隨機(jī)振動(dòng)下均質(zhì)土坡穩(wěn)定性研究.pdf

1、自然界中最常見(jiàn)且破壞性最強(qiáng)的隨機(jī)振動(dòng)是地震。我國(guó)是多地震國(guó)家之一，發(fā)生在我國(guó)的大地震具有強(qiáng)度大、頻率高、震源淺的特點(diǎn)，因而引起的滑坡等災(zāi)害也是嚴(yán)重的。目前振動(dòng)誘發(fā)邊坡災(zāi)害方面的研究大多局限于事后的調(diào)查分析，由于巖土介質(zhì)本身的復(fù)雜性、邊坡工程的開(kāi)放性以及影響邊坡變形與破壞因素的多樣性，導(dǎo)致了隨機(jī)振動(dòng)下邊坡穩(wěn)定的研究存在著很多的問(wèn)題。本文以地震作用下均質(zhì)土坡的穩(wěn)定性為研究對(duì)象，對(duì)隨機(jī)振動(dòng)下均質(zhì)土坡的穩(wěn)定性展開(kāi)研究。 振動(dòng)系統(tǒng)是指反映

2、因果關(guān)系的裝置或運(yùn)算，分為時(shí)不變系統(tǒng)(常參數(shù)系統(tǒng))和時(shí)變系統(tǒng)(變參數(shù)系統(tǒng))。隨機(jī)振動(dòng)指的是不能用確定性的函數(shù)描述的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，土層地震響應(yīng)就是一種典型的隨機(jī)振動(dòng)過(guò)程，運(yùn)動(dòng)過(guò)程不可預(yù)測(cè)，在相同條件下也不重復(fù)，具有明確的隨機(jī)性。隨機(jī)過(guò)程通常是用n維概率分布函數(shù)F(x1，t1：…，xn，tn)或n維概率密度函數(shù)f(x1，t1：…，xn，tn)來(lái)描述，隨機(jī)振動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特征描述方法有脈沖響應(yīng)法、頻率響應(yīng)法。多自由度系統(tǒng)隨機(jī)響應(yīng)幾乎都是連續(xù)的、非線性

3、的，通常采用離散化模型和近似方法進(jìn)行處理和求解。 均質(zhì)土坡變形與破壞的根本原因在于土體內(nèi)的剪應(yīng)力大于其抗剪強(qiáng)度。邊坡土體在振動(dòng)荷載作用下發(fā)生振動(dòng)時(shí)，動(dòng)應(yīng)力～應(yīng)變關(guān)系表現(xiàn)出非線性、滯后性及變形積累等三種特征，土的動(dòng)剪切模量G隨著剪應(yīng)變的增加而減少，與平均有效應(yīng)力σ0的冪函數(shù)成線性關(guān)系；其阻尼比都隨著剪應(yīng)變的增加而增加。 邊坡土體的變變形為三個(gè)階段：彈性狀態(tài)；彈塑性階段；蠕變階段，平行于邊坡土的粘一塑流是邊坡變形的另一種形式

4、。邊坡土體對(duì)振動(dòng)的反應(yīng)分析非常復(fù)雜，常用的分析方法有一維振動(dòng)反應(yīng)分析法和有限元法。 從邊坡地震破壞的范圍、危害程度及工程意義上看，最小誘發(fā)滑坡的地震震級(jí)為ML=4.5～4.7，引發(fā)邊坡崩滑的最小地震烈度為Ⅵ度；地震誘發(fā)滑坡區(qū)域面積S(km2)與震級(jí)Mw見(jiàn)有如下關(guān)系：logS=Mw-3.46(±0.4)；滑坡總體積V(m3)與震級(jí)Mw之間有如下關(guān)系：logV=1.44(+0.21)Mw-2.34(±1.5)；滑坡剝蝕量隨震級(jí)的增加

5、而加大。 地震誘發(fā)滑坡受區(qū)域發(fā)震構(gòu)造控制，主要沿地震斷層破裂方向分布。滑坡軸向受地形控制，沿山坡臨空方向的滑動(dòng)。 通過(guò)對(duì)簸箕山滑坡場(chǎng)地左側(cè)均質(zhì)山坡的計(jì)算發(fā)現(xiàn)：土層的PGA隨土層深度增加急劇減小，并趨于一常數(shù)，在深度10m的范圍變化幅度最大；土體在低強(qiáng)度振動(dòng)下，可恢復(fù)彈性變形成分多；滑坡體愈薄，地面PGA愈大，基本上為線性關(guān)系。在振動(dòng)作用下，該均質(zhì)山坡正向位移量為0.00～470.86cm，負(fù)向位移量為0.00～118.2