)力的失穩(wěn)機(jī)制問題做出了大量的研究，也得到了較為顯著的成果。

一般認(rèn)為，地震對(duì)邊坡會(huì)產(chǎn)生2種作用：1)地震慣性力的作用；2)地震產(chǎn)生的超靜孔隙水壓力迅速的增大和累積作用，這2種作用共同導(dǎo)致了邊坡的失穩(wěn)。對(duì)于不同的邊坡破壞類型，這2種作用的作用強(qiáng)度也不同：對(duì)于塑性流動(dòng)失穩(wěn)破壞是孔隙水壓力的累積作用起主導(dǎo)作用；崩塌型、層體彎折型則是地震慣性力起決定作用；對(duì)于滑動(dòng)型破壞則視情況而定。對(duì)于后發(fā)型邊坡失穩(wěn)，則是由于地震的累積效應(yīng)導(dǎo)致邊坡巖體力學(xué)參數(shù)的降低，為后來的外地質(zhì)應(yīng)力創(chuàng)造了條件，最終導(dǎo)致了邊坡的失穩(wěn)破壞[9]。

邊坡動(dòng)力失穩(wěn)機(jī)制的研究，對(duì)邊坡的穩(wěn)定性分析、評(píng)估有重要意義，更為邊坡失穩(wěn)破壞的預(yù)防和治理提供了重要的理論支撐。

2邊坡地震穩(wěn)定性分析的內(nèi)容與方法

邊坡地震穩(wěn)定性分析是巖土工程的一個(gè)重要研究?jī)?nèi)容，并已經(jīng)形成一個(gè)應(yīng)用研究課題。穩(wěn)定性問題涉及礦山工程、水利水電工程等諸多工程領(lǐng)域，近年來受到越來越多的關(guān)注，研究方法層出不窮。然而，由于邊坡受多種因素綜合影響，其穩(wěn)定性常表現(xiàn)出復(fù)雜多樣性、不確定性等特征[23]。

對(duì)于邊坡地震穩(wěn)定性分析的研究?jī)?nèi)容，劉紅帥等[24-25]將其大致歸納為7個(gè)方面內(nèi)容：

1)邊坡地震反應(yīng)分析方法的研究，即如何在邊坡巖土體中考慮地震動(dòng)作用；2)邊坡巖土體的動(dòng)力特性、強(qiáng)度準(zhǔn)則及參數(shù)測(cè)試的研究；3)邊坡地震破壞機(jī)理與失穩(wěn)方式的研究，這是邊坡地震穩(wěn)定性分析的關(guān)鍵；4)邊坡地震穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法，這是邊坡地震穩(wěn)定性分析的核心；5)邊坡地震穩(wěn)定性評(píng)價(jià)指標(biāo)與安全標(biāo)準(zhǔn)的研究，即工程應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)；6)邊坡輸入地震動(dòng)的研究；7)邊坡地震穩(wěn)定性評(píng)價(jià)指標(biāo)的計(jì)算精度，即邊坡地震穩(wěn)定性評(píng)價(jià)指標(biāo)的可靠性等。

對(duì)于邊坡地震穩(wěn)定性分析方法和影響因素等問題，已經(jīng)有大量學(xué)者進(jìn)行了研究，如高艷平等[26]研究了神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)在預(yù)測(cè)邊坡地震穩(wěn)定性中的應(yīng)用；黃驍?shù)萚27]結(jié)合Bishop法和Sarma法對(duì)山腳建筑物場(chǎng)地邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行分析評(píng)價(jià)；孫進(jìn)忠等[28]通過數(shù)值分析法研究了結(jié)構(gòu)面在巖體邊坡地震運(yùn)動(dòng)中的影響；高磊等[29]通過數(shù)值分析手段對(duì)多層采空區(qū)條件下的高速公路路塹邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行分析；朱宏偉等[30]和梁義聰?shù)萚31]則基于擬靜力法對(duì)邊坡地震穩(wěn)定性分析進(jìn)行研究；Facciorusso J等[32]提出了邊坡地震穩(wěn)定性的三級(jí)區(qū)劃法。此外，也有多位學(xué)者進(jìn)行過總結(jié)[33-38]?？偟膩碚f，對(duì)于邊坡穩(wěn)定性分析，可按照研究手段和分析原理2個(gè)方面進(jìn)行分類。

