震後變形邊坡的穩定性評價方法研究

《震後變形邊坡的穩定性評價方法研究》是依託西南交通大學，由楊濤擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：震後變形邊坡的穩定性評價方法研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：楊濤
• 依託單位：西南交通大學

項目摘要

地震中出現明顯滑動的地震滑坡的地震穩定性是明確的，天然邊坡岩土體材料性質可測，其地震穩定性也容易評價。但對於地震過程中僅出現局部變形的邊坡，由於邊坡體內部對地震波的動力回響不一致，地震作用下坡體不同位置強度的弱化程度也有差異，震後變形邊坡的穩定性較難評價。項目以青海玉樹地震中觸發的變形邊坡為研究對象和工程實例，現場採取岩土體樣品進行室內動力測試，研究振動強度對岩土體材料靜強度的弱化規律，通過數值模擬和振動台試驗，研究地震波在坡體內的傳遞規律。在此基礎上，基於邊坡體局部應力分析定義點安全係數。以巨觀局部破壞現象為依據，通過巨觀破壞現象與點安全係數計算結果相吻合為目標，反演變形部位的強度參數，進而依據地震波在坡體內的回響特性和動荷載對土體強度的弱化規律，反演確定坡體其餘部位的強度參數。最終採用三維穩定性計算方法評價邊坡的穩定性。據此進行的震後穩定性評價更加符合實際，整治設計也將更加經濟合理。

結題摘要

對玉樹地震滑坡現場進行了深入調查。主要地震滑坡類型有：整體滑動型、流滑型、碎屑流型、複合型等。影響地震滑坡的因素主要有：震中距離、巨觀震中距離、地表破裂距離、地表峰值加速度（PGA）4個地震因子。 研發了豎向載入多層剪下模型箱，並結合振動台進行了試驗，研究了在不同峰值的加速度地震波作用下滑帶土的抗剪強度參數變化規律及對土體抗剪強度的影響。採用FLAC3D軟體對土體的軟化特性進行了數值模擬和初步研究，並提出了基於土體軟化特性的本構模型。 滑坡在地震中破壞的根本原因是地震波在岩土體中傳播時，在滑體和滑床間形成了加速度差，推導了加速度差的計算公式。以青海省玉樹機場路三號滑坡為原型，以飛機場強震觀測台實測加速度時程曲線為輸入，採用傳遞係數法計算滑坡動力穩定係數時程曲線。 選取玉樹機場路滑坡群0#滑坡第七條塊為試驗原型，設計了20種載入工況開展振動台試驗，重現了滑坡的地震失穩過程，測試了滑坡體的地震回響。 定義單元點安全係數為滑帶單元抗剪強度與滑面上平行滑動方向的剪應力之比，定義滑坡整體安全係數為單元點安全係數對滑帶面積的加權平均值。以2010年4月14日玉樹地震中發生的機場路2號滑坡為例，按0.067s的時間間隔計算每一滑帶單元的點安全係數。得到了所有滑帶單元的點安全係數時程曲線，據此定量評價了地震滑坡的動力失穩機理。 對某一特定的邊坡計算模型，採用數值計算方法進行邊坡地震回響分析，比較坡體內各點及地面參考點的地震回響，可以獲得邊坡體的地震加速度峰值放大係數；將加速度放大係數與地面設計加速度的乘積作為該點的水平加速度，採用數值計算方法計算得到邊坡的最危險應力狀態；擬定系列潛在滑面，分析潛在滑面的安全係數，以評價邊坡的地震動力穩定性。 項目完成了預期研究內容，達到了預期研究目標，所得研究成果對促進該領域的科技進步有一定作用。