边坡动力稳定性浅析
1 引言
目前滑坡动力稳定性分析常用的方法有拟静力法、滑块分析方法和数值模拟法,国内外对这三种方法做了大量的的研究。本文针对边坡动力稳定性分析方法的研究概况,从拟静力法、滑块分析方法以及数值模拟方法三方面进行介绍。
2 拟静力法
拟静力法将爆破荷载通过地震系数简化直接作用与滑体,进而得到滑坡的稳定性系数,与静力法无异,不能说明边坡的动荷载效应,但在动力学分析初始阶段,拟静力法应用较多。如Ling等[1]采用拟静力法研究了水平和垂直加速度共同作用下边坡的稳定性和位移,发现若水平加速度很大时垂直加速度对稳定性和位移有重大影响;P.K.Singh[2]通过对采集信号进行FFT变换、小波分析等多种信号处理手段从空间和时间两个方面来探讨地震波的能量分布变化规律,及在同一时刻的能量和频率的关系,改变了以往仅考虑单因素如爆破振动速度所带
来的不足,为充分考虑对边坡稳定性影响的多种因素打下了基础;Said[3]结合极限设计理论的运动学方法和拟静力法,推导了以平移失稳上限系数的公式,该公式可以考虑坡角、材料强度和地震系数的影响,并以稳定性系数图表的形式给出了不同破裂面摩擦角的稳定性系数上限曲线;同时Seed总结了常用的三种确定地震系数的方法:1)经验值法;2)刚体反应分析法;3)采用粘弹性反应分析法。在国内,一些学者经过对动荷载作用过程和动荷载处理同时也取得了一定的成果,其中徐红涛等基于爆破振动峰值速度衰减规律和爆破振动速度或加速度时程曲线,计算出特定时刻作用在各条块上的爆破振动惯性力,并施加到各个条块上采用刚体极限平衡分析方法中的Sarma方法得到了稳定性时程曲线。卢文波等提出了一种计算高边坡爆破震动动力稳定影响的联合方法,该法利用时程法和拟静力法的特点,综合考虑了爆破地震波传播过程中的衰减频谱、结构特性及相位差等因素对边坡稳定性的影响;刘建军等针对以地震波作用中最后时刻或加速度值最大时刻的安全系数作为评价标准的问题,通过强度折减法,借助数值计算获得了地震载荷作用下安全系数时程曲线。