文档介绍：2
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2005 年 9 月郑州大学学报( 工学版) Sep. 2005
第 26 卷第 3 期 Journal of Zhengzhou University ( Engineering Science) Vol. 26 No. 3
文章编号:1671 - 6833(2005) 03 - 0032 - 05
饱和黏性土坡的地震稳定状态研究
刘忠玉1 , 肖伟艳2
(1. 郑州大学土木工程学院,河南郑州 450002 ;2. 河南财经学院工程管理系,河南郑州 450002)
摘要: 通过对无限边坡的拟静态平衡分析,探讨了动孔压对饱和黏性土无限边坡的地震稳定状态的
影响. 分析表明,地震时孔隙水压累积导致的抗剪强度衰减会导致边坡发生永久变形,甚至导致整体滑
动破坏,对某些黏性土也可因液化而发生流滑破坏. 引入一个黏聚力界限值来区别此类边坡的最终破
坏模式,以及两个界限动孔压比值来评价抗剪强度衰减对其破坏机制的影响. 最后给出了此类边坡稳
定状态的判别图,并建议了分析步骤.
关键词: 黏性土边坡; 动孔隙水压; 屈服地震系数; 动力稳定性
中图分类号: O 347. 2 文献标识码: A
的边坡有不同的规律.
0 引言
笔者通过分析饱和黏性土无限边坡在地震作
对于有地下水的土质边坡来说,在地震作用用下潜在沿某一平面发生平移式滑坡时的受力情
下,一方面动孔压累积引起的有效应力减小会降况,拟初步探讨动孔压的累积对其稳定状态的影
低土体的抗剪强度,从而导致边坡产生较大的永响.
久变形甚至整体滑动;另一方面当动孔压积累到
1 饱和黏性土无限边坡动力稳定性
一定程度后,某些土将会液化,从而造成边坡流
滑. 例如,风成黄土就是这样,1920 年中国西北海假定饱和黏性土无限边坡的潜在滑裂面为一
原 8. 5 级地震和 1989 年塔吉克斯坦 5. 5 级地震平行于坡面的平面, 且地下水位面也平行于坡面
均在当地造成了一系列灾难性的流滑[1 ] . 另外, (见图 1) . 那么,静态条件下潜在滑裂面上的正应
′
文献[2 ]指出,对于饱和无黏性土无限边坡,其整力σ0 ,剪应力τ0 , 孔隙水压 u0 , 和有效正应力σ0
体失稳所需要的振次总是小于液化所需要的振分别为
次,即此类边坡先于液化而发生整体滑动. 因此
边坡的动力失稳模式应与土的种类有关.
在计算边坡的永久变形时,工程上常用 New
mark 法,其中很关键的一个参数是屈服地震系
数. 由于一般的计算过程中没有计算动孔压,所
以屈服地震系数在整个计算过程中是不变的. 但
文献[2 ,3 ]指出,对饱和土边坡来说,屈服地震系
数肯定会随着振次的增加而变化,传统的 New
mark 法常常高估边坡的地震稳定性. 所以应合理
地考虑动孔压的贡献. 文献[ 3 ] 曾引入 Sarma 假
图 1 无限边坡模型
定[4 ]来计算地震过程中的动孔压. 但也有研究表
Fig. 1 Infinite slope scheme
明[1 ,5 ] ,某些饱和黏性土(例如饱和黄土) 的孔压
增长模式既与饱和无黏性土有很大的区别,也不 2
σ0 =γHcos α;τ0 =γHcosαsinα
同