按研究手段考慮，邊坡地震穩(wěn)定性分析方法主要有理論公式法、數(shù)值模擬法和物理模擬法3類：

1)理論公式法采用巖土力學(xué)的計(jì)算方法，利用巖土物理力學(xué)參數(shù)與邊坡受力狀態(tài)之間的關(guān)系表征邊坡的力學(xué)穩(wěn)定性，方法簡(jiǎn)單、物理意義明確。但該法因不能考慮地震作用的動(dòng)力過程而無法真正揭示邊坡在地震作用下的動(dòng)力特性。

2)邊坡地震穩(wěn)定性分析常采用的數(shù)值模擬方法有：有限元法、離散元法和快速拉格朗日元法。該法為研究邊坡地震動(dòng)力響應(yīng)過程提供了可能，但尚存在建模對(duì)邊坡結(jié)構(gòu)及巖土物理力學(xué)參數(shù)的要求高、網(wǎng)格剖分尺度要求嚴(yán)、動(dòng)力響應(yīng)分析耗時(shí)長(zhǎng)等問題。

3)物理模擬法按照物理相似原理制作相似物理模型，采用物理實(shí)驗(yàn)方法模擬邊坡地震動(dòng)力響應(yīng)。該法能夠較真實(shí)直觀地反映邊坡的薄弱部位、破壞過程和破壞方式，便于直接判斷邊坡的地震穩(wěn)定性，是理論公式法、數(shù)值模擬法的重要補(bǔ)充和結(jié)果驗(yàn)證的依據(jù)之一[3,39]。但模型實(shí)驗(yàn)成本高、耗時(shí)耗力，而且邊坡地震響應(yīng)振動(dòng)臺(tái)模擬的物理相似性尚有爭(zhēng)議，其預(yù)測(cè)的結(jié)果具有不確定性[40]，能否反映實(shí)際邊坡的地震響應(yīng)仍值得考慮。

按分析原理考慮，邊坡地震穩(wěn)定性分析方法可分為擬靜力法、Newmark法和動(dòng)力時(shí)程法：

1)國(guó)外采用擬靜力法分析邊坡地震穩(wěn)定性早有先例，現(xiàn)在也仍在使用[41-42]，我國(guó)規(guī)范也將該法確定為分析地震邊坡的常規(guī)方法。擬靜力法將邊坡受到的地震力用等價(jià)的常靜力代替，采用靜力穩(wěn)定性分析的基本思想建立極限平衡方程，計(jì)算邊坡的穩(wěn)定安全系數(shù)。該法雖簡(jiǎn)單易行，但沒有考慮地震動(dòng)特性、土層動(dòng)力性質(zhì)及阻尼性質(zhì)，無法反映土體在地震時(shí)的響應(yīng)，也不能提供地震作用時(shí)破壞面的信息。褚雪松等[43]研究過擬靜力法在邊坡地震穩(wěn)定性分析中的適用性。呂擎峰等[44]在分析了誤差和不合理性產(chǎn)生的機(jī)理后，考慮地震慣性力，對(duì)擬靜力法提出了改進(jìn)，但仍未能解決這一問題。

2)Newmark法根據(jù)地震永久變形來評(píng)價(jià)邊坡的穩(wěn)定性[45]，該法得到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的高度關(guān)注和深入研究[46]，并在工程中得到了大量應(yīng)用。然而，Newmark法實(shí)際上是一個(gè)很粗略的計(jì)算方法，該法在分析邊坡永久位移時(shí)，未考慮邊坡巖體自身變形以及地震荷載作用下巖土體動(dòng)態(tài)特性與靜態(tài)特性之間的差異。此外，Newmark法求得的永久位移實(shí)際上是一個(gè)平均位移，并不能反映地震作用下邊坡巖土體中各點(diǎn)位移的分布情況。

