地震作用下边坡稳定性分析的拟静力法研究

摘要

在极限平衡框架领域内,考虑直线、圆弧和任意曲线这3种滑动面型式,基于拟静力法对地震作用下的边坡稳定性进行分析.首先,对3种滑动面型式下边坡安全系数和临界水平地震作用系数的计算公式进行推导,其中,不考虑条间力的瑞典圆弧滑动面法和考虑条间力的M-P任意曲线滑动面法分别被采用.然后,当坡高、坡比、土层内摩擦角和黏聚力及水平地震作用系数均在一定范围内取值时,研究这5个参数变化对边坡稳定性的影响.在坡高和坡比一定时,分析不同土层内摩擦角和黏聚力下比例系数ξ(即竖直与水平地震作用系数之比)的取值对临界水平地震作用系数的影响,并采用正交实验比较坡高、坡角和土层参数对不同强度地震下边坡稳定性的影响.研究结果表明:在不同坡高、坡比和地震强度下,边坡的最小安全系数与土层黏聚力和内摩擦角近似呈线性比例关系;在极限平衡方法中,采用曲线滑动面分析较强地震作用下黏聚力较大而内摩擦角、坡高和坡比均较小的边坡稳定性时,得出其滑动面的破坏范围显著增大且得不到合理的最小安全系数;当黏聚力和内摩擦角均较小时,比例系数ξ越大,则计算所得的临界水平地震作用系数越大,而当黏聚力或内摩擦角较大时,比例系数ξ越大,则计算所得的临界水平地震作用系数越小;坡高和坡角是影响地震作用下边坡稳定性的2个主要因素,因此,地震区域中的边坡应该尽量降低坡高或放缓坡角.