張家明

(昆明理工大學(xué)建筑工程學(xué)院，昆明 650500，中國)

0 引 言

巖體中的軟弱夾層是一種薄弱結(jié)構(gòu)層，其彈性模量和強(qiáng)度都比圍巖低，在內(nèi)、外動(dòng)力作用下，巖質(zhì)邊坡常沿軟弱夾層滑動(dòng)(朱賽楠等，2018)。21世紀(jì)以來，我國發(fā)生了數(shù)起與軟弱夾層密切相關(guān)的規(guī)模巨大的崩、滑災(zāi)害，造成重大人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。如2003年7月13日0時(shí)20分，千將坪滑坡高速滑入青干河中，激起近30m的涌浪，滑體約2.4×107m3，形成近20m高的淤壩，造成14人遇難，10人失蹤，近千人受災(zāi)，直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)5.735×107元(廖秋林等，2005)。重慶市元陽縣寶塔滑坡群是三峽庫區(qū)特大型滑坡之一，體積約1.04×109m3(李守定等，2006)。2008年5月12日，四川汶川MS8.0級(jí)地震在綿陽市安縣高川鄉(xiāng)觸發(fā)了大光包巨型滑坡，體積為1.159×109m3(裴向軍等，2019)。2009年6月5日，重慶武隆雞尾山發(fā)生災(zāi)難性崩滑流災(zāi)害，厚層灰?guī)r沿軟弱夾層(碳質(zhì)頁巖)整體滑動(dòng)，體積約5×106m3，造成74人死亡(Xu et al.，2010)。

隨著人類工程活動(dòng)的日趨頻繁及范圍的不斷擴(kuò)展，在國內(nèi)外的露天礦開采活動(dòng)、水利水電工程、陸地交通工程和城市開發(fā)建設(shè)工程等方面都出現(xiàn)了大量含軟弱夾層的巖質(zhì)邊坡。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，已經(jīng)有一些含軟弱夾層的邊坡失穩(wěn)破壞產(chǎn)生了災(zāi)難性事件。如1963年10月9日晚，意大利Vajont水庫發(fā)生滑坡，摧毀了下游的longarone市，造成2000余人喪生(Müller，1987)。20世紀(jì)90年代撫順西露天礦北幫邊坡大規(guī)模傾倒滑移變形，威脅周邊建筑的安全，政府投資數(shù)億展開大規(guī)模滑坡治理(楊天鴻等，2005，2008)。2018年5月，云南省玉溪市研和鎮(zhèn)生活垃圾焚燒發(fā)電廠高邊坡失穩(wěn)，支擋結(jié)構(gòu)全部失效，損失數(shù)千萬元。因此，含軟弱夾層巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定問題已成為露天礦安全生產(chǎn)、水利水電等工程建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)問題。深入開展含軟弱夾層巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性研究，對(duì)推動(dòng)我國未來的邊坡治理技術(shù)發(fā)展，防治軟弱夾層引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害，保證人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全具有重要的理論與實(shí)際意義。

巖質(zhì)邊坡失穩(wěn)不僅受控于邊坡本身的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、物理力學(xué)性質(zhì)和坡體形態(tài)，還與外界因素(爆破震動(dòng)、工程開挖、地震、降雨入滲和庫水位變化等)密切相關(guān)(柴賀軍等，2004)。因此，本文根據(jù)外動(dòng)力作用的不同，分別總結(jié)了不同工況下含軟弱夾層(包括泥化夾層)巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的研究進(jìn)展，并討論了邊坡穩(wěn)定性分析方法，指出當(dāng)前研究存在的問題。

1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析

1.1 自重工況

根據(jù)研究內(nèi)容的不同，將自重狀態(tài)下含軟弱夾層巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的研究分為3個(gè)方面，即邊坡穩(wěn)定性分析與評(píng)價(jià)，邊坡失穩(wěn)機(jī)制研究和邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法研究。

邊坡穩(wěn)定性分析與評(píng)價(jià)面向工程應(yīng)用，主要計(jì)算邊坡的穩(wěn)定性系數(shù)，分析邊坡的變形和破壞過程，做出安全性評(píng)價(jià)，為邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)、施工和監(jiān)測等提供依據(jù)。如運(yùn)用剩余推力法、平面滑動(dòng)法、強(qiáng)度折減法和極限分析能量法(Energy Method Upper Bound Limit Analysis，EMU)計(jì)算工程邊坡的穩(wěn)定性系數(shù)(劉紅星等，2004；王維早等，2007；王子忠等，2011；丁立明等，2012；左巍然等，2014)。許寶田等(2009)運(yùn)用FLAC2D的強(qiáng)度折減法計(jì)算了不考慮軟弱夾層時(shí)九頂山人工邊坡的穩(wěn)定性系數(shù)(Fs=1.51)，但實(shí)際上邊坡已經(jīng)破壞，證明了軟弱夾層對(duì)該邊坡穩(wěn)定性有顯著影響。然后模擬分析了含3層軟弱夾層順層巖質(zhì)邊坡的應(yīng)力和變形特征，結(jié)果表明坡體沿軟弱夾層發(fā)生層間錯(cuò)動(dòng)，導(dǎo)致夾層的抗剪強(qiáng)度降低，夾層的應(yīng)力集中致使局部首先屈服，屈服區(qū)附近巖石拉裂，破壞區(qū)逐漸擴(kuò)大，邊坡最終失穩(wěn)。Xu et al. (2013)還采用極限平衡反分析法、室內(nèi)和現(xiàn)場直剪試驗(yàn)分析了該滑坡：石灰?guī)r塊體沿軟弱夾層—石灰?guī)r接觸面滑動(dòng)，接觸面的黏聚力不為零，計(jì)算邊坡安全系數(shù)時(shí)不能忽略。趙曉等(2006)基于FLAC3D進(jìn)行了含軟弱夾層切向邊坡變形破壞的數(shù)值分析：滑體沿泥化夾層產(chǎn)生滑移-拉裂變形；泥化夾層空間分布控制著邊坡深層變形破壞。Xu et al. (2014)利用改進(jìn)的非連續(xù)變形分析(Discontinuous Deformation Analysis，DDA)強(qiáng)度折減法計(jì)算了小浪底水電站東苗家滑坡的穩(wěn)定性系數(shù)，并模擬了該滑坡的變形破壞演化過程。針對(duì)軟弱基座(史文兵等，2014)型反傾巖質(zhì)邊坡的變形破壞過程，任光明等(2003)、柴賀軍等(2004)分別采用離散元(UDEC)、懸臂梁理論和底摩擦試驗(yàn)進(jìn)行了研究。他們都認(rèn)為該類邊坡的失穩(wěn)是以軟弱基座的不均勻壓縮流變?yōu)橄葘?dǎo)，上部硬質(zhì)巖體拉裂，但由于坡體形態(tài)各異，最終破壞模式不同：前者坡度近40°，巖層面近似垂直于坡面，硬質(zhì)巖層彎曲變形，逐漸折斷并倒向臨空面，折斷面形成一連續(xù)控制性弱面，當(dāng)軟基的最大剪應(yīng)力超過其抗剪強(qiáng)度時(shí)，即發(fā)生蠕滑拉裂型滑坡；后者坡面陡峭，巖層稍緩，臨面硬巖體與母巖分離，軟基應(yīng)力增大，軟基破壞引起整個(gè)邊坡倒塌。