3)動(dòng)力時(shí)程法能真實(shí)反映地震作用的動(dòng)力過程，充分考慮地震動(dòng)3要素(振幅、持時(shí)、頻率)對(duì)邊坡地震穩(wěn)定性的作用和影響，可以更好地反映邊坡的動(dòng)力特性，但也存在建模復(fù)雜、計(jì)算量大等問題。計(jì)算過程中的數(shù)值積分精度及穩(wěn)定性也有待解決，結(jié)果的可靠性與輸入的地震動(dòng)也有很大的相關(guān)性。

近年來，孫進(jìn)忠及其合作者通過一系列研究，又提出了邊坡地震穩(wěn)定性的臨界加速度分析、荷載增強(qiáng)分析、動(dòng)力超載分析等方法[47-50]，為邊坡穩(wěn)定性分析提供了新的思路。

3邊坡地震動(dòng)力學(xué)研究中存在的問題

邊坡動(dòng)力問題屬于多學(xué)科交叉性的復(fù)雜問題，雖然近年來有諸多學(xué)者進(jìn)行了深入研究，也取得了很多成果。但其研究并未成熟，仍有很大的發(fā)展空間，也存在較多問題。歸納起來，當(dāng)前對(duì)于邊坡地震動(dòng)力學(xué)研究主要存在以下幾方面問題：

1)邊坡地震穩(wěn)定性的涵義不明確。邊坡地震穩(wěn)定性一般的命題應(yīng)該是：相對(duì)于一定的區(qū)域設(shè)防地震作用，邊坡是否會(huì)發(fā)生地震破壞失穩(wěn)；需要比較的是使邊坡發(fā)生破壞的地震作用(臨界地震作用)與設(shè)防地震作用的相對(duì)大小，因此，應(yīng)該屬于超載穩(wěn)定性問題。然而迄今為止，對(duì)于邊坡地震穩(wěn)定分析，除了孫進(jìn)忠等[51-52]提出了地震超載穩(wěn)定性的概念外，尚無其它文獻(xiàn)報(bào)道。

2)邊坡簡(jiǎn)化模型與實(shí)際情況的差異。雖然對(duì)邊坡動(dòng)力響應(yīng)的規(guī)律進(jìn)行了研究，但是這種規(guī)律性是在簡(jiǎn)化了模型的前提下得到的，也沒有考慮動(dòng)力作用過程中地下水的影響。對(duì)某一特定邊坡只能判斷動(dòng)力響應(yīng)的位移、速度、加速度分布形式，尚不能給出位移、速度、加速度放大系數(shù)的具體量值，只能做半定量的預(yù)測(cè)，距離工程應(yīng)用尚有一定的距離，這也將是今后邊坡動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律研究努力的方向。

3)巖土體動(dòng)力本構(gòu)關(guān)系的研究有待深入。從目前的研究情況來看，多數(shù)研究還是基于巖土體靜力本構(gòu)關(guān)系，特別是計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬時(shí)建立的模型，分析時(shí)均采用軟件內(nèi)置的靜力本構(gòu)關(guān)系，未考慮輸入地震動(dòng)力后相關(guān)參數(shù)和本構(gòu)關(guān)系的變化。孫進(jìn)忠等[53]曾對(duì)巖土介質(zhì)動(dòng)靜力學(xué)參數(shù)與介質(zhì)物理組構(gòu)參數(shù)之間的關(guān)系進(jìn)行過初步研究，但未能建立起介質(zhì)的動(dòng)力本構(gòu)關(guān)系。對(duì)于邊坡地震動(dòng)力相關(guān)問題的研究，只有基于相應(yīng)的動(dòng)力本構(gòu)關(guān)系，才能更好地揭示邊坡動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律。

4)邊坡自振特性與地震動(dòng)力破壞方式的關(guān)系問題。根據(jù)共振原理，邊坡自振特性與邊坡地震破壞之間必然存在一定聯(lián)系。然而，迄今為止的邊坡地震動(dòng)力響應(yīng)分析中，邊坡自振特性與邊坡地震動(dòng)力響應(yīng)和破壞方式的關(guān)系問題一直沒有得到很好的重視。宋光明等[54]曾利用爆破振動(dòng)研究過邊坡的自振特性，但與邊坡動(dòng)力破壞方式的聯(lián)系做得并不夠；祁生文等[9-10]也曾關(guān)注過均質(zhì)巖體邊坡地震響應(yīng)強(qiáng)度變化的節(jié)律現(xiàn)象，但是這種節(jié)律變化與邊坡地震動(dòng)力破壞方式的關(guān)系還有待進(jìn)一步揭示。

