地震作用下邊坡穩(wěn)定性分析方法概述

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1、為了確?！敖虒W(xué)點(diǎn)數(shù)字教育資源全覆蓋”項(xiàng)目設(shè)備正常使用，我校做到安裝、教師培訓(xùn)同步進(jìn)行。設(shè)備安裝到位后，中心校組織各學(xué)點(diǎn)管理人員統(tǒng)一到縣教師進(jìn)修學(xué)校進(jìn)行培訓(xùn)，熟悉系統(tǒng)的使用和維護(hù)。地震作用下邊坡穩(wěn)定性分析方法概述　　【摘要】邊坡是人類工程活動(dòng)的產(chǎn)物，長期以來，國內(nèi)外學(xué)者圍繞邊坡穩(wěn)定性問題做了大量的研究，得到了很多實(shí)用的分析方法，根據(jù)荷載性質(zhì)分為靜力分析方法和動(dòng)力分析方法。目前對(duì)于地震作用下邊坡穩(wěn)定性的分析方法主要基于極限平衡理論和應(yīng)力―變形分析，常用的分析方法有擬靜力法、Newmark滑塊分析法以及數(shù)值模擬分析法。　　【關(guān)鍵

2、詞】地震作用；邊坡穩(wěn)定性；擬靜力法；Newmark滑塊分析法；數(shù)值模擬分析法　　1.引言　　邊坡作為一種特殊的人類工程活動(dòng)的產(chǎn)物，其穩(wěn)定性研究一直是巖土工程研究領(lǐng)域的重要組成部分，邊坡穩(wěn)定性分析方法根據(jù)荷載性質(zhì)可劃分為靜力分析方法和動(dòng)力分析方法兩種。目前，關(guān)于靜力作用下的邊坡穩(wěn)定性研究較多，已趨于成熟，由于動(dòng)力作用下邊坡的穩(wěn)定性研究比較復(fù)雜，現(xiàn)階段的研究還不成熟。為了充分發(fā)揮“教學(xué)點(diǎn)數(shù)字教育資源全覆蓋”項(xiàng)目設(shè)備的作用，我們不僅把資源運(yùn)用于課堂教學(xué)，還利用系統(tǒng)的特色欄目開展課外活動(dòng)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行安全教育、健康教育、反邪教教育等

3、豐富學(xué)生的課余文化生活。為了確?！敖虒W(xué)點(diǎn)數(shù)字教育資源全覆蓋”項(xiàng)目設(shè)備正常使用，我校做到安裝、教師培訓(xùn)同步進(jìn)行。設(shè)備安裝到位后，中心校組織各學(xué)點(diǎn)管理人員統(tǒng)一到縣教師進(jìn)修學(xué)校進(jìn)行培訓(xùn)，熟悉系統(tǒng)的使用和維護(hù)?！　〉卣鹱饔孟逻吰轮饕艿卣饝T性力及因循環(huán)退化引起的邊坡材料的剪應(yīng)力降低的影響，因此，地震時(shí)邊坡失穩(wěn)有兩種類型：慣性失穩(wěn)和衰減失穩(wěn)。根據(jù)邊坡的失穩(wěn)原因，目前對(duì)于地震作用下邊坡穩(wěn)定性的分析方法主要基于極限平衡理論和應(yīng)力―變形分析，常用的分析計(jì)算方法有擬靜力法、Newmark滑塊分析法、Makdisi-Seed法，以及數(shù)值模擬分

4、析法等。　　2.擬靜力法　　擬靜力法由邊坡穩(wěn)定靜力分析法發(fā)展而來，屬于極限平衡理論中的一種，是研究地震作用下邊坡穩(wěn)定性最早使用的方法。其實(shí)質(zhì)是在靜力計(jì)算的基礎(chǔ)上再考慮地震慣性力的作用，即將地震的作用由一個(gè)附加的地震慣性力來代替，然后根據(jù)極限平衡理論，將所有作用在滑動(dòng)體的力和力矩進(jìn)行分解，分別建立滑動(dòng)體的靜力和力矩平衡方程，進(jìn)而求解滑動(dòng)體的安全系數(shù)?！　M靜力法的原理和計(jì)算簡單，在工程上得到了廣泛應(yīng)用。但其在計(jì)算過程中，為了用振動(dòng)加速度值確定相當(dāng)于靜荷載的地震力，即擬靜力作用短暫瞬間的荷載同長期作用的荷載等效起來，對(duì)邊坡系統(tǒng)

