黃土濕載結(jié)構(gòu)性模型在黃土邊坡動(dòng)力穩(wěn)定性分析的應(yīng)用①

羅愛忠1，2， 邵生俊2， 方娟1， 陳昌祿1

(1.貴州工程應(yīng)用技術(shù)學(xué)院,貴州 畢節(jié)551700； 2.西安理工大學(xué)巖土工程研究所，陜西 西安710048)

摘要：土的結(jié)構(gòu)性是土顆粒空間排列和粒間粘結(jié)綜合作用所表現(xiàn)出來(lái)的力學(xué)效應(yīng)。在地震荷載作用過程中，天然土邊坡的結(jié)構(gòu)性參數(shù)主要體現(xiàn)應(yīng)力和變形的共同作用，反映地震荷載作用過程中應(yīng)力和變形的協(xié)調(diào)關(guān)系及結(jié)構(gòu)性土的結(jié)構(gòu)損傷過程(即抗剪強(qiáng)度參數(shù)的變化規(guī)律)。首先通過分析認(rèn)為用結(jié)構(gòu)性參數(shù)來(lái)定量判斷地震荷載作用過程中黃土邊坡的穩(wěn)定性更具合理性，其物理意義更明確；其次通過分析黃土地區(qū)某一天然邊坡在Ⅸ度地震烈度作用下的黃土邊坡動(dòng)力穩(wěn)定性，驗(yàn)證結(jié)構(gòu)性參數(shù)作為邊坡穩(wěn)定性分析判據(jù)的可行性，且這一方法能定量地確定邊坡滑動(dòng)面的位置及所對(duì)應(yīng)的安全結(jié)構(gòu)性參數(shù)。

關(guān)鍵詞：土質(zhì)邊坡； 地震； 結(jié)構(gòu)性參數(shù)； 穩(wěn)定性

收稿日期：①2014-08-20

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)

作者簡(jiǎn)介：羅愛忠(1980-)，男，貴州畢節(jié)人，博士，副教授，主要從事巖土力學(xué)、基坑工程及防災(zāi)減災(zāi)及防護(hù)等方面的研究與教學(xué)工作。E-mail: aizhongluo@126.com。

中圖分類號(hào):TU43文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

DOI:10.3969/j.issn.1000-0844.2015.03.0816

Application of the Structural Model Under Stress and Moisture in

Loess Slope Dynamic Stability Analysis

LUO Ai-zhong1，2, SHAO Sheng-jun2, FANG Juan2, CHEN Chang-lu1

(1.GuizhouUniversityofEngineeringScience,Bijie551700 ,Guizhou,China；

2.InstituteofGeotechnicalEngineering,Xi’anUniversityofTechnology,Xi’an710048,Shaanxi，China)

Abstract：The structural property of soil is derived from mechanical effects as well as the comprehensive effect of the spatial arrangement and bonding effects of soil particles. During the process of seismic loads, the structural parameters of natural loess slope are derived mainly from the combined effects of stress and deformation. Meanwhile, that parameters reflected the coordination between stress and deformation during the process of seismic load and the structural damage process of the loess during the seismic process. It was shown that using structural parameters to quantitatively determine the loess slope stability was more reasonable during the process, and its physical meaning was very clear. Second, analysis of the dynamic stability of the natural loess slope was used to verify the feasibility criterion by structural parameters, and this method could be used to quantitatively determine the location of slip surfaces and corresponding structural parameters.

