李明坤

（云南地質(zhì)工程勘察設(shè)計(jì)研究院云南昆明650041）

關(guān)于地震邊坡穩(wěn)定性的工程地質(zhì)研究

李明坤

（云南地質(zhì)工程勘察設(shè)計(jì)研究院云南昆明650041）

工程地質(zhì)研究工作中的一個(gè)核心內(nèi)容就是邊坡穩(wěn)定性研究，工程地質(zhì)的定性分析對于地質(zhì)條件復(fù)雜的地震邊坡穩(wěn)定性是由一定指導(dǎo)意義的。對于以前，我們很少使用工程地質(zhì)的方法研究地震邊坡，本文對地震邊坡的穩(wěn)定性評價(jià)以及邊坡穩(wěn)定性的影響因素進(jìn)行簡單的分析，邊坡發(fā)生失穩(wěn)的機(jī)制進(jìn)行簡單的探討。

地震邊坡穩(wěn)定性工程地質(zhì)研究

1　影響地震邊坡穩(wěn)定性的相關(guān)因素分析

1.1地質(zhì)背景因素

邊坡所處的大地構(gòu)造單元對邊坡的影響非常大，它直接關(guān)系到了邊坡的地質(zhì)活躍程度以及地震可能發(fā)生的幾率以及強(qiáng)度。區(qū)域性大斷裂主要有兩方面的影響，一方面斷裂帶能有效的屏蔽地震波的動(dòng)能量，降低地震強(qiáng)度，另一方面斷裂帶一般都是震源的所在地，并且斷裂帶的巖體呈破碎狀，自穩(wěn)能力較差。對于邊坡來說，當(dāng)其位置處于屏蔽作用一側(cè)時(shí)，邊坡的穩(wěn)定性較好，反之則失穩(wěn)的幾率就要大很多。

1.2巖體的結(jié)構(gòu)類型因素

對于邊坡來說，由于巖體結(jié)構(gòu)因素的影響，造成邊坡也不是一體的，它是由不同的結(jié)構(gòu)面以及結(jié)構(gòu)體構(gòu)成的。一般都是以下幾種構(gòu)造類型：塊狀、鑲嵌、碎裂、層狀、層狀碎裂以及散體結(jié)構(gòu)等類型。不同的結(jié)構(gòu)面對地震時(shí)所產(chǎn)生的變化也是不同的。塊狀巖體整體性好，因此在地震時(shí)變形較小，不易發(fā)生失穩(wěn)破壞的現(xiàn)象；鑲嵌結(jié)構(gòu)在發(fā)生地震時(shí)巖體可能會產(chǎn)生局部的坍塌，不易發(fā)生大的失穩(wěn)；碎裂結(jié)構(gòu)在發(fā)生地震時(shí)反應(yīng)較大，如果地震較強(qiáng)烈，則會產(chǎn)生小規(guī)模的滑動(dòng)；對于散體結(jié)構(gòu)來說，地震時(shí)則有可能產(chǎn)生大規(guī)模的崩塌現(xiàn)象。土質(zhì)邊坡一般都是散體結(jié)構(gòu)，地震發(fā)生時(shí)極易發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象。

1.3巖性的組合因素

不同的巖性對邊坡失穩(wěn)的影響也不相同。頁巖、泥灰?guī)r、粘土等不同巖性組合的影響具有以下的特點(diǎn)：（1）抗風(fēng)化能力差，風(fēng)化作用下產(chǎn)生的顆粒有很高的崩解性、親水性等特點(diǎn)；（2）這種地質(zhì)中的軟巖層抗剪能力差，遇水時(shí)就會泥化，造成抗剪能力更低；（3）由于不同巖性的組合也使得它們構(gòu)成的軟層既能是吸水層又能是隔水層；（4）干濕交替使得巖體就有了較高的收縮性，進(jìn)而擴(kuò)大了巖體間的縫隙。這些因素使得邊坡失穩(wěn)的發(fā)生幾率提高了不少。

在地震強(qiáng)度不同時(shí)，不同巖性所產(chǎn)生的反應(yīng)也是不同的，根據(jù)多年的調(diào)查，我們發(fā)現(xiàn)絕大部分的滑坡都發(fā)生于松散堆積體中，巖石發(fā)生的現(xiàn)象較少。對于我們國家的地震帶來說，南方的丘陵地區(qū)以及北方的黃土高原，在發(fā)生地震時(shí)易產(chǎn)生滑坡現(xiàn)象，這是由于粘土及飽水質(zhì)的細(xì)沙抗剪能力差造成了滑坡的現(xiàn)象。

1.4地形因素的影響

地形地貌因素對邊坡的穩(wěn)定性影響主要是表現(xiàn)在這兩個(gè)方面：（1）邊坡的高度以及坡度因素；（2）邊坡的坡形。后者造成的影響要小于前者的影響。

