基于波动理论的地震荷载对岩质边坡稳定性特性研究

马英泰

(青海建筑职业技术学院建筑工程系，青海 西宁810012)

作者简介:马英泰（1978—），男（土族），讲师，主要研究方向为边坡稳定性等， myt990299tym@.

摘要：为弥补对边坡稳定性研究以静力学极限平衡法为主的缺陷，首先以弹性波动理论为基础，建立边坡不同区域所对应的波函数，然后利用公共边界上的连续条件建立方程组，最后通过动力学方法求解，得到了地震波以不同波数、入射角入射条件下的边坡响应情况，从而进一步评价了地震动力荷载对边坡的稳定性影响。研究结果显示地震波波数、入射角等都会对边坡响应产生不同的影响：波数较小时，地表位移呈准静态特性；随着波数增加，边坡上的位移呈现明显的动态特性，并且变化越来越剧烈；入射波垂直入射时，地表位移幅值始终出现在边坡坡顶处，入射波水平入射时，地表位移幅值出现在边坡迎向地震波的坡脚处。研究结果可为解决边坡动力问题提供参考依据。

关键词：地震动荷载；波动理论；边坡稳定性

中图分类号：TU457 文献标识码：A 文章编号：2095-509X(2020)01-0105-05

随着国民经济水平的不断提高及建设规模的增大，与经济建设息息相关的各行各业几乎都涉及到大量的边坡问题，因此正确评价边坡的稳定性，对于确保生产建设的顺利进行及人民财产安全具有重要意义。作为一个自然灾害较为严重的国家，我国的地震呈现区域分布范围广、频率高等特点，这些特性使得地震诱发的边坡失稳成为主要的地震地质灾害类型。虽然目前对于边坡的静力学稳定（如静荷载、开挖等静力问题对边坡的稳定性分析及影响）研究较多并已取得较多成果，在工程应用中也得到了大范围推广，但对边坡地震动力学稳定性的分析研究相对较少，且已有研究大多是针对抗震设防方面的，其稳定性分析方法较为单一、简单，主要以静力学极限平衡法为主。为弥补这方面的缺陷，本文以弹性波动理论为基础，考虑不同地震作用下的动荷载效应，建立地震作用下边坡响应的相关波动方程，从而评价地震动力荷载对边坡稳定性的影响，以期为解决边坡动力问题提供参考［1-4］。

1波动理论

依据波场分解理论可知：假设地震波从底面垂直向上入射，在边坡的底面和2个侧面的法向和切向临空面可视为分别在边坡的底面和2个侧面设置了不同振动条件的黏性阻尼器和弹簧。正确实现波动输入的方法就是使在边界上施加荷载后的黏性阻尼器、弹簧的应力和位移状态与实际状态相符。

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