Key words： loess slope; earthquake; structural parameter; stability

0引言

天然原狀黃土在沉積過程中形成大孔隙骨架結(jié)構(gòu)，顆粒間接觸點(diǎn)處經(jīng)過長(zhǎng)期的物理化學(xué)作用逐漸形成了膠結(jié)。由土顆粒和集團(tuán)顆粒組成的骨架和骨架間較多的孔隙構(gòu)成原狀黃土的特殊顯微結(jié)構(gòu)，從而使原狀黃土都具有結(jié)構(gòu)性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，即具有較高的抗壓和抗剪能力。黃土結(jié)構(gòu)性的存在對(duì)其工程性質(zhì)具有重大的影響，使得在進(jìn)行黃土邊坡靜動(dòng)力分析時(shí)變得異常復(fù)雜。謝定義[1-3]綜合考慮了黃土的基本特性及其力學(xué)特性，從結(jié)構(gòu)可穩(wěn)性和可變性的角度提出了綜合結(jié)構(gòu)勢(shì)的思想，在此基礎(chǔ)上提出黃土的本構(gòu)關(guān)系?；诰C合結(jié)構(gòu)勢(shì)的思想，邵生俊[4-5,8]，陳昌祿[6]、鄭穎人[7]、鄧國(guó)華[9-10]、羅愛忠[11-13]等開展了相應(yīng)的研究，提出考慮結(jié)構(gòu)性的黃土應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。影響黃土邊坡穩(wěn)定性的因素很多，其中地震動(dòng)的是觸發(fā)黃土邊坡失穩(wěn)的重要原因之一。目前在地震頻發(fā)的高烈度黃土地區(qū)已經(jīng)開展了大量的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，在建設(shè)過程中必然遇到大量的黃土邊坡工程問題，再加上黃土在厚度、地貌等方面的突出特點(diǎn)，使得地震作用下黃土邊坡的失穩(wěn)變成一種比較突出的地質(zhì)災(zāi)害。本文從寧夏固原黃土高邊坡著手，分析高烈度地區(qū)的結(jié)構(gòu)性黃土邊坡的穩(wěn)定性，以期對(duì)于黃土地區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)具有一定的指導(dǎo)意義。

1本構(gòu)模型簡(jiǎn)介[14]

1.1屈服面方程

圖1　結(jié)構(gòu)性損傷土與正常固結(jié)土的剪切屈服線 Fig.1　Comparison of shearing yield lines between structured 　　　 loess and normal consolidated soil

圖2　結(jié)構(gòu)性土的等結(jié)構(gòu)性剪切屈服線 Fig.2　Shearing yield line of structured loess with 　　　 the same stress ratio structural parameters

在p-q應(yīng)力空間，通過不同的應(yīng)力路徑試驗(yàn)可以得到應(yīng)力破壞的軌跡。對(duì)于不同濕度條件及擾動(dòng)條件下，結(jié)構(gòu)性損傷土在p-q應(yīng)力空間的破壞軌跡如圖1所示。由于土的初始密度、濕度、粒度及構(gòu)度的不同，屈服破壞線在q軸的交點(diǎn)也不同，即具有不同的初始結(jié)構(gòu)性，隨著剪切進(jìn)程的發(fā)展，結(jié)構(gòu)性發(fā)展演化，屈服破壞線逐漸向正常固結(jié)土的剪切屈服破壞線發(fā)展。當(dāng)土的結(jié)構(gòu)性完全喪失時(shí)，結(jié)構(gòu)性土與正常固結(jié)土的性狀一致，其應(yīng)力比結(jié)構(gòu)性參數(shù)為1。當(dāng)結(jié)構(gòu)未發(fā)生破損時(shí)，原狀土的應(yīng)力比結(jié)構(gòu)性參數(shù)為最大，即為初始應(yīng)力比結(jié)構(gòu)性參數(shù)，土具有最大的結(jié)構(gòu)可穩(wěn)性和可變性。依據(jù)初始應(yīng)力比結(jié)構(gòu)性參數(shù)可確定初始結(jié)構(gòu)性屈服面，其與正常固結(jié)土屈服面的關(guān)系如圖2所示。應(yīng)力比結(jié)構(gòu)性參數(shù)最大值對(duì)應(yīng)剪切屈服面可以表示為：

式中：

如果定義式所確定的曲線與p軸的交點(diǎn)為pt，由圖3，則式(1)可以進(jìn)一步表示為：

其中，pt=ccotφ，c、φ為結(jié)構(gòu)性土的黏聚力和內(nèi)摩擦角。

圖3　結(jié)構(gòu)性黃土的壓剪濕結(jié)構(gòu)性修正劍橋模型 Fig.3　Structured modified Cam-clay model of structured loess 　　　 under compression,shearing and moisture

