改进的不平衡推力法在滑坡地震动力稳定性分析(2)

式中：an为各监测点响应的地震动加速度峰值；a为输入的地震动加速度峰值。从而得到放大系数随每个条块监测点随滑坡高程H变化的关系图，如图4所示，在高程0～50 m范围内，放大系数小于1；在50～200 m内，放大系数为1～1.10；高程超过200 m时，放大系数大于1.10且明显增大。

然后，利用放大系数与输入地震加速度分析滑坡的安全系数。图5所示为传统单值与考虑多点地震作用的不平衡推力法计算的不同地震烈度作用下滑坡安全系数。分析可知，考虑多点地震作用时的安全系数较传统的单值输入方法时降低明显；随着地震烈度的增大，安全系数的差值也随之增大，如在Ⅶ度地震下差值为0.019，而在Ⅸ度地震下差值为0.055。可见，考虑多点地震作用的不平衡推力法较传统的单值输入方法偏不安全。

图4 放大系数随高程变化关系

图5 单值输入与多点输入的安全系数对比

4 动力稳定性评价

图6所示为滑坡各条块的滑面倾角与不同地震烈度下剩余推力，分析可知：

1)滑坡滑面存在明显下滑段和抗滑段。下滑段分布在滑坡后缘，包括第1～8条块，由于这部分条块滑面倾角较大，滑面相对较陡，其下滑力大于抗滑力，对滑坡有向下滑动的作用且剩余下滑力不断增加；抗滑段分布在滑坡中下部，其中第9、10条块滑面倾角为21°、13°，剩余推力急剧降低，对滑坡具有非常重要的抗滑作用，存在明显锁固效应。

图6 不同地震烈度下滑坡条块剩余下滑力

2)各种地震烈度下滑坡均在第8个条块达到剩余下滑力最大值，并且最大值随着地震烈度的增加而增加，增加的幅度也随着明显增加。其中，地震烈度Ⅷ度与Ⅸ度最终剩余推力增加的幅度为3 691.44 kN。

图7所示为不同地震烈度下滑坡的安全系数，根据相关规范[8]，滑坡的安全系数控制值为1.10。分析可知，在地震烈度小于等于Ⅷ度时，滑坡处于稳定状态；地震烈度超过Ⅸ度后，滑坡处于不稳定状态，这与剩余推力分析结果一致。

图7 不同地震烈度下滑坡安全系数

5 结论

针对传统的不平衡推力法处理地震荷载不考虑地震波在岩土体中传播过程中的时空变化，采用单值输入，提出了考虑多点地震作用的不平衡推力法，并针对云南某高速公路典型滑坡，开展了不同地震烈度下滑坡的稳定性分析，主要结论包括：

1)基于传统不平衡推力法及滑坡体地震波传播规律，将每个条块重心点的地震峰值加速度转化为惯性力叠加到滑坡受力体系，形成了多点地震作用的不平衡推力法，算例分析表明考虑多点地震作用时的安全系数较传统的单值输入方法时降低明显，偏不安全。

2)通过分析不同地震烈度下滑坡的剩余推力与安全系数，发现滑坡存在下滑段与阻滑段，且滑坡中部固锁效应明显；滑坡在Ⅸ度地震下极易失稳。

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文章来源：《地震学报》 网址: http://www.dizhenxuebaoqks.cn/qikandaodu/2021/0701/403.html