圖 1 層狀巖質(zhì)邊坡破壞規(guī)律(張社榮等，2014)Fig. 1 Destruction rules of stratified rock slopes(Zhang et al.，2014)

圖 2 多層軟弱夾層邊坡巖層傾角與安全系數(shù)的關(guān)系(張社榮等，2014)Fig. 2 Relations between strata inclination and safety factors(Zhang et al.，2014)

邊坡失穩(wěn)機(jī)制研究主要探討了軟弱夾層的含水狀態(tài)、抗剪強(qiáng)度、傾角、厚度、間距和邊坡坡度對(duì)邊坡穩(wěn)定性系數(shù)、變形和破壞模式的影響。如基于平面滑動(dòng)法(龔裔芳等，2010)和FLAC3D強(qiáng)度折減法(劉新喜等，2015)的研究表明，軟弱夾層的含水率增大，抗剪強(qiáng)度降低，邊坡穩(wěn)定性系數(shù)降低。劉新喜等(2017)用強(qiáng)度折減法探討了軟弱夾層的傾角、厚度、黏聚力和內(nèi)摩擦角對(duì)順層邊坡水平位移和穩(wěn)定性系數(shù)的影響：抗剪強(qiáng)度降低和厚度增大都能導(dǎo)致邊坡水平位移增大，穩(wěn)定性系數(shù)降低；隨傾角增大，邊坡穩(wěn)定性系數(shù)先減小后增大，最低值出現(xiàn)在45°附近；邊坡穩(wěn)定性敏感度的強(qiáng)弱順序是傾角、內(nèi)摩擦角、黏聚力、厚度。張社榮等(2014)利用PLAXIS軟件的Sarma極限平衡法和強(qiáng)度折減法研究了多層軟弱夾層邊坡的巖層傾角θ、邊坡坡度β和夾層間距h對(duì)邊坡安全系數(shù)和破壞模式的影響。研究表明：θ不同，破壞模式不同，即隨著θ增大(水平層狀邊坡→順層邊坡→直立層狀邊坡→反傾邊坡)，破壞模式表現(xiàn)為滑移破壞→滑劈破壞→崩塌破壞→傾倒破壞→滑移破壞(圖 1)；針對(duì)順層邊坡，θ增大，安全系數(shù)先減后增，極小值出現(xiàn)在θ=30°時(shí)，與劉新喜等(2017)的45°的觀點(diǎn)不同，這可能與軟弱夾層的層數(shù)有關(guān)，劉新喜等(2017)的計(jì)算模型只有一層軟弱夾層，而張社榮等(2014)的計(jì)算模型有多層軟弱夾層；針對(duì)反傾邊坡，θ增大，安全系數(shù)先減后增再減，極小值出現(xiàn)在θ=120°時(shí)(圖 2)；總體來看，邊坡安全系數(shù)的大小關(guān)系是直立層狀邊坡>水平層狀邊坡，反傾邊坡>順層邊坡，而水平層狀邊坡與反傾邊坡的關(guān)系與夾層間距有關(guān)，間距增大，反傾邊坡>水平層狀邊坡，間距減小則相反；β影響巖體的破壞特征，對(duì)于順層邊坡，β=30°時(shí)表現(xiàn)為滑移-彎折的復(fù)合破壞，當(dāng)β=60°時(shí)表現(xiàn)為滑移破壞，對(duì)于反傾邊坡，都表現(xiàn)出傾倒破壞，只是傾倒破壞態(tài)勢的強(qiáng)弱不同；h降低，夾層數(shù)增多，安全系數(shù)降低。

在邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法研究方面，費(fèi)先科最早提出了考慮軟弱夾層的巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析方法，但該法采用了不合理的靜力學(xué)條方法，造成計(jì)算結(jié)果與實(shí)際偏差較大(Chen et al.，1999)。Goh(1983)提出用遺傳算法確定滑移面位置，并將這種方法整合到多楔體穩(wěn)定性分析方法中，諸多案例表明這種方法可用于計(jì)算含軟弱夾層邊坡的安全系數(shù)?；谒苄粤W(xué)極限分析的上限定理和機(jī)動(dòng)位移法，劉小麗等(2002)假設(shè)軟弱夾層是潛在滑面，且是平面，然后提出了單層和多層軟弱夾層邊坡能量系數(shù)的計(jì)算公式，用來評(píng)價(jià)邊坡的穩(wěn)定性，平面滑動(dòng)法證實(shí)了這種方法針對(duì)平面滑動(dòng)型邊坡是可行的。湯祖平等(2014)根據(jù)相關(guān)聯(lián)流動(dòng)法則、內(nèi)外能耗守恒原理和強(qiáng)度折減技術(shù)，對(duì)黃茂松等(2012)、Huang et al. (2013)提出的平動(dòng)-轉(zhuǎn)動(dòng)組合破壞機(jī)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)改進(jìn)(機(jī)構(gòu)存在速度相容性問題)，同時(shí)提出一種新的直線型滑動(dòng)破壞機(jī)構(gòu)，推導(dǎo)出以上兩種破壞機(jī)構(gòu)極限上限分析的計(jì)算公式，用于計(jì)算含單層軟弱夾層邊坡的安全系數(shù)，F(xiàn)LAC3D從安全系數(shù)和潛在滑面位置方面檢驗(yàn)了這兩種方法是適用的。Yao et al. (2014)采用單純形—有限隨機(jī)追蹤法搜索含軟弱夾層邊坡的潛在滑動(dòng)面，假設(shè)滑動(dòng)面由光滑弧形和折線組成，并編制了邊坡穩(wěn)定分析軟件DL-SLOPE。Cheng(2003)基于模擬退火分析(Simulated Annealing Analysis)方法構(gòu)建了含軟弱帶邊坡的二維穩(wěn)定性分析方法。在此基礎(chǔ)上，Cheng et al. (2005)使用非均勻有理B樣條面(NURBS，即Non-Uniform Rational B-Splines)和橢球面模擬滑面，提出非球形破壞面的三維極限平衡法，實(shí)現(xiàn)了含軟弱夾層巖質(zhì)邊坡三維塑性極限穩(wěn)定分析的突破。王浩然等(2013)基于極限分析上限法，在三維圓錐體平動(dòng)破壞機(jī)構(gòu)和牛角狀螺旋圓錐體轉(zhuǎn)動(dòng)破壞機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上構(gòu)建了三維轉(zhuǎn)動(dòng)-平動(dòng)組合破壞機(jī)構(gòu)，計(jì)算了含軟弱夾層邊坡的三維安全系數(shù)，彈塑性有限元強(qiáng)度折減法驗(yàn)證了這種方法是有效的。

