地震对边坡稳定性的影响评价

地震对边坡稳定性的影响评价
摘要：本文主要针对地震对边坡稳定性的影响评价进行了简单分析与探讨。

关键词：地震；边坡稳定性；影响评价
地震诱发的滑坡，其破坏程度并不低于地震所引起的破坏力，为此，需要正确认识边坡地震失稳机理，才能把握评价与治理地震条件下边坡稳定性的关键。

因此，对地震对边坡稳定性的影响评价的分析有其必要性。

一、研究背景
根据大量地震灾害调查表明，地震诱发的边坡滑动是地震灾害主要类型之一。

尤其是在丘陵和山区地带，地震所引发的滑坡，具有数量多、分布广以及危害大等特点。

如在1960年发生的智利大地震，其诱发了数以千计的崩塌与滑坡，其中，瑞尼赫湖区就先后发生了三次的大滑坡，体积量一次高于一次，分别为300万、600万和3000万，这些滑坡会堆积于湖中，使得湖水上涨，进而使得周围的瓦尔迪维亚城被淹没，根据相关数据统计，当时水深达到2米高，从而造成不可估量的损失。

在我国，大量的滑动以及地震崩塌主要发生于西部地区，如四川、贵州、陕西、云南、新疆、西藏、宁夏等地，其中四川和云南是发生边坡崩塌最较多的地区。

根据相关数据统计，我国众1999年到2000年期间发生的120多次地震，总其发生崩塌和滑坡等地质灾害280多次，其中，西部地区占据75%以上，而相应的滑坡事故比例
也占据77%以上，如2008年发生的汶川大地震，由于周围地形势大多为山岭地貌，该次地震引发的滑坡、崩塌等地质灾害问题十分严重。

二、地震荷载分析
地震荷载又称地震力，是结构物由于地震而受到土压力、惯性力以及水压力的总称。

通常情况下，地震波在土层中传播时，主要是以横波和纵波的方式进行传播。

其中，横波会使得周围建筑物发生水平方向的摆动，而纵波则主要会引起结构物竖向方面的震动。

根据大量地震所引起的震害原因分析，水平方向的地震力及其作用是引发边坡稳定性的主要原因，为此，在这里应该着重考虑水平方向上的水平面地震作用。

在进行边稳定性分析时，最为常采用的一种方法就是拟静力法，同时，该方法也是现行抗震规范中所规定采用的一种方法。

从实质上讲，拟静力法就是将随时间变化的地震惯性力，不论是方向还是大小，都看成是一个静力荷载，该荷载主要施加于土体上，而且不受时间的影响，然后结合有效的稳定性计算方法，从而将在地震力作用下，土坡的安全系数计算出来。

在计算边坡的稳定性，通常主要采用以下公式进行计算：
随着近年来的地震灾害的频繁发生，人们越来越重视地震力的影响。

经过大量的研究表明和证实，竖向地震力也是客观存在的，尤其是对于震中区，会在很大程度上造成建筑物的破坏，为此，在工程抗震设计中，若是单纯考虑水平方向上的地震力，那么其安全系
数是无法工程的抗震需要的，为此，需要给予高度重视。

三、边坡稳定性分析
1.地震对土体强度所造成的影响
通常情况下，天然边坡、路堤、土坝等的稳定性问题，从本质上讲，就是土体强度的直观反映。

在岩土工程中，土体的强度主要指土体的抗剪强度。

但是在实际工程中，由于饱和状态的土，需要根据库伦强度理论进行分析计算，并且结合起来效应力原理，从而来有效地确定土体的抗剪强度，具体的公式如下：
从式中，我们可以看出，跟土体强度相关的参数有粘聚力、有效应力以及内摩擦角等，在地震作用下，土体内部的孔隙压务也会随着上升，就是我们经常所提到的超静孔压力，在地震时，由于时间历时大都在几秒或者是几十秒，这时由于地震所产生的压力还来不及消散，这时，土体的有效应就会降低，从而使得土压力、惯性力以及水压力等发生变化，通常情况下，地震波在土层中传播时，由于来自于横波和纵波的作用下，加上土体中水分的存在，使得土体的粘聚力以及内摩擦角都会发生相应的变化，进而严重影响到周围土体结构稳定性的变化，同时，还会引起结构物的震动。

2.地震对土体应力所造成的影响
根据地震震害原因分析，水平方向的地震力及其作用是引发边坡稳定性的主要原因，加上地震力的复杂性，在计算时，需要着重考虑水平方向上的水平面地震作用，在这里主要通过以下简波图示来说明，如图1：
一般而言，对于简单的土坡，土体的主要受力条件为：
第一主应力
第三主应力
在地震时，对于边稳定性的分析，需要结合土体单元的水平地震力，采用拟静力法，计算出其受力条件：
在这里，可以通过图示直观表示，具体如图2：
另外，在靠近土坡处，需要根据现行抗震规范的具体规定，结合科学的计算方法，既要考虑到随时间变化的地震惯性力，包括方向以及大小的变化，全面分析静力荷载，又要全面考虑稳定性计算方法，将在地震力作用下，土坡的安全系数准确计算出来，提高土体单元的抗剪力作用，确保边坡的稳定性。

根据以上分析，我们知道，地震作用所引起的孔隙压力上升，使得土体强度在一定程度上降低，从而影响到土坡的稳定性，同时，水平地震力作用下，也会使得整个土坡的应力变化接近于破坏状态，从而造成边坡失稳。

为此，在分析边坡稳定性时，需要加强对竖向地震力的分析，并且根据其计算参数进行设计施工，从根本上保证边坡的稳定性。

总结：
总而言之，随着近年来的地震灾害的频繁发生，人们越来越重视地震力的影响。

在设计施工时，要保证边坡的稳定性，就要加强对水平地震力和竖向地震力客观分析，提高安全系数，满足工程的抗震设计需要。

参考文献：
[1]侯超群，王晓谋，石恒俊. 地震对边坡稳定性影响分析[j]. 路基工程，2008，（06）：187-188.
[2]魏金祝. 爆破地震对露天矿边坡稳定性影响研究[d].东北大学，2008.
[3]马玉梅. 汶川大地震对紫坪铺工程边坡稳定性影响的监测分析[d].成都理工大学，2011.
[4]李智慧. 坡前水位降落对边坡稳定性影响模型试验与数值分析研究[d].中国地质大学（北京），2012.
[5]万文. 地下空区对边坡稳定性的影响研究[d].中南大学，2006.。