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1、三峡大学 硕士学位论文 地震作用下库岸岩质边坡动力稳定性分析及评价 姓名：严韬 申请学位级别：硕士 专业：防灾减灾工程及防护工程 指导教师：卢应发 20100501 II 内 容 摘 要 边坡在强烈地震作用下发生失稳，形成灾害性的滑坡，而在坝区这种危害性将更 为严重。它不仅威胁人民生命财产安全，而且对自然环境和资源具有严重的破坏性。 而合理的防治措施依赖于对边坡稳定性的正确评价和分析，因此，对库岸岩质边坡稳 定性分析方法的研究具有重要的理论及实际意义。 本文借助 Plaxis 软件分别模拟不同坡角与坡高及不同位置、厚度、角度的结构 面下岩质边坡动力响应规律，从而了解这些因素对边坡动力反应规律的
2、影响。同时， 在总结研究发展史的基础上，考虑滑带土剪应力-位移关系，对剩余推力法加以改进。 根据滑带土剪应力-位移关系求出其峰值强度，定义土条的安全系数为峰值强度与剪 应力的比值， 而以整个滑体抗剪强度之和与剪应力之和的比值表示边坡整体的安全系 数。文中以稳定性系数为 1 时，剩余下滑力的大小来评价边坡的稳定性。根据此方法 编制相应的边坡稳定性计算程序，并将此方法应用到工程之中。 利用改进的剩余推力法计算程序， 分别计算分析了三峡库区唤香坪崩滑体和千将 坪滑坡在各个工况下的稳定性， 模拟滑坡从稳定到不稳定的破坏过程。 计算结果表明， 唤香坪崩滑体在天然状态下处于稳定状态，坡体在地震作用下稳定性
3、明显降低，将发 生失稳。千将坪滑坡是已经失稳的大型滑坡，在库水位上升和暴雨共同作用下，滑坡 发生整体失稳破坏，滑动后由于滑坡前部受到河谷的阻碍而停止前进，滑坡处于稳定 状态，但在地震作用下，滑动后的千将坪滑坡仍有失稳的可能性。 研究结果表明，改进的剩余推力法进行分析滑坡的稳定性是可行的，可以对边坡 的稳定性作出正确的分析和评价，能为库岸岩质边坡治理工作提供合理的依据。 关键词:关键词: 岩质边坡岩质边坡 改进的剩余推力法改进的剩余推力法 稳定性稳定性 分析与评价分析与评价 III Abstract Slope under the action of a strong earthquake oc
4、curred in the instability, the formation of the landslide disasters, and in the dam area of such harm would be more serious. Landslide is not only a threat to peoples lives and property, but also a threat on the natural environment and resources. The reasonable control measures depend on the correct
5、 evaluation and analysis of slope stability. The research of reservior rock slope stability has important theoretical and practical meaning. By making use of the Plaxix software to simulate the regular pattern of slope dynamic response under different locations, thickness, angle of the structural pl
6、ane with different slope angle and height, this paper trys to study the impact of these facters to the regular pattern of slope dynamic response.Base on summing up the history of research, consider the shear stress-displaement relationship, an improved residual thrust method is presented by generali
7、zing the residual thrust method. According to slip soil shear stress-displacement relationship to calculated peak intensity, defined the safety factor of each soil stripe as shear stress divided by the peak intensity, and sum of shear stress divided by sum of the peak intensity to show the safety fa
8、ctor of the slide. In this paper, while the safety factor to be 1, use the corresponding residual thrust to evaluate the stability of slide. Programming to analyze slope stability, and applied this method to practice. Using improved residual thrust method calculated and analyzed the stability of Hua