綜上所述，軟弱夾層對(duì)邊坡穩(wěn)定的不利影響已經(jīng)得到普遍關(guān)注和廣泛研究，含軟弱夾層巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性比均質(zhì)邊坡和不含軟弱夾層的層狀巖質(zhì)邊坡都差。含軟弱夾層巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性系數(shù)，應(yīng)力和變形特征，破壞模式與軟弱夾層的含水狀態(tài)、抗剪強(qiáng)度、傾角、厚度、間距、層數(shù)和邊坡坡度有關(guān)。夾層的含水率增大，抗剪強(qiáng)度降低以及夾層厚度的增大都會(huì)導(dǎo)致邊坡變形增大，穩(wěn)定性系數(shù)降低。夾層的傾向、傾角與邊坡的坡向、坡度的組合關(guān)系顯著影響邊坡的穩(wěn)定性系數(shù)和破壞規(guī)律：順層邊坡的安全系數(shù)最小值出現(xiàn)在夾層傾角30°～45°之間，夾層數(shù)越多，這個(gè)臨界值越??；反傾邊坡的安全系數(shù)最小值出現(xiàn)在夾層傾角120°左右；順層邊坡的穩(wěn)定性差于反傾邊坡；從近水平層狀邊坡→順層邊坡→直立層狀邊坡→反傾邊坡，破壞規(guī)律總體為滑移破壞→滑劈破壞→崩塌破壞→傾倒破壞；夾層間距減小，層數(shù)增多，邊坡安全系數(shù)降低。軟弱夾層巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)的極限分析法已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了三維穩(wěn)定分析的突破。既有研究主要針對(duì)含單層軟弱夾層的巖質(zhì)邊坡，對(duì)含多層軟弱夾層巖質(zhì)邊坡的研究較少。

1.2 開挖工況

開挖對(duì)巖質(zhì)邊坡變形破壞和穩(wěn)定性的影響是巖土工程和工程地質(zhì)領(lǐng)域的重要研究內(nèi)容之一。在人工分級(jí)開挖方面，陳婷等(2014)和贠永峰等(2018)分別運(yùn)用有限元強(qiáng)度折減法、ADINA軟件模擬了單層軟弱夾層順層邊坡的開挖和支護(hù)過程。結(jié)果表明，開挖但不及時(shí)支護(hù)，邊坡將沿軟弱夾層發(fā)生滑動(dòng)破壞。Xue et al. (2018)針對(duì)貴州某高速公路含兩層軟弱夾層(斷層泥)的玄武巖邊坡，綜合采用現(xiàn)場調(diào)查、GEO-SLOPE軟件中的Sigma/W和Slope/W方法研究了開挖對(duì)邊坡穩(wěn)定和變形的影響。結(jié)果表明，軟弱夾層是滑坡的根本因素，開挖是邊坡失穩(wěn)的重要觸發(fā)因素。

在爆破開挖方面，肖正學(xué)等(2009)利用ANSYS/LS-DYNA模擬了含單層軟弱夾層順層巖質(zhì)邊坡單孔爆破過程，揭示了爆破對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響。研究表明：炮孔內(nèi)炸藥爆炸的爆轟氣體產(chǎn)物對(duì)軟弱夾層的沖刷、推移和壓密產(chǎn)生了層裂效應(yīng)，形成空腔區(qū)、壓密區(qū)和離析區(qū)，空腔區(qū)巖體與夾層完全分離，它們之間的黏聚力和摩擦力都為0，壓密區(qū)和離析區(qū)巖體與夾層間的接觸狀態(tài)受到擾動(dòng)，它們之間的黏聚力和摩擦力降低；空腔區(qū)受到爆轟氣體的膨脹作用，壓密區(qū)受到夾層擠壓增厚作用，因此上覆巖體受到向上巨大的壓應(yīng)力作用(0.21～0.75GPa)，這些作用都會(huì)降低邊坡的穩(wěn)定性。剪切試驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)了上述爆破層裂效應(yīng)降低邊坡穩(wěn)定性的觀點(diǎn)。張繼春等(2009)進(jìn)行了含軟弱夾層混凝土單孔臺(tái)階爆破物理模型試驗(yàn)，用高速攝像機(jī)監(jiān)測爆破過程中夾層的運(yùn)動(dòng)特征，證實(shí)了爆轟氣體對(duì)軟弱夾層的推移作用確實(shí)存在，且較為強(qiáng)烈。根據(jù)爆破相似理論，郝亞飛等(2012)進(jìn)行了含軟弱夾層順層巖質(zhì)邊坡模型爆破試驗(yàn)和剪切試驗(yàn)。結(jié)果表明在爆破作用下，自爆孔中心向四周，軟弱夾層可分為爆腔區(qū)、壓密區(qū)、影響區(qū)和無擾動(dòng)區(qū)，前三者構(gòu)成層裂范圍，影響區(qū)外緣直徑是夾層厚度的12.5～25倍，層裂效應(yīng)顯著；爆破后邊坡安全系數(shù)降低，爆破過程中最低；軟弱夾層厚度增大，層裂范圍和邊坡安全系數(shù)先減后增。

綜上所述，在分級(jí)開挖方面，主要研究了開挖改變坡體形態(tài)和卸荷對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響，而在爆破開挖方面，主要分析了爆破的層裂效應(yīng)。研究表明，開挖容易誘發(fā)坡體沿軟弱夾層滑坡，需要及時(shí)支護(hù)。爆破層裂效應(yīng)減小了軟弱夾層與圍巖的接觸面積，改變了兩者的接觸狀態(tài)，減小了它們之間的黏聚力和摩擦力，導(dǎo)致邊坡穩(wěn)定性降低。