結(jié)構(gòu)性土的屈服面也采用修正劍橋模型形式，具體屈服面如圖3所示，從而得到結(jié)構(gòu)性黃土彈塑性本構(gòu)模型的屈服面函數(shù)方程為：

式中，p、q為當(dāng)前應(yīng)力狀態(tài)點(diǎn)上的球應(yīng)力和廣義剪應(yīng)力；pt為p-q應(yīng)力空間中等結(jié)構(gòu)性臨界狀態(tài)線與p軸的交點(diǎn)；psx為屈服面與p軸的交點(diǎn)；M為等結(jié)構(gòu)性臨界狀態(tài)線的斜率。

式(3)中，當(dāng)結(jié)構(gòu)性完全喪失時(shí)，土的特性表現(xiàn)出與正常固結(jié)土相類似的性質(zhì)，此時(shí)p-q應(yīng)力空間中等結(jié)構(gòu)屈服線與p軸的交點(diǎn)pt移動(dòng)到原點(diǎn)(即pt=0)，屈服面與p軸的交點(diǎn)psx退化為px。式(3)即退化為修正劍橋模型的屈服面函數(shù)。此時(shí)模型完全退化為正常固結(jié)黏土的修正劍橋模型。

1.2流動(dòng)法則

如劍橋模型的做法一樣，采用相關(guān)聯(lián)的流動(dòng)法則，就可以得到模型的塑性應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系滿足如下的關(guān)系式：

塑性體應(yīng)變表示為：

如果用主應(yīng)力表示則有

塑性剪應(yīng)變表示為：

綜合應(yīng)變表示為

1. 3硬化參數(shù)

根據(jù)一致性原則，當(dāng)應(yīng)力狀態(tài)位于屈服面上時(shí)，屈服面方程滿足

由式可得

模型硬化比例因子為

進(jìn)一步整理得：

進(jìn)一步可得到模型的塑性應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系為：

psx和 pt為橢圓屈服面與p軸正半軸和負(fù)半軸的交點(diǎn)，需滿足如下的關(guān)系：

c=a6ln(mη)+b6

式中：a6、b6為相關(guān)材料參數(shù)。

1.4模型參數(shù)的確定

(1) psc和λs的確定

結(jié)構(gòu)屈服壓力與應(yīng)力比結(jié)構(gòu)性參數(shù)初始值之間滿足指數(shù)關(guān)系，壓縮指數(shù)與應(yīng)力比結(jié)構(gòu)性參數(shù)初始值之間滿足線性關(guān)系描述為:

式中:mη0為應(yīng)力比結(jié)構(gòu)性參數(shù)初始值；a4、b4和a5、b5為材料參數(shù)。

(2) mη0及mη的確定

2工程計(jì)算實(shí)例分析

為驗(yàn)證提出方法的可行性，在基于有限差分法軟件Flac3D平臺(tái)的基礎(chǔ)上，對(duì)高烈度黃土地區(qū)的寧夏固原地區(qū)進(jìn)行典型黃土邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。該區(qū)曾遭受1920年海原8.5級(jí)大地震的作用，在地震烈度達(dá)Ⅸ度或以上的地區(qū)形成了大規(guī)模的黃土滑坡群。選取該地區(qū)進(jìn)行典型黃土邊坡評(píng)價(jià)具有很好的代表性，對(duì)于指導(dǎo)工程實(shí)踐具有重要的意義.本文選取地震烈度為Ⅸ度的極震作為施加的地震加速度。

