关于地震边坡稳定性的工程地质研究

李明坤

（云南地质工程勘察设计研究院云南昆明650041）

关于地震边坡稳定性的工程地质研究

李明坤

（云南地质工程勘察设计研究院云南昆明650041）

工程地质研究工作中的一个核心内容就是边坡稳定性研究，工程地质的定性分析对于地质条件复杂的地震边坡稳定性是由一定指导意义的。对于以前，我们很少使用工程地质的方法研究地震边坡，本文对地震边坡的稳定性评价以及边坡稳定性的影响因素进行简单的分析，边坡发生失稳的机制进行简单的探讨。

地震边坡稳定性工程地质研究

1　影响地震边坡稳定性的相关因素分析

1.1地质背景因素

边坡所处的大地构造单元对边坡的影响非常大，它直接关系到了边坡的地质活跃程度以及地震可能发生的几率以及强度。区域性大断裂主要有两方面的影响，一方面断裂带能有效的屏蔽地震波的动能量，降低地震强度，另一方面断裂带一般都是震源的所在地，并且断裂带的岩体呈破碎状，自稳能力较差。对于边坡来说，当其位置处于屏蔽作用一侧时，边坡的稳定性较好，反之则失稳的几率就要大很多。

1.2岩体的结构类型因素

对于边坡来说，由于岩体结构因素的影响，造成边坡也不是一体的，它是由不同的结构面以及结构体构成的。一般都是以下几种构造类型：块状、镶嵌、碎裂、层状、层状碎裂以及散体结构等类型。不同的结构面对地震时所产生的变化也是不同的。块状岩体整体性好，因此在地震时变形较小，不易发生失稳破坏的现象；镶嵌结构在发生地震时岩体可能会产生局部的坍塌，不易发生大的失稳；碎裂结构在发生地震时反应较大，如果地震较强烈，则会产生小规模的滑动；对于散体结构来说，地震时则有可能产生大规模的崩塌现象。土质边坡一般都是散体结构，地震发生时极易发生失稳现象。

1.3岩性的组合因素

不同的岩性对边坡失稳的影响也不相同。页岩、泥灰岩、粘土等不同岩性组合的影响具有以下的特点：（1）抗风化能力差，风化作用下产生的颗粒有很高的崩解性、亲水性等特点；（2）这种地质中的软岩层抗剪能力差，遇水时就会泥化，造成抗剪能力更低；（3）由于不同岩性的组合也使得它们构成的软层既能是吸水层又能是隔水层；（4）干湿交替使得岩体就有了较高的收缩性，进而扩大了岩体间的缝隙。这些因素使得边坡失稳的发生几率提高了不少。

在地震强度不同时，不同岩性所产生的反应也是不同的，根据多年的调查，我们发现绝大部分的滑坡都发生于松散堆积体中，岩石发生的现象较少。对于我们国家的地震带来说，南方的丘陵地区以及北方的黄土高原，在发生地震时易产生滑坡现象，这是由于粘土及饱水质的细沙抗剪能力差造成了滑坡的现象。

1.4地形因素的影响

地形地貌因素对边坡的稳定性影响主要是表现在这两个方面：（1）边坡的高度以及坡度因素；（2）边坡的坡形。后者造成的影响要小于前者的影响。

在对历次地震的观测中我们也能发现，地震的动幅值以及频谱会受到边坡高度的影响。在1973年时日本的高野秀夫对斜坡地震持续的观测中发现：（1）在斜坡上的地震烈度要比谷底的地震烈度大1°左右；（2）如果角度超过15°的话，山体的上部与下部对不，局部谱段对比，高低差达到7倍，（3）黄土阶地与底部对比，幅段值要高出底部大约在4倍左右。1987年王存玉的振动模型试验能够表明：边坡顶部对振动的反应幅值较之边坡底部存在明显的放大现象(垂直向放大)，边坡的边缘部位对振动的反应幅值较之内部(处于同一高度上的两点比较)也存在放大现象(水平向放大)。我们的科技人员已经在长期的地震观测中总结出不同的经验，虽然不同的试验以及不同地区的观测结果都存在一定的差异性，但是，这些数据都证明了地震发生时边坡高度对边坡稳定性的影响作用。

对于坡度的影响来说，我们在云南历次的地震资料中也能发现坡角与地震滑坡存在的关系，对于滑坡现象来说，一般发生在30°～50°的斜坡，而20°以下以及50°以上发生的几率就要小很多；崩塌的现象则绝大多数存在与30°以上，其中50°～70°之间发生的几率最高，到了80°以上则很少存在。

2　边坡工程地质模型

确定边坡地质模型对研究边坡的稳定性有很大的帮助，对于边坡模型来说，一般都是根据其地质的条件来确定的。常见的边坡模型主要有三种：反倾型、水平层状型以及顺倾型，同时需要注意的是这三种模型是不能代表全部的边坡地质情况的。我们根据不同的边坡类型以及统计的资料可以对其进行归纳整理为两种类型：存在明显控制性结构面的边坡、不存在明显控制性结构面的边坡。

3　边坡失稳时的破坏形式

不同的边坡构造所发生的的破坏形式也是不同的，总结起来有三种破坏形式：曲面滑动、平面滑动和倾覆破坏。这三种形式的总结是建立在静力情况下分析的，对于动力荷载则没有进行考虑，如果我们考虑到坝坡以及黄土边坡等存在动荷载的情况时，这就有些不适应了，这样破坏形式又能分成滑动型、崩塌型、层体弯折以及塑性变形等四类。如果参考液体影响的话，这也是不适用的，因此，我们参考有关资料重新对边坡的失稳形式分类，如下表：

边坡破坏形式分析表

4　总结

综上所述，我们能够知道在发生地震时，边坡的失稳一般受边坡的岩体构造、地质背景以及边坡形状等因素影响。同时，根据不同的边坡工程地质模型能够有效的对边坡的稳定性进行有效的研究，研究表明有明显控制性结构面及无明显控制性结构面的边坡分类器破坏形式各不形态，前者表现为顺层边坡、层状边坡等形式，后者表现为散体结构等类型的边坡。

[1]丁彦慧..《中国西部地区地震滑坡预测方法研究（硕士学位论文）》[D]．《北京：中国地质大学》，1997．

[2]孙玉科姚宝魁.《我国岩质边坡变形破坏的主要地质模式》[J].《岩石力学与工程学报》，1983，2（1）：67～76.

[3]孙玉科牟会宠，姚宝魁..《边坡岩体稳定性分析》[M].《北京：科学出版社》，1988.

P642[文献码]B

1000-405X（2015）-7-310-1