1.3 暴雨和蓄水工況

Al-Homoud et al. (1998)對(duì)約旦的安曼-埃爾比德公路、納烏爾-死海公路的邊坡失穩(wěn)案例進(jìn)行調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，大部分邊坡失穩(wěn)都與軟弱夾層有關(guān)，所有失穩(wěn)邊坡都是順層邊坡，滑體沿軟弱夾層平動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)破壞，降雨形成上層滯水是邊坡失穩(wěn)的重要誘因。四川省南江縣紅層區(qū)大量順層巖質(zhì)滑坡與軟弱夾層和降雨有關(guān)(王森，2017)。三峽庫區(qū)約90%以上的崩塌、滑坡災(zāi)害都與軟弱夾層有關(guān)(殷躍平，2004)。我國大型水利水電工程多數(shù)建于西南高山峽谷地區(qū)，邊坡穩(wěn)定是庫壩安全的重要前提之一(周創(chuàng)兵，2013)。因此，降雨和庫水位變化對(duì)含軟弱夾層巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的影響是值得關(guān)注的問題。

基于相似理論和光纖光柵監(jiān)測技術(shù)，李龍起等(2013)進(jìn)行了含軟弱夾層順層巖質(zhì)邊坡室內(nèi)物理模型降雨模擬試驗(yàn)。研究表明，降雨對(duì)邊坡層間錯(cuò)動(dòng)的影響受巖層傾角影響較大，傾角為35°時(shí)層間錯(cuò)動(dòng)最顯著。魏云杰等(2016)采用GEO-SLOPE軟件的Mohgenstem-Prince法計(jì)算了降雨條件下含軟弱夾層(凝灰?guī)r)玄武巖邊坡的穩(wěn)定性系數(shù)。王在泉等(2004)運(yùn)用Sarma極限平衡法計(jì)算了蓄水前、后含泥化夾層巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性系數(shù)：蓄水后穩(wěn)定性系數(shù)顯著降低。唐穎棟等(2015)利用FLAC3D和ROCSCIENCE軟件的極限平衡法分析了含泥化夾層巖質(zhì)邊坡在蓄水工況和暴雨工況下的安全系數(shù)和變形：與自重工況相比，以上兩種工況下邊坡安全系數(shù)降低，變形增大?；谌S有限元數(shù)值法，靳曉光等(2004)研究了水庫蓄水至高程175m對(duì)三峽庫區(qū)某順層巖質(zhì)坡體應(yīng)力和位移的影響。結(jié)果表明蓄水后坡體應(yīng)力和位移增大，軟弱夾層是坡體變形破壞的控制性巖層。與非蓄水工況相比，上述研究在分析水庫蓄水對(duì)邊坡穩(wěn)定影響時(shí)，只對(duì)水位以下巖體參數(shù)做特殊處理，即水位以下巖體參數(shù)取飽和強(qiáng)度指標(biāo)。

綜合以上研究，暴雨和蓄水都不利于含軟弱夾層巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定。現(xiàn)有研究在分析水庫蓄水對(duì)邊坡穩(wěn)定性影響時(shí)，僅考慮了蓄水弱化巖體參數(shù)對(duì)邊坡穩(wěn)定的影響。

1.4 地震工況

地震對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響歷來是多山、多地震國家和地區(qū)十分關(guān)心的問題之一。尤其是2008年中國汶川地震之后，掀起了地震作用下斜坡動(dòng)力穩(wěn)定性研究的熱潮。目前對(duì)地震作用下含軟弱夾層巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定的研究主要集中在邊坡穩(wěn)定性系數(shù)、邊坡動(dòng)力響應(yīng)和變形破壞特征方面，研究主要采用極限平衡分析、數(shù)值模擬和振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)。

在極限平衡分析和數(shù)值模擬方面，Wei et al. (2009)采用極限平衡法和強(qiáng)度折減法計(jì)算了橫向地震荷載下含軟弱夾層邊坡的安全系數(shù)?；赟LOPE/W和PLAXIS2D，Rodríguez-Ochoa et al. (2015)研究表明軟弱夾層對(duì)海底滑坡啟動(dòng)有促進(jìn)作用。鄧檢良等(2014)提出改進(jìn)的NS法(紐馬克法與瑞典條分法結(jié)合)，分析了地震作用下邊坡沿軟弱夾層滑動(dòng)的水平位移，并與改進(jìn)的NJ法(紐馬克法與簡布法結(jié)合)對(duì)比討論了兩種方法的特點(diǎn)。Zhang et al. (2017)運(yùn)用PFC2D模擬了地震作用下甘肅天水市鄭家磨滑坡的機(jī)理和運(yùn)動(dòng)學(xué)特征：滑體沿軟弱夾層發(fā)生旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)破壞。劉立平等(2007)研究(ANSYS)了夾層厚度、埋深和傾角的影響：位移和加速度隨夾層厚度增大而增大，夾層以上邊坡位移和加速度相對(duì)較大，夾層以下則相對(duì)較小。杜曉麗等(2010)研究(ADINA)表明，在地震作用下含軟弱夾層邊坡與均質(zhì)邊坡的破壞位置不同，前者的位移是后者的數(shù)倍，夾層傾角影響邊坡水平位移，速度隨夾層厚度增大而增大。基于FLAC3D，李果等(2011)對(duì)罐灘滑坡研究后認(rèn)為，在斜坡破壞之前，軟弱基座起到隔震作用，而當(dāng)斜坡整體破壞后，軟弱基座會(huì)加劇破裂面的發(fā)展，最終產(chǎn)生滑坡。馮志仁等(2014)研究了順層巖質(zhì)邊坡：坡面水平向加速度放大系數(shù)(Horizontal Amplification Coefficients of Peak Ground Acceleration，簡寫為HAC)隨高程、地震波幅值A(chǔ)、地震波頻率f的增大而增大，地震動(dòng)持時(shí)對(duì)HAC的影響可以忽略；水平正向輸入地震波時(shí)的HAC比水平負(fù)向輸入時(shí)大。陳臻林等(2015)研究了反傾邊坡：以軟弱夾層為界，下部坡面的HAC隨軟弱夾層傾角θ的增大而減小，隨A的增大而增大，上部坡面的HAC隨θ的增大呈先增后減，峰值在15°～20°之間，隨A的增大而減??；HAC隨f增大而增大，當(dāng)坡體自振頻率接近f時(shí)，HAC最大；下部坡面的HAC隨高程增加而增大，在靠近軟弱夾層下側(cè)位置達(dá)到最大值，向上經(jīng)過軟弱夾層后，HAC迅速減小，然后又隨著高程的增加而增大，表明軟弱夾層有消能減震作用；在坡頂，HAC從坡里到坡肩線性增大，坡內(nèi)HAC隨高程增加而增大；軟弱夾層厚度d增大，坡頂HAC減小；軟弱夾層的消能減震作用與f、d、θ有關(guān)，f和d增大，減震效果越顯著。以上研究都是針對(duì)水平地震作用下含單層軟弱夾層巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性，輸入地震波有EI-Centro波、脈沖波和正弦波。研究主要得出以下一致性結(jié)論：(1)地震作用下軟弱夾層對(duì)巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定是不利的；(2)軟弱夾層上、下坡體的動(dòng)力響應(yīng)特征存在差異；(3)加速度放大系數(shù)分布有高程放大效應(yīng)；(4)HAC動(dòng)力響應(yīng)特征表明軟弱夾層有消能減震作用；(5)軟弱夾層的厚度、埋深和傾角，地震波的輸入方向、幅值和頻率影響邊坡動(dòng)力響應(yīng)特征(位移、速度、加速度和應(yīng)力)。但在軟弱夾層厚度對(duì)加速度影響方面有不同的觀點(diǎn)。

