地震边坡稳定性的工程地质探讨

地震边坡稳定性的工程地质探讨

韩思岩罗东旭张云鹏

内蒙古科技大学内蒙古自治区包头市014010

摘要：在研究边坡问题中，边坡稳定性是探讨的主要问题，因为复杂的地质条件以及对事物人们缺乏全面的认识，所以探究工程地质对于地质条件复杂的岩质边坡工程分析具有非常重要的参考价值。从地质情况分析地震边坡在之前的研究中是非常少见的，岩土工程和地震工程将地震边坡稳定性的研究工作作为今后研究的重要方向。本文对边坡地震稳定性的评价方法进行了详细的介绍，进一步分析了影响边坡稳定性的因素，并探讨了地震边坡的破坏形式，对于研究地震边坡有着非常重要的意义。

关键词：地震边坡；稳定性；工程地质

一、引言

四川汶川地震造成的破坏力令人震惊，也加大了我国对地质灾害的重视程度，很多专家开始对地震灾害的影响因素进行研究。影响地震灾害的因素有很多，比如震级和震源的深度、周围建筑物、发生地震的时间等。随着研究工作的深入，在地震作用下的边坡稳定性也成了研究的主要课题之一。

二、边坡地震稳定性评价方法

2.1拟静力法

因为拟静力法在使用过程中比较简单方便，所以在实际中被广泛使用。以水平、竖直方向为主将地震震动的作用精简为恒定加速度作用是拟静力法的本质，把地震的震动作用当做水平和竖直方向的拟静荷载因子，这种方法是由静力稳定分析方法延伸而来的，但是使用起来更加的方便。选择地震的震动系数是工程师使用拟静力法时最关注的问题。在选择地震震动系数方面Seed提出了三点建议：第一，使用经验值；第二，采用刚体反应分析法；第三，使用粘弹性反应分析法。Seed认为如果一直选择这些经验数值就会形成一种假象：这些经验数值具有权威性，从侧面表现了在选择地震震动系数的时候缺乏科学性。拟静力法操作简单方便，被广泛使用在边坡地震稳定性分析中，其工程经验相对丰富。

2.2滑块分析法

堤坝的稳定性取决于发生地震时引起的变形，当停止地震之后，如果土壤没有发生明显的下降，那么土坡就不会发生严重的位移。

2.3数值模拟法

从边坡地震的稳定性评价指标方面来将，会有几个表现方式：它的安全系数在我国取得了一定的研究成果，并和极限平衡原理进行了结合；就永久位移来说，国外学者和国内学者都在科学的方法下取得了很多具有价值的研究结果。通过有限元网格中的永久应变来取得积分从而实现永久位移，所以可以将永久位移分成：应变趋势法、刚度折减法和考虑岩土体非线性非弹性应力-应变特性的非线性方法等。

2.4试验法

通过对真实的边坡进行简化进行试验，可以直接判断边坡的稳定性当满足一定的条件之后。试验法主要有振动台试验和离心机试验这两个大类。大量的数据文献显示，简谐波是大多数试验的主要选择。我国在这个方面的研究还不是非常的深入，所以还需进一步研究和探析。

2.5概率分析方法

影响边坡地震稳定性的因素有很多，所以要充分的考虑到参数变化的随机性，这样可以更加清晰的掌握地震发生后可能引起的灾害水平。我国对这方面的研究起步比较晚，还不具备有关的配套设施以及相应的方法，所以以概率为主推算目前在我国很难实现。

三、地震作用下影响边坡稳定性的因素

3.1首先是地质背景的因素

在地震作用下的边坡稳定会受到地质条件的影响，地质背景对边坡稳定具有基础性作用，大的地质背景有边坡所处的大地构造以及区域性的大断裂状况等。边坡所处的地质背景对地震发生的可能性具有决定性的作用，也决定了新的构造运动的活跃程度。边坡所处的地质背景如果是断裂带，那么会极大提高它的失稳可能性。通常地震波的反射界面是区域性大断裂等地质构造，这样边坡失稳的概率也会受到极大的提高。

3.2结构面和结构体是构成岩质边坡的两大因素

岩体结构的类型一般来说有很多种，本文主要讲了以下六种类型：第一，以块状为主的块状结构；第二，以镶嵌形式存在的镶嵌结构；第三，岩体呈碎裂状的碎裂结构；第四，岩质表现为层状的层状结构；第五，层状的碎裂结构；第六，岩体呈现散体状态的散体结构。

3.3岩性组合的影响

地震导致的滑坡主要受岩性的影响，不同的岩性所产生的边坡产生滑坡的程度不同。一般情况下，容易受到风蚀的由岩浆岩构成的岩体它的亲水性相对较高，而那些容易膨胀、易崩的软岩和它的风化产物通常抵抗剪性能比较差，抗剪的强度很低。一般情况下将这些非常容易产生滑坡的地层叫做易滑地层，这些易滑地层不但自身很容易发生滑坡，而且它们的风化产物也非常容易发生滑坡现象。

3.4地形地貌的影响

在地震作用下，地形地貌对边坡稳定性产生的影响是很大的，主要从两个方面体现出来：第一，边坡的高度以及坡度；第二，边坡的坡形。从地震的响应方面来说，边坡的高度有重要的影响作用；从边坡动力稳定性方面来说，边坡的坡形会对其产生很大影响。据有关数据显示，直线形的边坡发生很少崩塌和滑坡的现象比较少；凹坡和凸坡的边形比较容易发生崩塌和滑坡。

3.5水文地质条件的影响

地下水位的埋深以及边坡中地下水的补径排条件都是边坡稳定性在地震条件下受到的影响主要体现。地下水的排放路如果畅通无阻那么水压力就不容易积累，对边坡的动力稳定性也就不会产生很大的影响，反之，则会对边坡的动力稳定性产生影响。

结语

综上所述，边坡稳定性是研究边坡问题的主要课题，因为复杂的地质条件以及对事物人们缺乏全面的认识，所以探究工程地质对于地质条件复杂的岩质边坡工程分析具有非常重要的参考价值。拟静力法、滑块分析法、数值模拟法、试验法、试验法、概率分析方法都是评价边坡地震稳定性的方法；地震作用下影响边坡稳定性的因素：首先是地质背景的因素、结构面和结构体是构成岩质边坡的两大因素、岩性组合的影响、地形地貌的影响、水文地质条件的影响等。

参考文献：

[1]余兴建.不同条件下的边坡稳定性分析[J].农家参谋,2017

[2]周东升,杨凤芸,武帅萌.边坡稳定性分析方法研究现状与展望[J].露天采矿技术,2017

[3]郑颖人,叶海林,黄润秋.地震边坡破坏机制及其破裂面的分析探讨[J].岩石力学与工程学报,2009

作者简介：

韩思岩，男，黑龙江省齐齐哈尔市人，本科

罗东旭，男，内蒙古自治区赤峰市人，本科

张云鹏，男，内蒙古自治区通辽市人，本科