2.1工程地質(zhì)概況

工程位于黃土高原地區(qū)的西部。該地區(qū)丘陵起伏，溝壑縱橫，塬、梁、峁、壕交錯(cuò)，沖溝切割較深，溝谷溯源侵蝕強(qiáng)烈，丘陵切割嚴(yán)重，因此地質(zhì)災(zāi)害頻繁，水土流失極為嚴(yán)重。該區(qū)域黃土的典型特征是孔隙度大，土壤中有機(jī)質(zhì)含量小，粒度小,土質(zhì)疏松，容易受水侵蝕；缺乏植被時(shí)更易導(dǎo)致地表徑流造成的沖蝕、塌陷，地基承載力在100～150 kPa之間。由于受河流及坡面徑流切割、沖積作用，工程所在地及其附近區(qū)域還有多條山嶺也近似呈SN走向，這些山嶺呈齒狀排列，相鄰山嶺間溝壑發(fā)育，且溝內(nèi)常年有徑流。而且該區(qū)域處于歷史上海原大地震的強(qiáng)震害范圍內(nèi)，地震烈度高，地震危險(xiǎn)性大。由于山體上覆蓋黃土的工程性質(zhì)差，土的孔隙比大，孔隙分布不均勻，濕陷性強(qiáng)，裂隙發(fā)育，一旦遭到強(qiáng)地震時(shí)易產(chǎn)生震陷變形和滑動(dòng)震害。

2.2數(shù)值分析模型

坐標(biāo)系以與邊坡垂直且指向順坡方向?yàn)閥軸，以山梁平行方向?yàn)閤軸，鉛錘方向?yàn)閦軸。計(jì)算模型沿x向邊坡傾向?qū)挾葹?29 m，沿y向邊坡走向長(zhǎng)度為644 m，z方向邊坡垂直高度根據(jù)等高線確定。邊坡幾何模型、地質(zhì)界面的生成均在ANSYS中完成，網(wǎng)格劃分后保存單元和節(jié)點(diǎn)幾何信息，然后通過接口程序轉(zhuǎn)化為FLAC3D的前處理數(shù)據(jù)格式后生成網(wǎng)格模型(圖4)。整個(gè)模型由四面體、五面體和六面體混合網(wǎng)格單元組成，共14 399個(gè)節(jié)點(diǎn)，66 872個(gè)單元。

圖4　數(shù)值分析計(jì)算模型 Fig.4　Numerical model

2.3計(jì)算材料參數(shù)

根據(jù)邊坡實(shí)際地層條件，坡體內(nèi)地下水位埋深較大，沒有產(chǎn)生動(dòng)孔隙水壓力的條件，因此計(jì)算中沒有考慮地震作用力引起的動(dòng)孔隙水壓力對(duì)土力學(xué)特性及抗剪強(qiáng)度的影響。材料及模型計(jì)算參數(shù)見表1。

2.4地震波輸入

本研究中的地震波采用人工地震波，在水平方向(模型的y方向)和豎直方向(模型的z方向)同時(shí)振動(dòng)，水平向地震波峰值為0.6×g，豎直向地震波峰值為0.2×g，其中g(shù)為重力加速度。在輸入地震波前采用傅里葉變換對(duì)頻率大于5 Hz的波段進(jìn)行濾波調(diào)整。輸入地震波加速度的時(shí)程如圖5。

圖5　輸入地震加速度的時(shí)程 Fig.5　Input seismic acceleration

表 1　計(jì)算參數(shù)

3計(jì)算結(jié)果分析

在以上分析的基礎(chǔ)上，采用FLAC3D提供的Fish語(yǔ)言，編制相應(yīng)的計(jì)算程序，得到邊坡的位移、廣義剪應(yīng)變及結(jié)構(gòu)性參數(shù)的變化，進(jìn)而評(píng)價(jià)邊坡的穩(wěn)定性。

