隨機振動下均質(zhì)土坡穩(wěn)定性研究.pdf

1、自然界中最常見且破壞性最強的隨機振動是地震。我國是多地震國家之一，發(fā)生在我國的大地震具有強度大、頻率高、震源淺的特點，因而引起的滑坡等災害也是嚴重的。目前振動誘發(fā)邊坡災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)本身的復雜性、邊坡工程的開放性以及影響邊坡變形與破壞因素的多樣性，導致了隨機振動下邊坡穩(wěn)定的研究存在著很多的問題。本文以地震作用下均質(zhì)土坡的穩(wěn)定性為研究對象，對隨機振動下均質(zhì)土坡的穩(wěn)定性展開研究。 振動系統(tǒng)是指反映

2、因果關系的裝置或運算，分為時不變系統(tǒng)(常參數(shù)系統(tǒng))和時變系統(tǒng)(變參數(shù)系統(tǒng))。隨機振動指的是不能用確定性的函數(shù)描述的運動規(guī)律，土層地震響應就是一種典型的隨機振動過程，運動過程不可預測，在相同條件下也不重復，具有明確的隨機性。隨機過程通常是用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)來描述，隨機振動系統(tǒng)動態(tài)特征描述方法有脈沖響應法、頻率響應法。多自由度系統(tǒng)隨機響應幾乎都是連續(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)的剪應力大于其抗剪強度。邊坡土體在振動荷載作用下發(fā)生振動時，動應力～應變關系表現(xiàn)出非線性、滯后性及變形積累等三種特征，土的動剪切模量G隨著剪應變的增加而減少，與平均有效應力σ0的冪函數(shù)成線性關系；其阻尼比都隨著剪應變的增加而增加。 邊坡土體的變變形為三個階段：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、。邊坡土體對振動的反應分析非常復雜，常用的分析方法有一維振動反應分析法和有限元法。 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Mw見有如下關系：logS=Mw-3.46(±0.4)；滑坡總體積V(m3)與震級Mw之間有如下關系：logV=1.44(+0.21)Mw-2.34(±1.5)；滑坡剝蝕量隨震級的增加

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?；螺S向受地形控制，沿山坡臨空方向的滑動。 通過對簸箕山滑坡場地左側(cè)均質(zhì)山坡的計算發(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；土體在低強度振動下，可恢復彈性變形成分多；滑坡體愈薄，地面PGA愈大，基本上為線性關系。在振動作用下，該均質(zhì)山坡正向位移量為0.00～470.86cm，負向位移量為0.00～118.2