浅析地震边坡稳定性的工程地质分析

浅析地震边坡稳定性的工程地质分析

地震边坡的稳定性，是工程地质分析中的关键问题。因为地质环境的多样性，以及对地质信息的不够了解，所以工程地质的科学定性与分析能够在地质环境多样的边坡工程中，发挥出极其重要的作用。

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四川汶川地震，青海玉树地震，云南鲁甸地震等国内多次重大地震灾害，引发地质学者对地震影响条件的研究。引发地震的诱因具有非常多的因素，其中最广为人知的就是地壳运动引发的地震。经过地质学者对地震灾害的深入研究，地震边坡的稳定性讨论逐渐成为地质学者们研究的核心问题。无独有偶，水工环工程领域，岩土工程领域，同样对地震边坡的稳定性问题极度关注。可以说，这是地质工程领域共同的研究难题。

1地震边坡稳定研究的意义

曾经在对地震边缘的稳定性研究中，从来没有通过工程地质领域的视角，去进行深度的研究。事实上，水工环工程研究，岩土工程研究，地震工程研究与地震边缘稳定性的工程地质研究，都是地质工程领域内的核心研究问题。

本文将探讨一下测量地震边坡稳定性的试验，以及评估地震边坡稳定性的方式。然后分析出地震边坡的稳定性，及在何种地质环境中，会出现的不稳定性现象，最终归纳出影响地震边坡稳定性的因素。

2测量地震边坡稳定性的试验方法

2.1通过分析土质强度的方法测量稳定性

通常情况下，地震会造成边坡稳定性的变形。在模拟的地震环境中，对边坡的土质结构强度经行试验。测试边坡的土质结构强度，是否出现强度明显变化的现象产生。如果试验的结果没有表现出明显变化，边坡的稳定性就不会应为地震的影响而出现严重的移位问题。

2.2通过模拟地震试验的方法测量稳定性

在按现实边坡的比例作出的微缩模型上，通过模拟地震，来测量记录地震对边坡稳定性产生的影响或变化。从而判断取本、取样边坡的稳定性是否会在发生地震中受到影响，发生永久性位移。

2.3通过拟静试验的方法测量稳定性

拟静试验就是模拟地震环境，通过简化水平恒定加速作用和竖直方向的恒定

加速作用，使地震产生的力作用在恒定加速的两个方向上的拟静荷载因子。（如图1所示）通过拟静荷载因子在地震产生的力的作用下，可以分析出三种重点数据：①地震的震动系数;②地震环境中的硬体反映数据;③地震环境中，硬体的粘弹反映数据。

2.4通过地震边坡的稳定性数据来评估

在地震边坡的稳定性数据指标中，安全系数的大小，稳定平衡的比例，永久位移的尺度，都是用来评估边坡稳定性的重要数据。

2.5通过分析边坡在地震中出现不稳定性的概率方法

在地震中的环境中，影响边坡产生不稳定显现的原因有许多。必须全面参考地震环境中存在的各种参数，以及在复合情况下的相互抵消与相互催化等情况。通过对这些数据的反复比对和研究，可以得出边坡在不同地震环境中，出现不稳定性现象的概率。

3地震环境中对边坡稳定性产生影响的因素条件分析

3.1边坡所在地质地总体环境影响。

边坡位置周围的总体地质环境，主要包括：地质结构，以及是否存在大面积的地层断裂现象;边坡位置的地质结构，对边坡的地质演化起到重要作用;了解边坡区域内的地质环境，气象环境，岩土结构及强度。以上对判断边坡地质演化的程度，速度，能够承受地震的强度及震波频率，均具有重要参考价值。

边坡附近如果存在大面积的地层断裂现象，那么将对边坡的稳定性产生“正反”两种影响。

良性方面的影响是指大面积的地层断裂结构，将对地震时产生的地震波动，起到如同盾牌一样的保护作用。能够最大限制的抵御地震带来的震动幅度与强度。

恶性方面的影响是指大面积的地层断裂结构，的确能够对边坡的稳定性起到保护作用，但不能忽略的是，大面积的地层断裂结构，自身就是产生强烈地震的根源。当这样大面积的地层断裂结构，自己成为地震的震心时，地层断裂部分会出现大量的岩石碎片，对周围岩土进行破坏。这样的现象发生时，边坡本身的稳定性就会受到最大程度的削弱。

大面积的地层断裂结构对边坡的影响，最终由边坡的具体位置来决定。

当边坡的位置，在断裂结构的夹缝中时，因为断裂结构两面的保护，地震的震动幅度与强度，将会被抵御，最大限度地保证边坡的稳定性。

当边坡的位置在断裂结构外的一侧时：如果地震的震动是从断裂结构的那次变化传来，边坡的稳定将会比在断裂结构的夹缝中所受到的影响还要少。原因是同侧两道断裂层是最有利的保障;相反，如果地震的震动是从无断裂结构保护的方向传来，那么边坡在失去断层结构的保护后，稳定性将会出现最大幅度地降低。

最后，边坡的位置无论位于断裂结构的何种位置，当断裂结构自身成为地震核心时，边坡的稳定性都将受到巨大威胁。

3.2单元结构不同的边坡对抗地震的稳定性也不同

边坡的单元机构不同，在地震环境中的稳定性表现也不相同。由菱形岩土结构形成的边坡，密度大，硬度高。因为在地震的震力作用下不会变形，所以具有很高的稳定性。而镶嵌岩土结构形成的边坡，在地震环境下会出现小范围的滚落及塌陷。不过没有出现过大面积边坡失衡的现象。碎裂岩土结构形成的边坡，在地震环境中会出现剧烈震动的现象。并且会受到地震的影响而出现边坡松动，崩塌，落石等情况。层状岩土结构形成的边坡，在地震环境中同样会出现滑动现象的出现。不过对于散体岩土结构形成的边坡，在地震环境中最容易出现大面积的滑动与崩塌，可以说稳定性相对较差。

3.3岩性结构对抗地震稳定性的分析

针对岩性在地震环境下对稳定性的影响，可得出这样的结论：在边坡出现滑坡现象时，滑坡的范围，速度，频率，程度，都与岩性有关。边坡的岩性不同，出现的滑坡情况也不相同。根据对岩土的分析，得出以下观点：

（1）不同岩性的岩土，在抗风化，结构黏性，膨胀性，解体性上都显示出非常巨大的差异性。

（2）不同岩性的岩土，从风化后的演化物来分析，却又拥有高度的相似性。比如，无论哪种岩性岩土，在抗剪性方面都很脆弱;在水湿润后都会立即出现表层软化和泥化现象。并且形成非常薄的粘粒层。

抗剪强度公式：

（3）在干燥环境与潮湿环境反复交替的条件下，岩土自身的收缩性迫使岩土裂痕从内本向外迅速崩裂，并且快速扩散。这与地表水，地下水对边坡结构的破坏方式极为相似。所以这也是出现滑坡现象的原因。一般情况下，这种极易出现的滑坡现象和边坡，被喻为“易滑地层”。岩性结构的不同，在地震中所表现出来的现象也不相同。在常见的地震等级环境下，不同的岩性机构，所产生的地震波频加速度，地震的振幅范围，都会出现不同的情况。经过统计分析：93%的边坡失稳，是在松散的岩土构成中发生的。

3.4边坡在自然环境中受到的影响分析。