3.1黃土坡體的變形分析

圖6給出了邊坡在地震作用過程中不同時(shí)刻y方向的位移分布。從圖6可以看出，在地震開始時(shí)刻(t=1 s)，邊坡坡體位移很小，坡頂最大位移僅0.026 m；在地震加速度達(dá)到最大時(shí)(t=4.54 s)時(shí)，坡體頂部位移達(dá)到0.09 m；隨著地震震動(dòng)的持續(xù)，邊坡坡體位移也在不斷發(fā)展，當(dāng)?shù)卣鸾Y(jié)束時(shí)(t=20 s)時(shí)，坡體頂部位移達(dá)到0.22 m。從邊坡坡體在不同時(shí)刻y方向位移分布可以看出，在地震作用過程中，加速度達(dá)到最大時(shí)刻時(shí)，其坡體位移并沒有達(dá)到最大；從位移大小量來(lái)看，此時(shí)邊坡不一定發(fā)生滑動(dòng)。隨著地震震動(dòng)的持續(xù)，當(dāng)邊坡位移不斷發(fā)展，但相對(duì)變緩。同時(shí)也說(shuō)明以往的等效線性分析方法在計(jì)算地震荷載作用下邊坡穩(wěn)定性時(shí)的相對(duì)不足。在地震震動(dòng)的持續(xù)作用下，邊坡殘余位移繼續(xù)發(fā)展，當(dāng)邊坡坡體累積位移達(dá)到一定程度時(shí)邊坡可能產(chǎn)生滑動(dòng)。由于邊坡所在區(qū)域降水長(zhǎng)期稀少，其自然蒸發(fā)量大于入滲量，地表處于長(zhǎng)期干旱狀態(tài)，地下水位相對(duì)較低，在地震動(dòng)荷載作用下和無(wú)黏性砂土一樣易產(chǎn)生震陷型失穩(wěn)，且通常伴隨較高的滑動(dòng)速率，破壞形式一般為張性永久破壞。通過對(duì)不同時(shí)刻y方向位移云圖的分析可知，地震力誘發(fā)的黃土邊坡失穩(wěn)主要分為兩類：一類是在地震作用過程中邊坡局部或整體出現(xiàn)大位移的宏觀失穩(wěn)；另一類是邊坡土體只有小位移量，雖沒有出現(xiàn)顯著的滑動(dòng)，但在邊坡坡體表面及內(nèi)部裂隙或滑動(dòng)面已經(jīng)形成，由于裂隙或滑動(dòng)面的存在，使得邊坡穩(wěn)定性下降，當(dāng)以后出現(xiàn)諸如降雨入滲等誘發(fā)因素時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生整體或局部的宏觀失穩(wěn)。

圖6　地震持續(xù)不同時(shí)刻時(shí)坡體y方向位移的分布 Fig.6　Distribution of displacements in the y direction of slope at different time during earthquake

3.2邊坡單元安全度分析

(1) 坡體單元安全度分析

目前大多是通過計(jì)算給出一個(gè)安全系數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)邊坡的穩(wěn)定性，但這些方法在評(píng)價(jià)時(shí)均局限于二維的某個(gè)坡體剖面，最終只能得到一個(gè)安全系數(shù)。天然邊坡大多數(shù)是復(fù)雜的三維邊坡，邊坡的失穩(wěn)可能是整體的，也可能是局部的，因而常規(guī)方法得到的安全系數(shù)往往不能全面表征復(fù)雜三維邊坡的穩(wěn)定性，即單一的安全系數(shù)不能概括整個(gè)坡面的安全程度。近年來(lái)有學(xué)者通過數(shù)值模擬得到了坡體地表的變形值，然后從坡體地表變形值和坡體剪應(yīng)變?cè)隽康确矫婢C合考慮研究坡體穩(wěn)定性。這種方法雖然避免了傳統(tǒng)單一安全系數(shù)評(píng)價(jià)的不足，但其對(duì)坡體失穩(wěn)的評(píng)價(jià)只是定性而非定量的判斷。近年來(lái)強(qiáng)度折減法在邊坡穩(wěn)定性分析中得到了大量的應(yīng)用，但對(duì)于某一給定邊坡，其所得到的也是單一安全系數(shù)。因此，對(duì)于復(fù)雜坡面的邊坡穩(wěn)定性分析問題，有必要尋求一種簡(jiǎn)便的定量化的判定方法。

當(dāng)黃土邊坡坡體未進(jìn)入屈服狀態(tài)時(shí)，有：

即此時(shí)滿足：

如果定義單元安全度Fes為：

式中，F(xiàn)es為計(jì)算單元的剪切破壞安全系數(shù)，F(xiàn)es=1時(shí)該單元進(jìn)入臨界狀態(tài);Fes>1時(shí)該單元處于安全狀態(tài);Fes<1時(shí)該單元處于破壞狀態(tài)。