基于大型振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，楊崢等(2014)研究了地震作用下反傾邊坡的變形破壞特征：地震波類型、激振方向、振動(dòng)強(qiáng)度和軟弱夾層厚度影響邊坡的變形破壞程度；厚層軟弱夾層具有消能減震作用，厚度增大，邊坡破壞程度和范圍減小，水平加速度發(fā)生顯著放大的坡面位置降低，水平加速度減小，破壞位置高度也隨之降低；破壞模式為“震裂-散體崩落”型；X向地震波使坡體中上部產(chǎn)生剪切變形，形成剪切裂縫，是造成邊坡變形破壞的最主要因素。周飛等(2016)分析了水平層狀邊坡的水平、豎向加速度響應(yīng)特征。結(jié)果表明，高程增加，HAC增大，坡面的HAC大于坡內(nèi)；坡內(nèi)豎直向加速度放大系數(shù)(Vertical Amplification Coefficients of Peak Ground Acceleration，簡寫為VAC)隨高程增加而增大，坡面VAC隨高程增加的變化規(guī)律與夾層厚度有關(guān)，薄夾層VAC局部減小后增大，最大值出現(xiàn)在坡肩位置，厚夾層最大值出現(xiàn)在軟弱夾層底部，坡面VAC大于坡內(nèi)；在同一高度，坡內(nèi)HAC大于VAC，在軟弱夾層以下，坡面HAC小于VAC，在夾層以上，坡面HAC大于VAC；軟弱夾層對(duì)水平向動(dòng)力響應(yīng)有一定的放大作用，而對(duì)豎直向動(dòng)力響應(yīng)則是吸收減弱；邊坡加速度動(dòng)力響應(yīng)影響因素的強(qiáng)弱順序?yàn)檫吰赂叱?、坡體位置(坡面、坡內(nèi))、軟弱夾層厚度、激勵(lì)振幅、加載波形、激勵(lì)方向。劉漢香等(2015)綜合研究了水平層狀邊坡和反傾邊坡的水平、豎向加速度響應(yīng)規(guī)律和變形破壞特征：厚夾層能夠削弱坡頂?shù)腣AC，以反傾邊坡最為顯著；與均質(zhì)邊坡相比，當(dāng)?shù)卣鸩ǚ敌∮?.3ig時(shí)，夾層對(duì)HAC和VAC起到增強(qiáng)作用，當(dāng)?shù)卣鸩ǚ荡笥?.3ig時(shí)，厚夾層則表現(xiàn)出隔震作用。吳尚杰等(2017)分析了含軟弱夾層錨框支護(hù)邊坡的HAC、水平土壓力震蕩系數(shù)的響應(yīng)規(guī)律和破壞特征：HAC的高程效應(yīng)和趨表效應(yīng)明顯，但由于軟弱夾層的隔震作用，鞭梢效應(yīng)不明顯；HAC隨輸入地震動(dòng)幅值的增大而減??；水平土壓力震蕩系數(shù)隨埋深、地震動(dòng)幅值的增大而增加；邊坡破壞主要集中在軟弱夾層上部坡體，尤其是坡頂表層。以上模型只考慮一層軟弱夾層，輸入的地震波有EI-Centro波、人工波、白噪聲、正弦波、5.12臥龍地震臺(tái)實(shí)測的汶川地震波和1995年日本kobe地震波。

針對(duì)含多層泥化夾層的順層和反傾巖質(zhì)邊坡，范剛等(2015a，2015b，2015c)的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)表明，坡面HAC隨高程和地震波頻率的增加而增大。對(duì)于順層邊坡，坡面HAC和VAC隨地震波幅值的增加呈先增后減，分界值是0.3ig；泥化夾層飽和后，邊坡下部(<0.4H，H為邊坡高度)坡面HAC減小，中上部(>0.4H)增大，VAC減?。荒嗷瘖A層飽水前，坡面HAC大于坡內(nèi)，飽水后中上部則相反；破壞模式為“拉裂→滑移→崩落”式。對(duì)于反傾邊坡，坡面HAC大于坡內(nèi)，泥化夾層飽和后，坡面HAC減?。黄录缥灰谱畲?，坡體沿泥化夾層滑動(dòng)剪出，坡頂震碎。順層邊坡的坡面位移大于反傾邊坡，中上部坡面HAC大于反傾邊坡，前者穩(wěn)定性比后者差。這些試驗(yàn)輸入地震波為汶川地震清屏波和EI-Centro波。

在動(dòng)力響應(yīng)的頻譜特性方面，范剛等(2016)采用Hilbert-Huang變換和邊際譜理論研究了順層邊坡的損傷演變過程：地震作用下邊坡?lián)p傷首先出現(xiàn)在坡肩位置，隨著地震波幅值的增大，震害損傷向低處發(fā)展，坡面損傷程度強(qiáng)于坡內(nèi)；邊際譜峰值和特征頻率的變化能清晰地表征邊坡內(nèi)部的震害損傷發(fā)展過程。劉漢香等(2019)分析了含單層水平軟弱夾層邊坡的水平加速度響應(yīng)頻譜特征：邊際譜幅值總體增大，邊際譜形狀變化明顯；激振強(qiáng)度增加，邊坡上部加速度響應(yīng)的卓越頻率發(fā)生顯著變化。