5、做了較多的條件假設(shè)和簡化，把邊坡從超靜定系統(tǒng)簡化為靜定系統(tǒng)；分析地震邊坡問題時(shí)與剛體極限平衡理論原理相同，存在與剛體極限平衡分析方法中相同的問題，如加速度假定、力不變假定以及失穩(wěn)方式假定等，這些假定往往夸大了動(dòng)態(tài)力的作用，導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果的失真。另外地震時(shí)振動(dòng)荷載可引起山體的重復(fù)加載和松弛變形，也不是擬靜力法所能完全模擬的?！　』瑝K位移法為了充分發(fā)揮“教學(xué)點(diǎn)數(shù)字教育資源全覆蓋”項(xiàng)目設(shè)備的作用，我們不僅把資源運(yùn)用于課堂教學(xué)，還利用系統(tǒng)的特色欄目開展課外活動(dòng)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行安全教育、健康教育、反邪教教育等豐富學(xué)生的課余文化生活。為了確

6、?！敖虒W(xué)點(diǎn)數(shù)字教育資源全覆蓋”項(xiàng)目設(shè)備正常使用，我校做到安裝、教師培訓(xùn)同步進(jìn)行。設(shè)備安裝到位后，中心校組織各學(xué)點(diǎn)管理人員統(tǒng)一到縣教師進(jìn)修學(xué)校進(jìn)行培訓(xùn)，熟悉系統(tǒng)的使用和維護(hù)。　　Newmark滑塊位移法是以Newmark提出的屈服加速度的概念為基礎(chǔ)的，可計(jì)算出地震時(shí)滑塊相對(duì)于不動(dòng)土體所可能引起的位移。所謂屈服加速度是指使滑塊的安全系數(shù)等于1時(shí)的振動(dòng)加速度。Newmark指出，邊坡的穩(wěn)定性取決于邊坡的變形，而非最小安全系數(shù)。變形由應(yīng)力的時(shí)程變化決定，只有在地震加速度大于屈服加速度的那一個(gè)時(shí)段內(nèi)，才能使滑塊引起變形。但這種變形并

7、不是隨時(shí)間持續(xù)增加的，當(dāng)?shù)卣鸺铀俣冉档突蚍聪蚴┘佑谶吰聲r(shí)，邊坡的變形就會(huì)停止。所以，邊坡的永久位移實(shí)際上是邊坡在地震過程中的累積位移，如果在地震過程中，巖土體的強(qiáng)度沒有顯著降低，邊坡將不會(huì)發(fā)生進(jìn)一步的嚴(yán)重變形?！　ewmark滑塊分析基于如下假定：潛在滑動(dòng)體是完全剛性的；滑塊與滑面間是完全塑性的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系；破壞面是平面或圓弧面。其基本方法是將超過可能滑動(dòng)體屈服加速度的加速度響應(yīng)，作兩次積分即可估算邊坡的有限滑動(dòng)位移。　　4.數(shù)值模擬分析法　　目前，所采用的數(shù)值計(jì)算方法主要有有限元法、有限差分法、快速拉格朗日元法、邊界

8、元法、離散元法、剛體彈簧元法、非連續(xù)變形分析方法、界面元法和流形元法等。根據(jù)各種數(shù)值分析方法的出發(fā)點(diǎn)及原理可知，有限元法、有限差分法、邊界元法和快速拉格朗日元法主要適用于看作連續(xù)介質(zhì)及含少量不連續(xù)界面的邊坡；離散元法、DDA、剛體彈簧元法主要適用于看作不連續(xù)介質(zhì)的邊坡；流行元法和界面元法對(duì)于看作連續(xù)介質(zhì)