圖7給出了不同時(shí)刻邊坡坡體的安全度分布。從圖7可以看出，在坡體局部出現(xiàn)了安全度小于1的情況，說(shuō)明在地震荷載作用過程中邊坡局部可能發(fā)生滑動(dòng)，而且這些局部滑動(dòng)往往不是同時(shí)發(fā)生的，即在同一時(shí)刻，由于邊坡表面形狀的復(fù)雜性，坡體的局部由于自然下切力及沖溝的存在，在不同的坡體局部表現(xiàn)出不同的安全度。從圖7還可以看出，在地震加速度達(dá)到最大值的時(shí)刻(t=4.54 s)，邊坡局部開始產(chǎn)生滑動(dòng)，隨著地震荷載作用時(shí)間的持續(xù)，殘余變形累積發(fā)展，進(jìn)而導(dǎo)致局部滑移在邊坡坡體內(nèi)逐漸擴(kuò)展，當(dāng)?shù)卣鸷奢d作用到一定時(shí)刻(t=14 s)時(shí)，邊坡變形發(fā)展趨于穩(wěn)定。坡體安全度分析也表明，此時(shí)邊坡安全度趨于穩(wěn)定，與地震結(jié)束(t=20 s)時(shí)相比，坡體安全度基本變化不大，這與前文對(duì)邊坡坡體位移的發(fā)展變化趨勢(shì)分析一致，同時(shí)也說(shuō)明單元安全度方法在評(píng)價(jià)地震荷載作用條件下邊坡的穩(wěn)定性方面是可行的。

圖7　地震持續(xù)不同時(shí)刻時(shí)坡體單元安全度的分布 Fig.7　Distribution of zone safety degrees in slope at different time during earthquake

(2) 邊坡受拉破壞分析

圖8給出了地震持續(xù)時(shí)刻t=20 s時(shí)黃土邊坡坡體受拉破壞單元安全度分布。從圖中可以看出，地震持續(xù)20 s時(shí)在黃土邊坡坡面地形突出部位出現(xiàn)了單元安全度小于0的情況，表明該部位在地震作用過程中出現(xiàn)了受拉破壞。由現(xiàn)場(chǎng)的觀察可知，這些部位分布有大范圍的拉裂縫。

圖8　地震持續(xù)20 s時(shí)黃土坡體受拉破壞 　　　單元安全度 Fig.8　Distribution of zone safety degrees in slope 　　　 due to tensile failure when t=20 s

(3) 邊坡穩(wěn)定性分析

為了考察地震作用下邊坡的整體穩(wěn)定性，利用強(qiáng)度折減法對(duì)地震作用結(jié)束時(shí)的黃土邊坡進(jìn)行整體穩(wěn)定性分析，得到其整體穩(wěn)定性系數(shù)為1.04。圖9給出了安全系數(shù)條件下的廣義剪應(yīng)變?cè)隽糠植?，通過廣義剪應(yīng)變的分布可以定性地確定邊坡滑移面的位置。對(duì)比圖7和圖9可以看出，強(qiáng)度折減法所得到的滑移面位置大體對(duì)應(yīng)于單元安全度為1.05的貫通面位置。因此可以認(rèn)為，如果基于強(qiáng)度儲(chǔ)備系數(shù)的觀念，給定一定的單元安全度系數(shù)，同樣可以通過單元安全度的方法得到邊坡整體穩(wěn)定的潛在滑移面，即單元安全度的方法不僅可以用來(lái)評(píng)價(jià)邊坡的局部穩(wěn)定性，而且可以用于評(píng)價(jià)邊坡的整體穩(wěn)定性。

圖9　一定安全系數(shù)下的黃土邊坡廣義剪應(yīng)變?cè)隽? Fig.9　Distribution of generalized shear strain increment 　　　 in loess slope at a certain safety factor

3.3結(jié)構(gòu)性參數(shù)