振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)除了得出與1.4節(jié)的第2段相同的結(jié)論外，還可以得出以下統(tǒng)一結(jié)論：(1)邊坡加速度放大系數(shù)分布存在坡面趨表效應(yīng)；(2)順層邊坡的動(dòng)力穩(wěn)定性比反傾邊坡差；(3)邊坡動(dòng)力響應(yīng)和變形破壞特征受到軟弱夾層參數(shù)(厚度、傾角、含水狀態(tài))、地震波特性(地震波的類型、幅值、頻率、激振方向)和邊坡結(jié)構(gòu)(高程、位置、順層或反傾等)共同影響。但在軟弱夾層對(duì)水平向動(dòng)力響應(yīng)的放大或減弱作用及厚層軟弱夾層的消能減震作用方面仍然有不同觀點(diǎn)。我們認(rèn)為，軟弱夾層的放大或減弱作用受諸多因素共同影響，不能一概論之，要具體情況具體分析。

2 邊坡穩(wěn)定性分析方法

2.1 極限平衡法

極限平衡法假設(shè)邊坡出現(xiàn)任意形狀的潛在滑面，其位置已經(jīng)確定，而且邊坡處于極限平衡狀態(tài)，然后將潛在滑體離散成若干剛體豎條或斜條，假設(shè)潛在滑體沿潛在滑面發(fā)生剛性滑動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)，構(gòu)建條塊之間的靜力平衡方程，求解方程可獲得邊坡安全系數(shù)。如剩余推力法(王維早等，2007)、平面滑動(dòng)法(丁立明等，2012)、Sarma極限平衡法(張社榮等，2014)和多楔狀極限平衡法(Goh，1983)。極限平衡法分析地震作用對(duì)邊坡穩(wěn)定性影響時(shí)是使用擬靜力方法，即將地震慣性力視為大小不變，水平向或豎向的靜力荷載施加在坡體上，建立和求解平衡方程可得邊坡安全系數(shù)(Wei et al.，2009；Rodríguez et al.，2015)。

極限平衡法的力學(xué)模型簡單，通用性和適用性強(qiáng)，已納入了相關(guān)規(guī)范，廣泛應(yīng)用于工程實(shí)踐中。但該方法不考慮坡體的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，人為假定條塊之間作用力的方向和位置，所得解并不是嚴(yán)格意義上的一個(gè)上限解或下限解(Huang et al.，2017)。當(dāng)巖質(zhì)邊坡中存在多層軟弱夾層時(shí)，該法忽略了夾層間的作用力，而且不能考慮軟弱夾層厚度和多層滑移的影響。軟弱夾層經(jīng)常是潛在滑移面，極限平衡法對(duì)于簡單的含單層軟弱夾層的巖質(zhì)邊坡應(yīng)該是可行的，但對(duì)于含多層軟弱夾層的復(fù)雜巖質(zhì)邊坡，該法可能存在很多不足而必須簡化計(jì)算模型。比如張社榮等(2014)采用Sarma法計(jì)算含多層軟弱夾層巖質(zhì)邊坡的安全系數(shù)時(shí)是將其按加權(quán)平均法簡化為均質(zhì)邊坡。極限平衡法在分析地震對(duì)邊坡穩(wěn)定影響時(shí)存在更多不足，例如不能充分考慮地震波特性和巖體動(dòng)力學(xué)特性的影響，不能分析邊坡的動(dòng)力響應(yīng)特征和模擬軟弱夾層的放大或減震效應(yīng)等。

2.2 塑性極限分析法

塑性極限分析法將滑體視為服從流動(dòng)法則的理想塑性材料，以極限狀態(tài)時(shí)自重和外荷載所做的功等于滑移面上阻力所消耗的功為條件，結(jié)合塑性極限分析的上、下限定理，求解邊坡極限荷載和安全系數(shù)(楊天鴻等，2011)。該法獲得的安全系數(shù)是一個(gè)范圍，即上限解和下限解。目前，針對(duì)含軟弱夾層巖質(zhì)邊坡，主要采用極限分析上限法(劉小麗等，2002；王浩然等，2013；湯祖平等，2014)分析自重狀態(tài)下的靜力穩(wěn)定問題，極限分析上限法的關(guān)鍵是構(gòu)建破壞機(jī)構(gòu)。塑性極限分析法具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚摶A(chǔ)，而且在流動(dòng)法則和能量平衡方面有嚴(yán)格的假設(shè)條件，但這些假設(shè)使得塑性極限分析法在分析含軟弱夾層巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性時(shí)面臨諸多困難，例如如何考慮復(fù)雜荷載、滲流、軟弱夾層厚度和多層滑移的影響(湯祖平等，2014)。

2.3 數(shù)值分析法

數(shù)值分析法已成為邊坡穩(wěn)定性分析的重要方法，尤其是針對(duì)大型復(fù)雜高陡邊坡。目前，含軟弱夾層巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性數(shù)值分析法主要有有限單元法(Finite Element Method，F(xiàn)EM)、有限差分法(Finite Difference Method，F(xiàn)DM)和離散單元法(Discrete Element Method，DEM)。有限單元法主要采用ANSYS、PLAXIS和ADINA，有限差分法主要是FLAC，離散單元法主要有UDEC、PFC和DDA。

有限單元法和有限差分法都是在連續(xù)介質(zhì)力學(xué)理論的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，在處理復(fù)雜幾何邊界條件和巖體非線性問題方面有強(qiáng)大能力。這兩種數(shù)值方法在分析邊坡穩(wěn)定性時(shí)無需考慮太多假設(shè)條件，可以模擬復(fù)雜的地質(zhì)條件和荷載工況，可獲得計(jì)算模型任意時(shí)步，任意位置的應(yīng)力、應(yīng)變和位移等信息，分析邊坡的變形特征和漸進(jìn)性破壞過程(高玉峰等，2015)。此外，有限元單元法和有限差分法還可以聯(lián)合極限平衡法和強(qiáng)度折減法計(jì)算邊坡安全系數(shù)和分析失穩(wěn)模式(許寶田等，2009；張社榮等，2014；劉新喜等，2015；唐穎棟等，2015)。但是強(qiáng)度折減法對(duì)收斂判別準(zhǔn)則、邊界條件和網(wǎng)格尺寸非常敏感，尤其是針對(duì)邊坡三維穩(wěn)定分析，使用這種方法要非常小心(Wei et al.，2009)。有限單元法在解決離散的、非連續(xù)和大變形問題方面不及有限差分法。巖質(zhì)坡體常沿軟弱夾層發(fā)生層間滑移破壞，因此有限差分法在分析含軟弱夾層巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性方面更勝一籌。當(dāng)軟弱夾層很薄時(shí)，如云南省玉溪市研和鎮(zhèn)生活垃圾焚燒發(fā)電廠高邊坡中的泥化夾層最厚僅有3cm左右，這兩種方法對(duì)極薄夾層的模擬可能存在困難，出現(xiàn)難以計(jì)算的問題。

