地震荷载下高填方边坡破坏机理与稳定性分析

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1、公路交通技术2014年2月第1期TechnologyofHighwayandTransportFeb．2014No．1地震荷载下高填方边坡破坏机理与稳定性分析辛顺超，韩道均，唐树名(1．重庆交通大学土木建筑学院，重庆400074；2．招商局重庆交通科研设计院有限公司，重庆400067)摘要：主要针对地震荷载作用下高填方边坡的破坏机理和稳定性进行分析评价。采用数值分析方法，就高填方边坡在地震中的破坏机理、破坏模式以及影响因素进行分析，对边坡稳定性的评价方法、控制指标等关键技术进行研究，以揭示地震荷载中高填方边坡破坏机理，建立

2、地震中边坡稳定性评价的静力分析法和动力分析法，并对雅安地震中成雅高速公路填土高度达到25m的K43+450一K43+720段路基进行稳定性分析和验证。关键词：地震；高边坡；破坏机理；数值分析；稳定性评价文章编号：1009—6477(2014}01—0019—05中图分类号：U416．14文献标识码：AAnalysisforFailureMechanismsandStabilityofHigh—fillSlopesatSeismicLoadXINShunchao，HANDaojun，TANGShuming。Abstract：

3、Thispapermainlyanalyzesandevaluatesfailuremechanismsandstabilityofhigh—fillslopesatseismicload．epaperanalyzesfailuremechanism．failuremodesandinfluencingfactorsofhigh—fillslopesinearthquakesbymeansofnumericalanalysismethodandstudieskeytechniquesincludingevaluationm

4、ethodsandcontrolindicesofslopestabilitytodisclosefailuremechanismsofhigh-fillslopesatseismicloadandestablishthestaticanalysismethodanddynamicanalysismethodforevaluationofslopestabilityinearthquakes．andanalyzesandverifiesstabilityofroadbedatsectionK43+450一K43+720at

5、theheightupto25mofChengdu-Ya’anExpresswayinYa’anearthquake．Keywords：earthquake；highslope；failuremechanism；numericalanalysis；stabilityevaluation中国地处地中海一南亚和环太平洋2个地震带地震是由于地球内部地壳岩层急剧变形、破裂、之间，其地震带分布如图1所示。图1中，阴影部分错动产生的，在一定范围内引起地面振动。公路工为地震活跃区域。若以6。地震烈度为界，中国大约程建设过程中，穿越地震区

6、域在所难免，震动荷载作575万km属于轻微以上破坏区，其中兰州、宁夏、海用对公路路基容易造成破坏。为此，许多专家学者口、太原、北京、西安、大同、昆明、呼和浩特、天津、汕对路基抗震性能进行了研究：周德培等针对汶川头等市地震烈度高达8。。地震对路堑、路基、桥隧连接部位边坡震害进行了分析；陈玲玲建立了稳定性计算公式，并结合实例，用时间分析法和反应谱法计算获得地震动力响应和动态特性。在数值模拟分析方面也有不少学者做了研究：周桂云等通过研究人工地震波作用下边坡的变形和应力特性，采用有限元法建立基于静动力的边坡抗震稳定分析方法；西南交

7、通大学徐光兴等_4设计了大型振动台模型模拟地震震动下边坡失稳的机制，得出边坡土体对地震波具有放大作用，随振幅增加，边坡坡面加速度呈递增趋势的结论。在数图1中国地震区域分布值分析方面，张旭辉等提出边坡稳定印象因素的正基金项目：交通部科技项目(2001—318—000—26)收稿日期：2013—07—26作者简介：辛顺超(1989一)，男，云南省昭通市人，在读研究生2014年第1期辛顺超，等：地震荷载下高填方边坡破坏机理与稳定性分析2l地震波反复作用时，填方路基受到的作用力方(3)表不。向复杂，大小多变，地震力引起竖向加速度o

8、：与土lgR=0．77M-3．6(3)体重力加速度g之间的关系决定高填方路基边坡土高填方边坡坡脚发生液化后，边坡底部的支承体受力状况。随着震动方向变化，填方路基边坡主力会降低甚至丧失，路基边坡抗滑性能也会减少，且要有几种受力情况，如表1所示。在下滑力不变的情况下，边坡稳定性系数会降低，路基边坡容易发生滑