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武汉岩土所地震作用下顺层岩体边坡安全评价研究获进展
2017-05-12    打印 关闭

  地震诱发滑坡是我国西部山区常见的地质灾害,如何评价地震作用下边坡安全是西部水电与交通建设中需要解决的关键技术难题之一。目前边坡地震稳定评价方法大体上分为三类:拟静力法、应力变形法和永久位移法。拟静力法虽简单适用,但其理论假设的先天不足、合理选择拟静力系数等困难使其目前仅用于初步筛选分析并逐渐被其它方法取代;应力变形法能真实模拟地震过程中边坡应力与变形状态,但在合理确定岩体力学参数及地震动输入方式等存在挑战,且尚不能提供定量评价指标;永久位移法虽已成为国际上边坡地震安全评价主流趋势,但边坡地震临界位移阈值因地而异,并且我国边坡抗震设计仍习惯采用安全系数来评价边坡安全。 

  中科院武汉岩土力学研究所岩体工程动力响应方向组研究员李海波、刘亚群等采用离散单元应力变形分析法,基于强度折减技术研究了地震作用下顺层岩体边坡动力响应,揭示了顺层边坡上部拉裂与下部剪切复合破坏机制;通过对关键点速度和位移矢量变化规律的分析,提出了边坡极限平衡状态判定新方法:稳定状态下边坡坡面各点任意时刻的位移和速度矢量方向不尽相同,位移和速度均收敛(即位移分量值稳定于某一定值,速度值归零);极限平衡状态和破坏状态下,边坡坡面各点的位移和速度矢量方向趋向一致,但极限平衡状态下的位移和速度值收敛(即位移分量值稳定于某一定值,速度值归零),而破坏状态下的位移和速度均不收敛(位移随时间而持续增加,速度保持不变或持续增大,无归零迹象)。基于上述极限平衡状态的定义,提出了确定地震作用下边坡安全系数和临界滑动面的新方法,并与传统拟静力法分析结果对比,验证了建议方法的适宜性。 

  研究成果可为西部强震区地震次生地质灾害的防护以及水电交通工程边坡的抗震设计和安全评价提供理论依据与技术支持。相关研究成果发表于《Computers and Geotechnics》等期刊上,并得到国家自然科学基金等项目(5117419051679231)的资助。 

基于控制点变形参量确定边坡极限平衡状态和临界滑动面

 
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