土質(zhì)邊坡地震動力響應(yīng)特性分析及穩(wěn)定性評價(jià)

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土質(zhì)邊坡地震動力響應(yīng)特性分析及穩(wěn)定性評價(jià)

張江偉

(中國地震局地球物理研究所，北京100081)

地震觸發(fā)滑坡是一種常見的地震次生災(zāi)害。據(jù)相關(guān)研究顯示，全球范圍的滑坡帶分布與地震帶的分布具有驚人的一致性，可見地震對引發(fā)滑坡的作用之大。因此，邊坡在地震作用下的穩(wěn)定性研究成為了一個(gè)倍受相關(guān)專家關(guān)注的問題。由于邊坡自身材料性質(zhì)的不確定性，尤其是土質(zhì)邊坡，導(dǎo)致在原本復(fù)雜的地震作用下的研究變得更加困難。為解決這一問題，本文以土質(zhì)邊坡為研究對象，綜合考慮土坡自身和地震動兩方面特性來分析評價(jià)土坡的地震動力響應(yīng)規(guī)律和穩(wěn)定性。主要研究成果如下：

(1) 地震動特性對邊坡穩(wěn)定性的影響規(guī)律研究。選取不同幅值、頻譜和持時(shí)的地震動加速度時(shí)程作為荷載輸入，模擬分析不同地震動特性對土質(zhì)邊坡響應(yīng)的影響規(guī)律，分析結(jié)果表明，幅值、頻譜和持時(shí)地震動三要素對土坡穩(wěn)定性均有重要影響；

(2) 地震作用土質(zhì)邊坡類型劃分的研究。利用層次分析法確定影響地震邊坡各因素的作用權(quán)重，并選取權(quán)重較高的影響因素作為劃分依據(jù)，將地震作用土質(zhì)邊坡類型綜合劃分為4類。每個(gè)類型中又根據(jù)坡度的不同劃分為緩坡、緩陡坡、陡坡和急坡4個(gè)小類；

(3) 基于有限元強(qiáng)度折減法，本文對土質(zhì)邊坡地震作用下穩(wěn)定性狀態(tài)判定方法進(jìn)行了研究。定義了等效塑性應(yīng)變區(qū)貫通程度的概念，建立了等效塑性應(yīng)變區(qū)貫通程度與邊坡安全系數(shù)的對應(yīng)關(guān)系，并提出利用等效塑性應(yīng)變區(qū)貫通程度作為邊坡穩(wěn)定性判斷依據(jù)的方法；

(4) 地震作用下各類土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性評價(jià)與預(yù)測應(yīng)用分析。模擬計(jì)算了不同地震動作用下各類土質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性，應(yīng)用論文提出的方法對各類土質(zhì)邊坡的地震危險(xiǎn)性進(jìn)行了評價(jià)與預(yù)測，并選取實(shí)際發(fā)生的地震滑坡與本文預(yù)測評價(jià)的結(jié)果作對比，驗(yàn)證了本文預(yù)測評價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

關(guān)鍵詞地震； 土質(zhì)邊坡； 動力響應(yīng)； 類型劃分； 穩(wěn)定性評價(jià)

(作者電子信箱，張江偉： zjwok1988@sina.com)

中圖分類號：P642.22；

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A；

doi:10.3969/j.issn.0235-4975.2016.01.012