5)邊坡地震破壞失穩(wěn)概率分析問題。地震發(fā)生有極大的不確定性，從而由地震造成的邊坡地震破壞失穩(wěn)狀態(tài)也會(huì)有很大的不確定性。因此，對(duì)于邊坡地震穩(wěn)定性分析結(jié)果的不確定性必須有一個(gè)合理的估計(jì)，才能滿足地質(zhì)災(zāi)害評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)的要求。然而查閱相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)今對(duì)這一問題并無深入研究。Miles S.B等[55]，汪華斌等[56]曾采用Newmark方法分析邊坡的臨界地震加速度，再與區(qū)域設(shè)防地震加速度相比較判斷邊坡的地震穩(wěn)定性，并利用設(shè)防地震加速度的超越概率估計(jì)邊坡地震滑坡災(zāi)害的發(fā)生概率。這些分析方法對(duì)于地震波入射方向、地震動(dòng)力作用方向、頻率成分和持續(xù)時(shí)間等特征組合變化導(dǎo)致的邊坡地震破壞失穩(wěn)方式多樣性的估計(jì)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。此外，迄今為止，尚無結(jié)合動(dòng)力時(shí)程法分析邊坡地震失穩(wěn)概率的報(bào)道。因此，邊坡地震破壞的概率如何分析，仍然有待解決。

4結(jié)論和展望

邊坡地震動(dòng)力響應(yīng)問題是一個(gè)多學(xué)科交叉問題，研究難度較大。許多學(xué)者通過長(zhǎng)期研究，對(duì)邊坡自振特性、動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律及其失穩(wěn)機(jī)制進(jìn)行了大量研究，取得了一些成果，形成了一系列的邊坡地震穩(wěn)定性評(píng)價(jià)準(zhǔn)則、方法等，但是邊坡動(dòng)力學(xué)的相關(guān)研究仍未成熟，尚存在一些關(guān)鍵的科學(xué)問題亟待解決。例如，邊坡地震穩(wěn)定性涵義需要進(jìn)一步明確；邊坡的簡(jiǎn)化模型需要與實(shí)際情況更為匹配；巖土體動(dòng)力本構(gòu)關(guān)系的研究有待深入；邊坡自振特性與地震動(dòng)力破壞方式的關(guān)系研究涉及甚少；以及邊坡地震破壞失穩(wěn)概率分析問題。進(jìn)一步深入研究以解決這些問題，并形成一套以地震作用參數(shù)為準(zhǔn)則的邊坡地震動(dòng)力穩(wěn)定性評(píng)價(jià)體系，將是地震地質(zhì)災(zāi)害研究評(píng)價(jià)的重中之重。從學(xué)術(shù)角度而言，這些研究可以為邊坡地震運(yùn)動(dòng)學(xué)研究奠定基礎(chǔ)；而從工程實(shí)際價(jià)值角度而言，這不僅能幫助我們對(duì)邊坡地震動(dòng)力穩(wěn)定性做出客觀的分析和評(píng)價(jià)，而且可以為邊坡地震災(zāi)害的防災(zāi)減災(zāi)提供有力的技術(shù)支撐，減少經(jīng)濟(jì)損失，降低安全隱患。

參考文獻(xiàn)：

[1]李忠生．國(guó)內(nèi)外地震滑坡災(zāi)害研究綜述[J]．災(zāi)害學(xué)，2003，18(04)：65-71．

[2]劉立平，雷尊宇，周富春．地震邊坡穩(wěn)定分析方法綜述[J]．重慶交通學(xué)院學(xué)報(bào)，2001，20(03)：83-88．

[3]王思敬．巖石邊坡動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性的初步探討[J]．地質(zhì)科學(xué), 1977(04): 372-376．

[4]丁彥慧, 王余慶, 孫進(jìn)忠．地震崩滑與地震參數(shù)的關(guān)系及其在邊坡震害預(yù)測(cè)中的應(yīng)用[J]．地球物理學(xué)報(bào), 1999, 42(S1): 101-107．