在對歷次地震的觀測中我們也能發(fā)現(xiàn)，地震的動(dòng)幅值以及頻譜會受到邊坡高度的影響。在1973年時(shí)日本的高野秀夫?qū)π逼碌卣鸪掷m(xù)的觀測中發(fā)現(xiàn)：（1）在斜坡上的地震烈度要比谷底的地震烈度大1°左右；（2）如果角度超過15°的話，山體的上部與下部對不，局部譜段對比，高低差達(dá)到7倍，（3）黃土階地與底部對比，幅段值要高出底部大約在4倍左右。1987年王存玉的振動(dòng)模型試驗(yàn)?zāi)軌虮砻鳎哼吰马敳繉φ駝?dòng)的反應(yīng)幅值較之邊坡底部存在明顯的放大現(xiàn)象(垂直向放大)，邊坡的邊緣部位對振動(dòng)的反應(yīng)幅值較之內(nèi)部(處于同一高度上的兩點(diǎn)比較)也存在放大現(xiàn)象(水平向放大)。我們的科技人員已經(jīng)在長期的地震觀測中總結(jié)出不同的經(jīng)驗(yàn)，雖然不同的試驗(yàn)以及不同地區(qū)的觀測結(jié)果都存在一定的差異性，但是，這些數(shù)據(jù)都證明了地震發(fā)生時(shí)邊坡高度對邊坡穩(wěn)定性的影響作用。

對于坡度的影響來說，我們在云南歷次的地震資料中也能發(fā)現(xiàn)坡角與地震滑坡存在的關(guān)系，對于滑坡現(xiàn)象來說，一般發(fā)生在30°～50°的斜坡，而20°以下以及50°以上發(fā)生的幾率就要小很多；崩塌的現(xiàn)象則絕大多數(shù)存在與30°以上，其中50°～70°之間發(fā)生的幾率最高，到了80°以上則很少存在。

2　邊坡工程地質(zhì)模型

確定邊坡地質(zhì)模型對研究邊坡的穩(wěn)定性有很大的幫助，對于邊坡模型來說，一般都是根據(jù)其地質(zhì)的條件來確定的。常見的邊坡模型主要有三種：反傾型、水平層狀型以及順傾型，同時(shí)需要注意的是這三種模型是不能代表全部的邊坡地質(zhì)情況的。我們根據(jù)不同的邊坡類型以及統(tǒng)計(jì)的資料可以對其進(jìn)行歸納整理為兩種類型：存在明顯控制性結(jié)構(gòu)面的邊坡、不存在明顯控制性結(jié)構(gòu)面的邊坡。

3　邊坡失穩(wěn)時(shí)的破壞形式

不同的邊坡構(gòu)造所發(fā)生的的破壞形式也是不同的，總結(jié)起來有三種破壞形式：曲面滑動(dòng)、平面滑動(dòng)和傾覆破壞。這三種形式的總結(jié)是建立在靜力情況下分析的，對于動(dòng)力荷載則沒有進(jìn)行考慮，如果我們考慮到壩坡以及黃土邊坡等存在動(dòng)荷載的情況時(shí)，這就有些不適應(yīng)了，這樣破壞形式又能分成滑動(dòng)型、崩塌型、層體彎折以及塑性變形等四類。如果參考液體影響的話，這也是不適用的，因此，我們參考有關(guān)資料重新對邊坡的失穩(wěn)形式分類，如下表：

邊坡破壞形式分析表

4　總結(jié)

綜上所述，我們能夠知道在發(fā)生地震時(shí)，邊坡的失穩(wěn)一般受邊坡的巖體構(gòu)造、地質(zhì)背景以及邊坡形狀等因素影響。同時(shí)，根據(jù)不同的邊坡工程地質(zhì)模型能夠有效的對邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行有效的研究，研究表明有明顯控制性結(jié)構(gòu)面及無明顯控制性結(jié)構(gòu)面的邊坡分類器破壞形式各不形態(tài)，前者表現(xiàn)為順層邊坡、層狀邊坡等形式，后者表現(xiàn)為散體結(jié)構(gòu)等類型的邊坡。

[1]丁彥慧..《中國西部地區(qū)地震滑坡預(yù)測方法研究（碩士學(xué)位論文）》[D]．《北京：中國地質(zhì)大學(xué)》，1997．

[2]孫玉科姚寶魁.《我國巖質(zhì)邊坡變形破壞的主要地質(zhì)模式》[J].《巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)》，1983，2（1）：67～76.

[3]孫玉科牟會寵，姚寶魁..《邊坡巖體穩(wěn)定性分析》[M].《北京：科學(xué)出版社》，1988.

P642[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2015）-7-310-1