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地震对边坡稳定性的影响评价
摘要:本文主要针对地震对边坡稳定性的影响评价进行了简单分析与探讨。
  关键词:地震;边坡稳定性;影响评价
  地震诱发的滑坡,其破坏程度并不低于地震所引起的破坏力,为此,需要正确认识边坡地震失稳机理,才能把握评价与治理地震条件下边坡稳定性的关键。因此,对地震对边坡稳定性的影响评价的分析有其必要性。
  一、研究背景
  根据大量地震灾害调查表明,地震诱发的边坡滑动是地震灾害主要类型之一。尤其是在丘陵和山区地带,地震所引发的滑坡,具有数量多、分布广以及危害大等特点。如在1960年发生的智利大地震,其诱发了数以千计的崩塌与滑坡,其中,瑞尼赫湖区就先后发生了三次的大滑坡,体积量一次高于一次,分别为300万、600万和3000万,这些滑坡会堆积于湖中,使得湖水上涨,进而使得周围的瓦尔迪维亚城被淹没,根据相关数据统计,当时水深达到2米高,从而造成不可估量的损失。
  在我国,大量的滑动以及地震崩塌主要发生于西部地区,如四川、贵州、陕西、云南、新疆、西藏、宁夏等地,其中四川和云南是发生边坡崩塌最较多的地区。根据相关数据统计,我国众1999年到2000年期间发生的120多次地震,总其发生崩塌和滑坡等地质灾害280多次,其中,西部地区占据75%以上,而相应的滑坡事故比例也占据77%以上,如2008年发生的汶川大地震,由于周围地形势大多为山岭地貌,该次地震引发的滑坡、崩塌等地质灾害问题十分严重。
  二、地震荷载分析
  地震荷载又称地震力,是结构物由于地震而受到土压力、惯性力以及水压力的总称。WwW.11665.cOm通常情况下,地震波在土层中传播时,主要是以横波和纵波的方式进行传播。其中,横波会使得周围建筑物发生水平方向的摆动,而纵波则主要会引起结构物竖向方面的震动。根据大量地震所引起的震害原因分析,水平方向的地震力及其作用是引发边坡稳定性的主要原因,为此,在这里应该着重考虑水平方向上的水平面地震作用。
  在进行边稳定性分析时,最为常采用的一种方法就是拟静力法,同时,该方法也是现行抗震规范中所规定采用的一种方法。从实质上讲,拟静力法就是将随时间变化的地震惯性力,不论是方向还是大小,都看成是一个静力荷载,该荷载主要施加于土体上,而且不受时间的影响,然后结合有效的稳定性计算方法,从而将在地震力作用下,土坡的安全系数计算出来。在计算边坡的稳定性,通常主要采用以下公式进行计算:
  随着近年来的地震灾害的频繁发生,人们越来越重视地震力的影响。经过大量的研究表明和证实,竖向地震力也是客观存在的,尤其是对于震中区,会在很大程度上造成建筑物的破坏,为此,在工程抗震设计中,若是单纯考虑水平方向上的地震力,那么其安全系数是无法工程的抗震需要的,为此,需要给予高度重视。
  三、边坡稳定性分析
  1.地震对土体强度所造成的影响
  通常情况下,天然边坡、路堤、土坝等的稳定性问题,从本质上讲,就是土体强度的直观反映。在岩土工程中,土体的强度主要指土体的抗剪强度。但是在实际工程中,由于饱和状态的土,需要根据库伦强度理论进行分析计算,并且结合起来效应力原理,从而来有效地确定土体的抗剪强度,具体的公式如下:
  从式中,我们可以看出,跟土体强度相关的参数有粘聚力、有效应力以及内摩擦角等,在地震作用下,土体内部的孔隙压务也会随着上升,就是我们经常所提到的超静孔压力,在地震时,由于时间历时大都在几秒或者是几十秒,这时由于地震所产生的压力还来不及消散,这时,土体的有效应就会降低,从而使得土压力、惯性力以及水压力等发生变化,通常情况下,地震波在土层中传播时,由于来自于横波和纵波的作用下,加上土体中水分的存在,使得土体的粘聚力以及内摩擦角都会发生相应的变化,进而严重影响到周围土体结构稳定性的变化,同时,还会引起结构物的震动。
  2.地震对土体应力所造成的影响
  根据地震震害原因分析,水平方向的地震力及其作用是引发边坡稳定性的主要原因,加上地震力的复杂性,在计算时,需要着重考虑水平方向上的水平面地震作用,在这里主要通过以下简波图示来说明,如图1:
  一般而言,对于简单的土坡,土体的主要受力条件为:
  第一主应力
  第三主应力
  在地震时,对于边稳定性的分析,需要结合土体单元的水平

震力,采用拟静力法,计算出其受力条件:
  在这里,可以通过图示直观表示,具体如图2:
  另外,在靠近土坡处,需要根据现行抗震规范的具体规定,结合科学的计算方法,既要考虑到随时间变化的地震惯性力,包括方向以及大小的变化,全面分析静力荷载,又要全面考虑稳定性计算方法,将在地震力作用下,土坡的安全系数准确计算出来,提高土体单元的抗剪力作用,确保边坡的稳定性。
  根据以上分析,我们知道,地震作用所引起的孔隙压力上升,使得土体强度在一定程度上降低,从而影响到土坡的稳定性,同时,水平地震力作用下,也会使得整个土坡的应力变化接近于破坏状态,从而造成边坡失稳。为此,在分析边坡稳定性时,需要加强对竖向地震力的分析,并且根据其计算参数进行设计施工,从根本上保证边坡的稳定性。
  总结:
  总而言之,随着近年来的地震灾害的频繁发生,人们越来越重视地震力的影响。在设计施工时,要保证边坡的稳定性,就要加强对水平地震力和竖向地震力客观分析,提高安全系数,满足工程的抗震设计需要。
  参考文献:
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  [2]魏金祝. 爆破地震对露天矿边坡稳定性影响研究[d].东北大学,2008.
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  [4]李智慧. 坡前水位降落对边坡稳定性影响模型试验与数值分析研究[d].中国地质大学(北京),2012.
  [5]万文. 地下空区对边坡稳定性的影响研究[d].中南大学,2006.
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  •  作者:佚名 [标签: 地震 边坡稳定性 边坡稳定性 边坡稳定性 ]
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