[5]丁彥慧, 王余慶, 孫進(jìn)忠, 等．地震崩滑預(yù)測(cè)方法及其工程應(yīng)用研究[J]．工程地質(zhì)學(xué)報(bào), 2000，8(04): 475-480．

[6]辛鴻博, 王余慶．巖土邊坡地震崩滑及其初判準(zhǔn)則[J]．巖土工程學(xué)報(bào), 1999，21(5)：591-594．

[7]王余慶, 辛鴻博, 高艷平, 等．預(yù)測(cè)巖土邊坡地震崩滑的綜合指標(biāo)法研究[J]．巖土工程學(xué)報(bào)，2001，23(03)：311-314．

[8]孫進(jìn)忠，陳祥，王余慶．巖土邊坡地震崩滑的三級(jí)評(píng)判預(yù)測(cè)[J]．地震研究，2004，27(03)：256-264．

[9]祁生文．邊坡動(dòng)力響應(yīng)分析及應(yīng)用研究[D]．北京：中國(guó)科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所，2002．

[10]祁生文, 伍法權(quán), 孫進(jìn)忠. 邊坡動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律研究[J]. 中國(guó)科學(xué)E輯:技術(shù)科學(xué), 2003, 33(S1): 28-40.

[11]徐光興，姚令侃，高召寧，等．邊坡動(dòng)力特性與動(dòng)力響應(yīng)的大型振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)研究[J]．巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2008，27(03)：624-632．

[12]徐光興，姚令侃，李朝紅，等．邊坡地震動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律及地震動(dòng)參數(shù)影響研究[J]．巖土工程學(xué)報(bào)，2008，30(06)：918-923．

[13]譚儒蛟，李明生，徐鵬逍，等．地震作用下邊坡巖體動(dòng)力穩(wěn)定性數(shù)值模擬[J]．巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2009，28(S2)：3986-3992．

[14]李磊，任光明，曹文廣，等．邊坡地震響應(yīng)的動(dòng)力有限元分析[J]．長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào)，2010，27(05)：53-57．

[15]趙彪，陳洪凱．邊坡地震穩(wěn)定性完全動(dòng)力分析法[J]．重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2011，30(S1)：580-583．

[16]馮永，侯元恒．基于FLAC3D的滑坡地震動(dòng)力響應(yīng)分析[J]．人民黃河，2012，34(07)：146-148．

[17]何劉，吳光，謝馳王淼．三維實(shí)體邊坡地震動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律[J]．西南交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，48(01)：55-61．

[18]譚成軒，孫葉，吳樹仁，等．“5.12”汶川MS8.0大地震后關(guān)于我國(guó)區(qū)域地殼穩(wěn)定性評(píng)價(jià)的思考[J]．地質(zhì)力學(xué)學(xué)報(bào)，2009，15(02)：142-149．

[19]田小甫，孫進(jìn)忠，陳奇，等．汶川地震后四川省巴州區(qū)地質(zhì)災(zāi)害特征研究[J]．工程地質(zhì)學(xué)報(bào)，2009，17(03)：301-307．

[20]許沖，戴福初，徐錫偉．汶川地震滑坡災(zāi)害研究綜述[J]．地質(zhì)評(píng)論，2010，56(06)：860-874．

[21]許沖，戴福初，姚鑫，等．基于GIS的汶川地震滑坡災(zāi)害影響因子確定性系數(shù)分析[J]．巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2010，29(S1)：2972-2981．

[22]殷躍平，王猛，李濱，等．汶川地震大光包滑坡動(dòng)力響應(yīng)特征研究[J]．巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2012，31(10)：1969-1982．

[23]王玉平，曾志強(qiáng)，潘樹林．邊坡穩(wěn)定性分析方法綜述[J]．西華大學(xué)學(xué)報(bào) ( 自然科學(xué)版)，2012，31(02)：101-105．

[24]劉紅帥，薄景山，劉德東．巖土邊坡地震穩(wěn)定性分析研究評(píng)述[J]．地震工程與工程振動(dòng)，2005，25(01)：164-171．