圖10給出了地震荷載作用條件下黃土邊坡土體內(nèi)部結(jié)構(gòu)性參數(shù)的變化規(guī)律。從圖10可以看出，結(jié)構(gòu)性參數(shù)的某一幅值形成了一個(gè)貫穿區(qū)域，這與廣義剪應(yīng)變形成的貫通區(qū)域相似，而且貫通區(qū)域位置一致，因此結(jié)構(gòu)性參數(shù)可以作為邊坡穩(wěn)定性分析的判據(jù)，可以認(rèn)為是邊坡的滑動(dòng)破壞面,也可以說(shuō)用結(jié)構(gòu)性參數(shù)的變化來(lái)判斷邊坡滑動(dòng)的滑面位置。

圖10　結(jié)構(gòu)性參數(shù)分布 Fig.10　Distribution of structural parameter

4結(jié)語(yǔ)

(1) 基于已經(jīng)建立的三軸應(yīng)力條件下的結(jié)構(gòu)性參數(shù)，分析其在邊坡動(dòng)力穩(wěn)定性分析中的應(yīng)用。

(2) 結(jié)構(gòu)性與土強(qiáng)度密切相關(guān)，是控制邊坡穩(wěn)定性的核心因素和內(nèi)在原因。邊坡的破壞主要是強(qiáng)度破壞，而強(qiáng)度破壞的內(nèi)在因素主要是土的結(jié)構(gòu)性破壞，即土體結(jié)構(gòu)損傷，從而使結(jié)構(gòu)性參數(shù)降低，相應(yīng)的抗剪強(qiáng)度也降低，使得結(jié)構(gòu)性參數(shù)相應(yīng)于強(qiáng)度折減法物理意義更明確。

(3) 通過在地震作用過程中結(jié)構(gòu)性參數(shù)的變化規(guī)律確定邊坡臨界滑動(dòng)面的位置。當(dāng)邊坡某一幅值的結(jié)構(gòu)性參數(shù)形成貫穿區(qū)域時(shí)，該邊坡處于臨界滑動(dòng)狀態(tài)，此時(shí)該結(jié)構(gòu)性參數(shù)可以認(rèn)為是該邊坡的最小安全結(jié)構(gòu)性參數(shù)，其形成的貫穿區(qū)域?yàn)樵撨吰碌呐R界滑動(dòng)面。

參考文獻(xiàn)(References)

[1]謝定義.試論我國(guó)黃土力學(xué)研究中的若干新趨向[J].巖土工程學(xué)報(bào),2001,23(1):1-13.

XIE Ding-yi.Exploration of Some New Tendencies in Research of Loess Soil Mechanics[J].Chinese Journal of Geotechnical Engineering,2001,23(1):1-13.(in Chinese)

[2]謝定義，齊吉琳，朱元林.土的結(jié)構(gòu)性參數(shù)及其與變形強(qiáng)度的關(guān)系[J].水利學(xué)報(bào)，1999，32(10)：1-6.

XIE Ding-yi,QI Ji-lin,ZHU Yuan-lin.Soil Structure Parameter and Its Relations to Deformation and Strength[J].Journal of Hydraulic Engineering,1999,32(10):1-6.(in Chinese)

[3]謝定義，齊吉琳，張振中.考慮土結(jié)構(gòu)性的本構(gòu)關(guān)系[J].土木工程學(xué)報(bào)，2000，33(4)：35-41.

XIE Ding-yi,QI Ji-lin,ZHANG Zhen-zhong.A Constitutive Laws Considering Soil Structural Properties[J].Journal of Civil Engineering,2000,33(4):35-41.(in Chinese)

[4]邵生俊，龍吉勇，于清高,等.濕陷性黃土結(jié)構(gòu)性變形特性分析[J].巖土力學(xué)，2006,27(10)：1668-1672.

SHAO Sheng-jun,LONG Ji-yong,YU Qing-gao,et al.Analysis of Structural Deformation Properties of Collapsible Loess[J].Rock and Soil Mechanics,2006,27(10):1668-1672. (in Chinese)

[5]邵生俊，龍吉勇，于清高,等.濕陷性黃土結(jié)構(gòu)性參數(shù)本構(gòu)模型[J].水利學(xué)報(bào)，2006,39(11)：1315-1322.

