[摘要]边坡稳定性是研究工程地质的核心,由于受到地质自身复杂性以及人类认知水平的影响,工程地质的研究分析对于边坡稳定性评价具有很大作用。本文简要分析了在地震作用下影响边坡稳定性的相关因素,并对边坡动力的失稳机制进行探讨。 

[关键词]地震 边坡 稳定性 工程地质  
  1地震作用下影响边坡稳定性的关键因素 
  1.1地形地貌影响 
  边坡所处的地形地貌对边坡动力稳定性的影响主要表现在两大方面:一方面是对边坡的坡度以及高度的影响,另一方面是对边坡坡形的影响,其中边坡的高度和坡度的影响要明显大于边坡坡形的影响。 
  在对已有的强地震观测结果来看,地震频谱和动幅值会随着地形高低而发生变化。在卡格尔山山上以及山脚两点的强烈余震速度观测记录发现,山顶部位地震持续的时间明显要大于山脚,放大的效果也更为的显著,此外,速度、加速度、位移三个变量的放大效果也不尽不同。外国地震学家曾经做出过观测,发现斜坡上的地震强度要比谷底大约增加了1°;在角度大于15°的圆锥形山体上部和下部的位移幅度相比,部分谱段值增加了近乎7倍;黄土阶地要比底部的幅值大4倍左右,要比离开坡阶边缘25米之外的水平地区大2倍左右。我国著名科学家王存玉曾经在振动模型实验中发现:边坡顶部由振动而产生的反应幅值和边坡底部相比较来说会有非常明显的放大。通过精准的数值分析之后,同样也发现了这一特点。虽然我们无法明确得出地形影响的数值范围,但是这些资料都佐证了高度对地震的影响。 
  在关于坡角影响因素的研究中,丁彦慧曾经通过对昭通和炉霍两个方面的地震资料进行归纳总结,并得出了坡角与地震滑坡之间的关系曲线,具体内容可概括为以下几点,首先是角度大于50°以及角度小于20°的地区发生滑坡的概率较小,很多滑坡事故都是出现在斜坡角度在30°-50°之间,同样地震造成的崩塌也大都发生在斜坡角度在30°以上的地区,尤其是50°-70°之间的最多。 
  边坡的坡形直接影响着边坡的动力稳定性。按照整体形态将边坡的坡形划分为三部分,分别是凸坡、直线坡和凹坡。震后的相关资料显示,直线形的斜坡发生崩塌和滑坡事故的可能性要低于凹坡和凸坡,并且大都是在坡度变化点周围,特别是在凹坡部分,出现滑坡和崩塌的可能性最大,这一结果和静力作用下的边坡稳定性存在很大差异。 
  1.2地质环境的影响 
  边坡所处的大地构造与工程地质有密切关系。一方面体现在边坡地质发育上,另一方面体现在边坡地层结构、地质演化过程中新构造的运动和边坡受到的地震影响上。 
  而边坡稳定性受区域性大断裂的影响也是有利有弊的。积极作用表现在是断裂带能够降低地震的作用强度,不利的是区域性大断裂是强震源所在地,并且会降低边坡自稳能力。那么判定单元和区域性大断裂发育状况与它的地质背景区域大断裂到底对边坡影响有利还是有弊,则取决于边坡自身位置。位于震源分处断裂带两侧的边坡有由于断裂带对地震波的屏蔽作用会使边坡失稳性降低。反之位于与震源同一侧断裂带的边坡,尤其是在震源带上的边坡,其失稳性就会提高。在滑坡密集且呈带状分布的地方就是受地域性区域大断裂影响,并且座位地震波反射界面的区域大断裂也会使与震源一侧的边坡受到较复杂地震影响,因此造成失稳性影响;由此可见,边坡的位置,发育状况以及稳定性受到大地单元和大断裂的复杂影响。 
  1.3岩性组合的影响 
  岩性组合对地质灾害的程度有很大的决定性,不同的组合所造成的危害不同,在地震中,不同的岩土性质对地震的反应不同,造成的滑坡程度不同。易造成滑坡的岩石主要有粘土,泥岩,页岩,石灰岩以及他们的变质岩等一些岩性软弱,易风化的软岩和一些硬岩组成.他们结构松散,抗剪强度和抗风化能力较低,在水的作用下其性质能发生变化,遇水湿润后即产生表层软化和泥化,有很高的崩解性、亲水性和膨胀性。松散堆积中,一些软硬相间的岩层所构成的斜坡发生滑坡的可能性较大,它们的风化碎屑产物以及外来堆积层都极易滑动,产生滑坡。在地震力的作用下,我国南北方向的地震带(黄土高原及丘陵地区)比较容易发生滑坡和崩塌。 
  2对边坡动力失稳机制的研究 
  意外地震对于边坡稳定性产生的伤害是巨大的,其影响主要表现在两大方面,分别是触发效应以及积累效应;前者就是说地震发生之后对边坡的中软层造成触变液化后果或者是使那些临界状态的边坡造成瞬间失去稳定性的现象;而后者就是因为地震而产生的一系列土质伤害,主要包括有空隙中、破裂面水压升高,边坡的岩体结构逐渐松软等现象。 
  胡广韬曾经提出坡体的波动震荡加速效应假说,他认为因自然界的孕育而发生的地震虽然会出现地震波动作用不一、强弱不同等情况,但是它对于任何的斜坡都会产生影响。当天然形成的斜坡接近极限平衡的状态时,地震产生的惯性力会导致滑坡体迅速下滑,这种效应被他称为坡体震荡加速效应。 
  一般情况下,边坡在强烈的地震作用下会产生两种作用:首先因地震而产生的超静孔隙水压力迅速增大和累积的作用;其次地震惯性力的作用。在这两种作用的影响下,边坡沿着滑动面的抗滑力将会减小、下滑力增大。针对一些土质边坡来说,在孔隙水压力的作用下,会出现液化流滑的现象,产生较大的永久移位,这就导致边坡失稳。换句话说,地震产生的超静孔隙压力作用以及地震惯性力作用是边坡失稳的根本性原因。 
  针对不同的边坡破坏类型,导致边坡失稳的主要原因也不同,但一般来讲,塑性流动失稳破坏类型是由于孔隙水压力的累计作用;层体弯折型是由于地震惯性力作用;而滑动型破坏则是这两种作用共同作用而产生的。 
  3结语 
  在对历史经验进行总结的基础上,我们可以将地震作用下的边坡稳定性的影响因素总结为:边坡的地形地貌、地质环境、岩层组合等。以岩体结构控制的观点为基础,可将边坡的工程地质模型总结为两类:有明显的控制性结构面的模型;无明显的控制性结构面的模型。前者主要包括顺层边坡、水平层状边坡、反倾边坡,还包括滑坡体以及由基岩与厚覆盖层组成的边坡;后者主要包括无明显控制性结 构面的节理裂隙化岩质边坡以及均质土坡。 
  参考文献 
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  [2] 王俊杰,陈锦璐. 阶梯型均质土坡的稳定性分析[J]. 水电能源科学. 2011(01). 
  [3] 俸锦福,郝勇,颜丙山. 边坡稳定性分析理论及方法综述[J]. 中国水运(下半月). 2009(07).