[25]劉紅帥，薄景山，劉德東．巖土邊坡地震穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法研究進(jìn)展[J]．防災(zāi)科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2007，09(03)：20-27．

[26]高艷平, 王余慶，辛鴻博．神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)在預(yù)測(cè)邊坡地震穩(wěn)定性中的應(yīng)用[J]．遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2001，20(04)：431-433．

[27]黃驍，祁生文，孫進(jìn)忠．山腳建筑物場(chǎng)地邊坡穩(wěn)定分析評(píng)價(jià)[J]．工程地質(zhì)學(xué)報(bào)，2004，12(S1)：297- 301．

[28]Sun Jinzhong，TianXiaofu．Numerical analysis of the influence of structure planes on earthquake motion in rock slopes[C]//Geological Engineering Problems in Major Construct．Chengdu，China，2009：451-462．

[29]高磊，施斌，朱友群，等．多層采空區(qū)條件下的高速公路路塹邊坡穩(wěn)定性數(shù)值分析[J]．防災(zāi)減災(zāi)工程學(xué)報(bào)，2009，29(04)：387-391．

[30]朱宏偉，項(xiàng)琴．基于擬靜力法的土質(zhì)邊坡地震穩(wěn)定性影響因素分析[J]．大連交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，31(05)，29-32．

[31]梁義聰，肖啟華，聶影，等．基于擬靜力法的邊坡地震穩(wěn)定性分析[J]．蘭州交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2012，31(01)：33-37．

[32]Facciorusso J，MadiaiA C，Vannucchi G． A grade-3 method of zonation for seismic slope stability: An Italian case study[J]．Soil Dynamics and Earthquake Engineering，2012，36(10)：96-110．

[33]李鏡芬．淺談巖土邊坡地震穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法研究進(jìn)展[J]．廣東科技，2008(12)：54-56．

[34]沈建，陳新民，魏平．土質(zhì)邊坡地震穩(wěn)定性研究進(jìn)展[J]．水運(yùn)工程，2009( 06)：40-46．

[35]沈建，陳新民，魏平，等．土質(zhì)邊坡地震穩(wěn)定性動(dòng)力模型試驗(yàn)研究綜述[J]．工業(yè)建筑，2010，40(S1)：625- 628．

[36]鄭穎人，葉海林，黃潤(rùn)秋，等．邊坡地震穩(wěn)定性分析探討[J]．地震工程與工程振動(dòng)，2010，30(02)：173-180．

[37]許江波，鄭穎人，葉海林．土質(zhì)及軟巖邊坡地震穩(wěn)定性影響因素分析[J]．地下空間與工程學(xué)報(bào)，2011，07(06)：1233-1240．

[38]Randall W J．Methods for assessing the stability of slopes during earthquakes—Aetrospective[J]．Engineering Geology，2011，122(1-2)：43-50．

[39]門玉明，彭建兵，李尋昌，等．層狀結(jié)構(gòu)巖質(zhì)邊坡動(dòng)力穩(wěn)定性試驗(yàn)研究[J]．世界地震工程，2004，20(04)：131-136．

[40]Strenk P M，Wartman J．Uncertainty in seismic slope deformation model predictions[J]．Engineering Geology，2011，122(1-2)：61-72．

[41]Trizzino R．Observations on the pseudostatic analysis of embankments and slopes with arbitrary seismic force inclination[J]．Engineering Geology，1987，23(3-4)：263-276．

[42]Shukla S K，Hossain M M．Stability analysis of multi-directional anchored rock slope subjected to surcharge and seismic loads[J]．Soil Dynamics and Earthquake Engineering，2011，31(5-6)：841-844．

[43]褚雪松，李亮．邊坡地震穩(wěn)定性分析的擬靜力方法適用性研究[J]．工業(yè)建筑，2012，42(S1)：460-463，47．

[44]呂擎峰，殷宗澤，王叔華，等．?dāng)M靜力法邊坡穩(wěn)定分析的改進(jìn)[J]．巖土力學(xué)，2005，26(21)：35-38．

[45]Newmark N M．Effects of earthquakes on dams and embankments [J]．Geotechnique，1965，15 (2)：139-160．

[46]劉立平，姜德義，鄭碩才，等．邊坡穩(wěn)定性分析方法的最新進(jìn)展[J]．重慶大學(xué)學(xué)報(bào)，2000，23(3)：115-118．

[47]Zhao Ti，Sun Jinzhong，Zhang Bin，et al．Analysis of slope stability with dynamic overloading from earthquake [J]．Journal of Earth Science，2012，23(03)：285-296．

[48]孫進(jìn)忠，趙體，李高，等.邊坡地震穩(wěn)定性分析的荷載增強(qiáng)分析方法[J]. 工程地質(zhì)學(xué)報(bào)，2012，20(05)：751-759.