離散單元法是基于不連續(xù)介質(zhì)力學(xué)理論發(fā)展起來的，在模擬巖石邊坡漸進(jìn)破壞過程和滑體運(yùn)動(dòng)學(xué)方面有突出優(yōu)勢。PFC能夠解決含薄夾層等非均質(zhì)各向異性難于計(jì)算的問題。運(yùn)用PFC進(jìn)行模擬時(shí)，需要輸入顆粒的微觀特征參數(shù)，但這些微觀參數(shù)與巖體宏觀參數(shù)沒有對(duì)應(yīng)關(guān)系，必須通過真實(shí)試驗(yàn)和數(shù)值試驗(yàn)對(duì)比和反演微觀參數(shù)，這已成為采用PFC模擬分析的主要障礙。著名學(xué)者石根華于1985年提出的非連續(xù)變形分析法(DDA)是一種嶄新的離散數(shù)值模擬方法，已經(jīng)廣泛用于解決各種實(shí)際工程問題(Zhang et al.，2016)。DDA在大變形和非連續(xù)接觸等方面有明顯優(yōu)勢，不僅能夠計(jì)算邊坡的穩(wěn)定性系數(shù)，而且能夠模擬滑坡的孕育、發(fā)生、發(fā)展至再穩(wěn)定的變形破壞和運(yùn)動(dòng)全過程(Xu et al.，2014；Fu et al.，2017)，是含多層軟弱夾層巖質(zhì)邊坡失穩(wěn)破壞數(shù)值模擬研究的重要手段之一。邊坡失穩(wěn)破壞是從連續(xù)變形到非連續(xù)變形的過程，將連續(xù)介質(zhì)方法與非連續(xù)介質(zhì)方法耦合起來是數(shù)值分析法的發(fā)展趨勢(楊天鴻等，2011)，如FLAC與PFC的耦合(劉蕾等，2014)。

2.4 物理模型試驗(yàn)

研究含軟弱夾層巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的物理模型試驗(yàn)主要有室內(nèi)降雨模擬試驗(yàn)(李龍起等，2013)、模型爆破層裂試驗(yàn)(郝亞飛等，2012)和大型振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)(劉漢香等，2019)。物理模型試驗(yàn)是根據(jù)相似理論制作物理模型，然后進(jìn)行物理試驗(yàn)。嚴(yán)格來講，物理模型要實(shí)現(xiàn)完全相似是不可能的，只能控制某些重要指標(biāo)相似來設(shè)計(jì)模型。例如在振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)中，由于軟弱夾層很薄，彈性模量等力學(xué)參數(shù)比圍巖低很多，軟弱夾層很難滿足相似理論(周飛等，2016)。由于動(dòng)力問題的復(fù)雜性，振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)在邊界效應(yīng)和尺寸效應(yīng)方面仍然存在局限性。雖然物理模型試驗(yàn)還存在某些不足之處，但仍然是含軟弱夾層巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性研究的重要手段之一。物理模型試驗(yàn)不能得出適用于原型邊坡的定量結(jié)論，但能給出定性的規(guī)律性認(rèn)識(shí)，能夠直觀顯示邊坡的變形破壞特征和失穩(wěn)方式，對(duì)邊坡失穩(wěn)機(jī)制研究有重要意義。

3 存在問題及研究發(fā)展趨勢

3.1 存在問題

(1)沒有考慮軟弱夾層的流變力學(xué)特性對(duì)巖質(zhì)邊坡變形破壞過程的影響，分析模型主要集中于含單層軟弱夾層巖質(zhì)邊坡，軟弱夾層的多層滑移現(xiàn)象尚有待今后深入研究。

邊坡失穩(wěn)要經(jīng)歷滑移面的孕育、演化、發(fā)展和貫通過程。含軟弱夾層巖質(zhì)邊坡的復(fù)雜性和特殊性在于軟弱夾層，不同于節(jié)理面，軟弱夾層是一種彈-黏性結(jié)構(gòu)分散體系，具有強(qiáng)度低、易變形和顯著的流變特性(王幼麟等，1982；孫鈞，2007)。巖質(zhì)邊坡在瞬間整體失穩(wěn)前已沿著軟弱夾層經(jīng)歷了長期剪切滑移變形，滑坡體的應(yīng)力場、應(yīng)變場和穩(wěn)定狀態(tài)表現(xiàn)出時(shí)效性，破壞過程顯示漸進(jìn)性(馮振等，2013)。不考慮軟弱夾層的流變力學(xué)特征，難以闡明含軟弱夾層巖質(zhì)邊坡的漸進(jìn)性破壞和穩(wěn)定狀態(tài)演化過程。含多層軟弱夾層的巖質(zhì)邊坡可能產(chǎn)生多層層間剪切滑移，邊坡變形量更大，穩(wěn)定性更差，但既有分析模型主要集中在單層軟弱夾層巖質(zhì)邊坡，沒有研究多層滑移變形破壞過程。

(2)單因素作用(開挖卸荷、爆破震動(dòng)、地震作用、降雨入滲、庫水位變化、地下水等)對(duì)含軟弱夾層巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性影響的研究不全面，多因素耦合作用下巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性是需進(jìn)一步研究的問題。

巖體開挖不僅改變坡體形態(tài)，而且開挖卸荷使得開挖面附近巖體的應(yīng)力重新分布，形成開挖擾動(dòng)區(qū)，引起巖體的力學(xué)特性和質(zhì)量迅速劣化(王瑞紅等，2007)。因此，需從坡體形態(tài)改變、卸荷和巖體力學(xué)參數(shù)劣化方面分析開挖對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響。爆破也是巖質(zhì)邊坡常用的開挖方式，在分析爆破開挖對(duì)巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性影響時(shí)，除考慮上述開挖效應(yīng)外，還應(yīng)考慮爆破過程中爆轟氣體產(chǎn)生的層裂效應(yīng)和爆炸應(yīng)力波的影響(陳明等，2015)。但目前含軟弱夾層巖質(zhì)邊坡開挖穩(wěn)定性研究只考慮坡體形態(tài)改變、卸荷和爆破層裂效應(yīng)。