9、ngxiangping landslide and Qianjiangping landslide in all conditions, to simulate the process of damage from stability to instability. The results show that Huangxiangping landslide is in basic stable under natural situation, stability significantly decreased under under earthquake action, there will
10、 be instability.Qianjiangping landslide is a large-scale landslide which is failure, under water lever rise and rainfall condition, the failure of landslide. After sliding, Qianjiangping landslide entered a new phase of stability, but it will be instability under earthquake action. The research resu
11、lts show that using improved residual thrust method to analyze the stability of landslide is feasible. The corrected evaluation and analysis of slope stability can provides the reasonable basis for preventing and treating landslide. Key words: rock slope improved residual thrust method stability ana
12、lysis and evaluation I 三峡大学学位论文原创性声明三峡大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究 工作所取得的成果，除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或 集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均 已在文中以明确方式标明，本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 学位论文作者签名： 日 期： 1 引 言 边坡在强烈地震作用下发生失稳，形成灾害性的滑坡，而在坝区这种危害性将更 为严重。它不仅威胁人民生命财产安全，而且对自然环境和资源具有严重的破坏性。 而合理的防治措施依赖于对边坡稳
13、定性的正确评价和分析，因此，对库岸岩质边坡稳 定性分析方法的研究具有重要的理论及实际意义。 由于各地区的地质构造、岩石物理力学性质、水文地质条件、地形地貌环境等存 在很大的差异, 地震滑坡差异也极为悬殊，造成的灾害也相当严重，引起了国内外学 者的广泛关注。如何正确考虑地震的作用，找到一种既实用又经济的设计方法至今仍 困扰着工程界，到目前为止，国内对此课题的研究工作尚不多见，边坡抗震设计的手 段上仍停留在经验状态，严重影响了设计的可靠性、经济性和科学性。 因此对边坡在地震作用下的动力响应过程、 地震失稳机制以及斜坡在地震作用下 的稳定性评价方法进行深入研究，不仅能推动地震斜坡稳定性理论的发展和创
14、新，而 且能够为岩土工程建设的决策、设计和施工提供技术支持，具有重要的理论意义和实 践意义。 2 1 绪论 1.1 课题的研究目的和意义 边坡在强烈地震作用下发生失稳，形成灾害性的滑坡，而在坝区这种危害性将更 为严重，滑坡在地震作用下的失效致滑坡体高速滑入库水之中，从而产生涌浪，并对 高坝产生影响。地震滑坡造成的灾害相当严重，常常导致江河堵塞、交通中断，甚至 对人类的生命和财产构成严重威胁1。发生地震而引起的大规模滑坡地震滑坡, 属于动力滑坡，它既可以是随地震发生立即产生, 也可以是地震后一定时间发生(地 震滞后滑坡) 2。由于各地区的地质构造、岩石物理力学性质、水文地质条件、地形 地貌环境等
15、存在很大的差异, 地震滑坡差异也极为悬殊，造成的灾害也相当严重，引 起了国内外学者的广泛关注。 我国是地处世界上两条最活动的地震带之间的一个多震国家。东有太平洋地震 带，西有喜马拉雅山地中海地震带。据统计，我国绝大多数省份都曾发生过 6 级以 上的地震，地震基本烈度 6 度及其以上地区的面积占全部国土面积的 79%，因地震而 导致的滑坡灾害非常严重，并且目前正处于地震活动高潮时期。据统计（冯学才等， 1988），我国有约三分之一的中强地震触发滑坡灾害，其中以川、滇等西部地区比例 最大。1927 年甘肃古浪 8 级地震诱发多处滑坡堵塞河道，形成堰塞湖，震后 24 天湖 坝决口，浪峰席卷土石泻流而
16、下，淹没两岸村庄田舍，地震还诱发了据震中 280km 的肃南和高台等县发生滑坡。1933 年的四川迭溪 7.5 级地震，诱发了更多的滑坡， 岷江两岸滑坡同时滑入江中，形成 800m170m600m 的拦河大坝，45 天后，余震和 暴雨因其坝决，致使 2500 余人死于大水。世人瞩目的三峡水库建成蓄水后，库水位 每年涨落 30m，在库水的浸泡、变动及周边库岸地下水位的抬升下，不仅会使原有灾 害体复活率增高，也必然会产生众多的水库型滑坡。目前，库区因水位抬升和降雨共 同作用造成的滑坡已多处发生，2003 年 7 月秭归县发生的特大顺层基岩滑坡千 将坪滑坡(2000 余万 m 3，14 人死亡)和 2007 年 6 月 15 日下午发生在湖北省巴东县的 特大山体滑坡掀起巨大涌浪，造成了许多房屋垮塌和人员失踪。我国西部地区也是水 能资源最丰富的地区，同时也是我国主要强地震区，地震的强度和发震频度都很高。 据中国地震局统计，我国近代 82%的强震都发生在该地区。该地区近期已建、在建和 拟建的大坝大多是高拱