[49]田小甫，孫進(jìn)忠，柳亞千，等．邊坡地震穩(wěn)定性的臨界加速度分析[J]．科學(xué)技術(shù)與工程，2012，12(23)：5806-5811．

[50]趙體．巖土邊坡地震穩(wěn)定性臨界加速度分析方法研究[D]．北京：中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)，2012．

[51]Sun Jinzhong，Liu Yaqian，Zhao Ti，et al．Critical acceleration analysis of slope earthquake stability[C]//Williams A L．Proceedings of the 11th IAEG Congres． Auckland，New Zealand，2010：3641-3649．

[52]Sun Jinzhong，Zhao Ti，Li Cheng，et al．Load increasing method for analysis of slope earthquake stability[C]//Proceedings，Slope Stability 2011：International S．Vancouver，Canada，2011：18-21．

[53]孫進(jìn)忠，蔡新濱，陳祥．巖土介質(zhì)動(dòng)靜力學(xué)參數(shù)與介質(zhì)物理組構(gòu)參數(shù)之間的關(guān)系[J]．地球與環(huán)境，2005，33(03)：101-106．

[54]宋光明，史秀志，張勁松，等．利用爆破振動(dòng)觀測(cè)求解邊坡自振頻率[J]．金屬礦山，2001，297(03)：4-6+53．

[55]Miles S B，HO C L．Rigorous landslide hazard zonation using Newmark’s method and stochastic ground motion simulation[J]．Soil Dynamics and Earthquake Engineering，1999，18：305-323．

[56]汪華斌，SassaKyoji．蒙特卡羅模擬在區(qū)域地震滑坡災(zāi)害評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J]．巖土力學(xué)，2007，28 (12)：2565-2569．

董一兵，胡斌，楊銳，等．河北赤城可控震源主動(dòng)監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)[J].華北地震科學(xué),2015,33(4):6-13.

Research Progress of Slope Dynamic Stability under Seismic Actions

ZHENG Xu-hui, SUN Jin-zhong, SHAO An-yang, Liang Zhi-hua

(School of Engineering and Technology, China University of Geosciences (Beijing), Beijing100083, China)

Abstract:In this paper, we review the development process of researches on laws of seismic dynamic response, analyze the rhythmic characteristics of dynamic response of slope on its cross section and describe the dynamic instability mechanism. We summarize the methods of dynamic stability analysis that are scattered in a large number of relevant literatures, classify them by research methods and analysis principle, and point out their advantages and disadvantages. On this basis, we summarize a series of issues that exist in the current study on seismic dynamic response of slope, point out the significance of forming an evaluation system of dynamic stability of slope by seismic action parameters and indicate the direction of future research.

Key words:slope; regional seismic action; dynamic response to seismic action; earthquake stability; analysis and evaluation

通訊作者：*胡斌(1966—)，男(漢)，高級(jí)工程師，河北省地震監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)中心主任．E-mail：hubin@eq-he.ac.cn

作者簡(jiǎn)介：董一兵(1983—)，男(漢)，工程師，地球物理學(xué)，博士生，現(xiàn)主要從事測(cè)震臺(tái)網(wǎng)工作．E-mail：yuehun06@163.com

基金項(xiàng)目：河北省科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“河北省重點(diǎn)地區(qū)殼幔結(jié)構(gòu)及地震監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)關(guān)鍵技術(shù)研究”(13275407D)

收稿日期:2015-06-15

doi:10.3969/j.issn.1003-1375.2015.04.001

中圖分類號(hào):P315.9；X43

文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A

文章編號(hào):1003-1375(2015)04-0001-05