SHAO Sheng-jun, LONG Ji-yong,YU Qing-gao,et al.A Constitutive Model of Collapsible Loess with Structural Parameter[J].Journal of Hydraulic Engineering,2006,39(11)：1315-1322.(in Chinese)

[6]陳昌祿，邵生俊，鄧國(guó)華.土的結(jié)構(gòu)性參數(shù)與強(qiáng)度的關(guān)系及其在邊坡穩(wěn)定性分析中的應(yīng)用[J].中南大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2010,41(1)：328-334.

CHEN Chang-lu,SHAO Sheng-jun,DENG Guo-hua,et al.Relationship between Soil Structrural Parameters and Strength and Its Application in Slope Stability[J].Journal of Central South University:Science and Technology,2010,41(1):328-334. (in Chinese)

[7]鄭穎人，葉海林，黃瑞秋，等.地震邊坡破壞機(jī)制及其破裂面的分析探討[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2009，28(8)：1714-1723.

ZHENG Yin-ren,YE Hai-lin,HUANG Rui-qui,et al.Analysis and Discussion of Failure Mechanism and Fracture Surface of Slope Earthquake[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering,2009,28(8):1714-1723. (in Chinese)

[8]邵生俊，羅愛忠，于清高，等.加荷增濕作用下Q3粘黃土的結(jié)構(gòu)損傷特性[J].巖土工程學(xué)報(bào)，2006，28(12):2077-2082.

SHAO Sheng-jun, LUO Ai-zhong, YU Qing-gao，et al.Structural Damage Properties of Q3Loess under Triaxial Loading and Moistening[J].Chinese Journal of Geotechnical Engineering,2006，28(12):2077-2082.(in Chinese)

[9]鄧國(guó)華.真三軸條件下結(jié)構(gòu)性黃土的強(qiáng)度變形本構(gòu)關(guān)系研究[D].西安：西安理工大學(xué)，2009.

DENG Guo-hua.Research on Structure Parameter of Loess and Structure Constitutive Relations under True Tri-axial Condition[D].Xi’an：Xi’an University of Technology,2009.(in Chinese)

[10]鄧國(guó)華，邵生俊，佘芳濤.結(jié)構(gòu)性黃土的修正劍橋模型[J].巖土工程學(xué)報(bào)，2012,34(5)：834-841.

DENG Guo-hua, SHAO Sheng-jun, SHE Fang-tao.Modified Cam-clay Model of Structured Loess[J].Chinese Journal of Geotechnical Engineering,2012,34(5)：834-841.(in Chinese)

[11]羅愛忠，邵生俊.結(jié)構(gòu)性黃土損傷演化規(guī)律試驗(yàn)研究[J].太原理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，42(1)：79-82.

LUO Ai-zhong,SHAO Sheng-jun.Study on Structural Damage of Structural Loess[J].Journal of Taiyuan University of Technology,2011，42(1)：79-82.(in Chinese)

[12]羅愛忠，邵生俊，許萍.濕載條件下黃土結(jié)構(gòu)性損傷演化特性研究[J].西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版，2012，40(3):200-204.

LUOAi-zhong,SHAOSheng-jun,XUPing.ResearchonStructuralDamageDevelopmentofLoessunderStressandMoisture[J].JournalofNorthwestA&FUniversity:NaturalSienceEdition,2012，40(3):200-204.(inChinese)

[13]羅愛忠，邵生俊.濕載耦合作用下黃土結(jié)構(gòu)性損傷演化及本構(gòu)關(guān)系[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2012，31(4):841-847.

LUOAi-zhong,SHAOSheng-jun.StructuralDamageEvolutionandConstitutiveRelationshipofLoessunderComplingofStressandMoisture[J].ChineseJournalofRockMechanicsandEngineering,2012，31(4):841-847.(inChinese)

[14]羅愛忠.黃土的濕載結(jié)構(gòu)性本構(gòu)模型及其漸進(jìn)破壞分析[D].西安：西安理工大學(xué)，2013.

LUOAi-zhong.ResearchingonStructuralConstitutiveModelandAnalysizingofProgressiveFaiureunderStressandMoisturingConditions[D].Xi’an：Xi’anUniversityofTecnology, 2013.(inChinese)