某边坡地震工况下的稳定性数值模拟分析-防灾科技学院学报.PDF

第１７卷第１期 防　 灾　 科　 技　 学　 院　 学　 报 Ｖｏｌ.１７ꎬＮｏ.１ ２０１５年３月 Ｊ. ｏｆ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｄｉｓａｓｔｅｒ Ｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎ Ｍａｒ.２０１５ 某边坡地震工况下的稳定性数值模拟分析 秋　 实ꎬ左三胜 (成都理工大学环境与土木工程学院ꎬ四川 成都　 ６１００５９) 摘　 要:地震是引起边坡失稳的重要因素之一ꎬ文章以怒江上游干流左岸一边坡为例ꎬ利用Ｆｌａｃ３Ｄ软件对其 在地震工况下的稳定性进行了数值模拟分析ꎮ 通过对比得出:在天然工况下ꎬ边坡塑性区域分布范围较小且 零星ꎬ剪应变增量和位移场分布均合理分布ꎬ边坡处于稳定状态ꎻ在地震工况下ꎬ塑性区域形成贯通面ꎬ剪应 力增量集中分布在基岩与变形带分界面ꎬ并且位移大幅增加ꎬ此时边坡处于失稳破坏状态ꎮ 文章对揭示边坡 在地震作用下失稳机制提供有益参考ꎮ ３Ｄ 关键词:数值模拟ꎻＦｌａｃ ꎻ稳定性分析ꎻ地震ꎻ 中图分类号:ＴＵ４５７　 　 　 　 　 　 文献标识码:Ａ 文章编号:１６７３－８０４７(２０１５)０１－００４７－０６ 宽约３１０ ｍꎬ纵向长约３９５ ｍꎮ ０　 引言 边坡与基岩分界线除几处崩塌堆积外清晰可 边坡失稳是我国常见的地质灾害之一ꎬ地震 见ꎬ深部根据变形体裂隙张开度、密集程度、变形 又是引发边坡失稳的重要因素ꎮ 我国地处环太平 岩体完整性、勘探平硐的自稳性ꎬ可分为强、弱变 洋和地中海—喜马拉雅地震带之间ꎬ是个地震频 形带ꎮ 强变形带物质结构较松散ꎬ硐室自稳性差ꎬ 发的国家ꎬ同时我国又是个多山区的国家ꎬ所以对 该段的勘探平硐基本需要支撑才能保证稳定ꎬ弱 地震环境下边坡的稳定性研究就具有了非常重要 变形带结构比较紧密ꎬ硐室基本稳定ꎬ一般不需要 ３Ｄ 的理论意义与实践意义ꎮ Ｆｌａｃ 软件在岩土工程 支护ꎮ 平均厚度７５ ｍꎬ其中强变形带平均厚度 分析中得到广泛的应用ꎬ尤其在非线性动力分析 ３０ ｍꎬ弱变形带平均厚度４５ ｍꎬ规模为９１８ ×１０４ ３ 中ꎬ由于其采用混合离散的方法加上显式拉格朗 ｍ ꎮ 岩土体物理参数经市内土工试验得出ꎬ如表 日算法模拟塑性破坏与流动ꎬ使得模拟结果更加 １所示ꎮ 趋近实际ꎮ所以文章以怒江左岸一边坡变形体为 此变形体地处河谷深切地带ꎬ其临空面岩体 例子ꎬ通过加载地震波加速度时程曲线ꎬ利用 发生强烈卸荷回弹作用ꎬ形成应力集中现象ꎬ形成 ３Ｄ Ｆｌａｃ 软件进行数值模拟ꎬ分析其动力响应ꎬ预测 许多卸荷与拉张结构面ꎮ 地应力研究表明此变形 其稳定性ꎮ 体最大主应力方向与岸坡斜交ꎬ高水平的地应力 也为变形体提供了良好的应力条件ꎮ １　 工程地质概况 此变形体所在区域位于藏中地震带内ꎬ南端 此边坡位于西藏林芝地区察隅县察瓦龙乡境 进入滇西地震带ꎮ 所处区域新构造运动强烈ꎬ表 内的怒江干流左岸ꎬＮＥ５５°山脊西南端边坡部位ꎬ 现为强烈的大面积间歇性隆升和块体的侧向滑移 总体上为斜歪起伏的山脊ꎬ上部为变形斜歪的山 及块体边界断裂的走滑位移活动ꎮ 脊ꎬ中部