目前含軟弱夾層巖質(zhì)邊坡的地震動(dòng)力穩(wěn)定性研究主要以簡化三維模型和二維模型為研究對(duì)象，在時(shí)間域研究邊坡位移、速度、加速度和峰值加速度放大系數(shù)的二維分布特征和變形破壞規(guī)律。這些研究是相當(dāng)重要的，但對(duì)于實(shí)際邊坡抗震設(shè)計(jì)應(yīng)用還有一定距離，應(yīng)該繼續(xù)深入開展相關(guān)工作。此外，數(shù)值模擬研究尚未考慮軟弱夾層的動(dòng)力學(xué)特性對(duì)巖質(zhì)邊坡動(dòng)力穩(wěn)定的影響。

降雨入滲和水庫蓄水增加坡體重力，弱化巖體力學(xué)參數(shù)，改變邊坡水文地質(zhì)條件，形成或改變滲流場，產(chǎn)生動(dòng)、靜水壓力，這些都將影響邊坡穩(wěn)定性。目前開展降雨對(duì)含軟弱夾層巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性影響的研究很少(李龍起等，2013)，分析水庫蓄水影響時(shí)僅考慮了巖體參數(shù)弱化。

3.2 研究發(fā)展趨勢

綜合以上分析，今后該領(lǐng)域的研究可從以下幾個(gè)方面開展工作：

(1)以含軟弱夾層的大型巖質(zhì)邊坡為對(duì)象，綜合運(yùn)用鉆探技術(shù)、鉆孔全孔壁光學(xué)成像技術(shù)和三維激光掃描技術(shù)查明軟弱夾層的三維空間分布，構(gòu)建科學(xué)合理的工程地質(zhì)模型，采用室內(nèi)外試驗(yàn)分析軟弱夾層及組合巖體(軟弱夾層+圍巖)的流變力學(xué)特性，以工程地質(zhì)分析原理為基礎(chǔ)，研究含多層軟弱夾層巖質(zhì)邊坡漸進(jìn)性變形破壞和穩(wěn)定性的演化機(jī)制。

(2)深入開展單因素作用下含軟弱夾層巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的機(jī)理研究。

包括：含軟弱夾層巖質(zhì)邊坡開挖擾動(dòng)區(qū)的形成和演化與軟弱夾層的關(guān)系，開挖過程中擾動(dòng)區(qū)軟弱夾層的力學(xué)參數(shù)演變規(guī)律，開挖擾動(dòng)區(qū)與巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的關(guān)系；軟弱夾層對(duì)爆破應(yīng)力波傳播特性的影響，爆破應(yīng)力波、爆破層裂效應(yīng)和開挖卸荷的耦合作用對(duì)巖質(zhì)邊坡動(dòng)力穩(wěn)定性的影響；含軟弱夾層巖質(zhì)邊坡開挖過程的動(dòng)態(tài)仿真分析；分析軟弱夾層的動(dòng)力學(xué)特性，從時(shí)頻域的角度研究軟弱夾層對(duì)巖質(zhì)邊坡動(dòng)力響應(yīng)和破壞特征的影響；耦合連續(xù)介質(zhì)和非連續(xù)介質(zhì)方法，數(shù)值模擬分析含軟弱夾層的實(shí)際工程邊坡在地震作用下的三維動(dòng)力穩(wěn)定性；綜合軟弱夾層力學(xué)參數(shù)弱化、滲流場和動(dòng)、靜水壓力方面，分析降雨對(duì)巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的影響；研究水庫蓄水、庫水位驟變和周期性漲落、大壩泄洪霧化雨作用對(duì)巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的影響。

(3)多因素耦合作用下含軟弱夾層巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性研究。

如地震荷載與地下水耦合作用下軟弱夾層液化對(duì)巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的影響；地震擾動(dòng)區(qū)地震作用與降雨耦合，圍巖震裂，軟弱夾層與圍巖的接觸狀態(tài)受到擾動(dòng)，加快降雨入滲，入滲水沿軟弱夾層頂面流動(dòng)等作用對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響；庫區(qū)含軟弱夾層巖質(zhì)邊坡在降雨和庫水位耦合作用下的穩(wěn)定性。

(4)支擋結(jié)構(gòu)體系加固含多層軟弱夾層高陡巖質(zhì)邊坡的機(jī)理研究。

支擋結(jié)構(gòu)(抗滑樁、錨桿和錨索等)與含軟弱夾層巖質(zhì)邊坡的相互作用，支擋結(jié)構(gòu)的受力特征；地震作用下支擋結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)行為、穩(wěn)定性和抗震效果評(píng)價(jià)；支擋結(jié)構(gòu)體系的協(xié)同作用機(jī)制等。

4 結(jié) 論

(1)含軟弱夾層巖質(zhì)邊坡在工程實(shí)踐中普遍存在，其穩(wěn)定性比均質(zhì)邊坡、不含軟弱夾層的層狀巖質(zhì)邊坡都差。在自重工況下，含軟弱夾層巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定狀態(tài)和變形破壞失穩(wěn)模式主要與軟弱夾層的含水狀態(tài)、抗剪強(qiáng)度、傾角、厚度、間距、層數(shù)和邊坡坡度有關(guān)。

(2)含軟弱夾層巖質(zhì)邊坡的地震動(dòng)力響應(yīng)和變形破壞特征受軟弱夾層參數(shù)、地震波特性和邊坡結(jié)構(gòu)的協(xié)同控制。軟弱夾層的放大或減弱作用也受諸多因素協(xié)同耦合影響，不能一概論之，要具體情況具體分析。

(3)既有含軟弱夾層巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性研究主要以簡化三維模型和二維模型為對(duì)象，聚焦于含單層軟弱夾層巖質(zhì)邊坡，沒有考慮軟弱夾層的流變力學(xué)和動(dòng)力學(xué)特性，含多層軟弱夾層巖質(zhì)邊坡的漸進(jìn)性變形破壞過程和穩(wěn)定狀態(tài)演化機(jī)制是該領(lǐng)域需要重點(diǎn)研究的內(nèi)容之一。

(4)單因素作用(開挖卸荷、爆破震動(dòng)、地震作用、降雨入滲、庫水位變化、地下水等)對(duì)含軟弱夾層巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性影響的研究不健全，仍需進(jìn)一步研究。多因素耦合作用下含軟弱夾層巖質(zhì)邊坡變形破壞過程和穩(wěn)定性將成為未來的研究重點(diǎn)。支擋結(jié)構(gòu)體系加固含多層軟弱夾層高陡巖質(zhì)邊坡的機(jī)理也應(yīng)是該領(lǐng)域應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的研究方向。