震后变形边坡的稳定性评价方法研究

对玉树地震滑坡现场进行了深入调查。主要地震滑坡类型有：整体滑动型、流滑型、碎屑流型、复合型等。影响地震滑坡的因素主要有：震中距离、宏观震中距离、地表破裂距离、地表峰值加速度（PGA）4个地震因子。 研发了竖向加载多层剪切模型箱，并结合振动台进行了试验，研究了在不同峰值的加速度地震波作用下滑带土的抗剪强度参数变化规律及对土体抗剪强度的影响。采用FLAC3D软件对土体的软化特性进行了数值模拟和初步研究，并提出了基于土体软化特性的本构模型。 滑坡在地震中破坏的根本原因是地震波在岩土体中传播时，在滑体和滑床间形成了加速度差，推导了加速度差的计算公式。以青海省玉树机场路三号滑坡为原型，以飞机场强震观测台实测加速度时程曲线为输入，采用传递系数法计算滑坡动力稳定系数时程曲线。 选取玉树机场路滑坡群0#滑坡第七条块为试验原型，设计了20种加载工况开展振动台试验，重现了滑坡的地震失稳过程，测试了滑坡体的地震响应。 定义单元点安全系数为滑带单元抗剪强度与滑面上平行滑动方向的剪应力之比，定义滑坡整体安全系数为单元点安全系数对滑带面积的加权平均值。以2010年4月14日玉树地震中发生的机场路2号滑坡为例，按0.067s的时间间隔计算每一滑带单元的点安全系数。得到了所有滑带单元的点安全系数时程曲线，据此定量评价了地震滑坡的动力失稳机理。 对某一特定的边坡计算模型，采用数值计算方法进行边坡地震响应分析，比较坡体内各点及地面参考点的地震响应，可以获得边坡体的地震加速度峰值放大系数；将加速度放大系数与地面设计加速度的乘积作为该点的水平加速度，采用数值计算方法计算得到边坡的最危险应力状态；拟定系列潜在滑面，分析潜在滑面的安全系数，以评价边坡的地震动力稳定性。 项目完成了预期研究内容，达到了预期研究目标，所得研究成果对促进该领域的科技进步有一定作用。 2100433B

地震中出现明显滑动的地震滑坡的地震稳定性是明确的，天然边坡岩土体材料性质可测，其地震稳定性也容易评价。但对于地震过程中仅出现局部变形的边坡，由于边坡体内部对地震波的动力响应不一致，地震作用下坡体不同位置强度的弱化程度也有差异，震后变形边坡的稳定性较难评价。项目以青海玉树地震中触发的变形边坡为研究对象和工程实例，现场采取岩土体样品进行室内动力测试，研究振动强度对岩土体材料静强度的弱化规律，通过数值模拟和振动台试验，研究地震波在坡体内的传递规律。在此基础上，基于边坡体局部应力分析定义点安全系数。以宏观局部破坏现象为依据，通过宏观破坏现象与点安全系数计算结果相吻合为目标，反演变形部位的强度参数，进而依据地震波在坡体内的响应特性和动荷载对土体强度的弱化规律，反演确定坡体其余部位的强度参数。最终采用三维稳定性计算方法评价边坡的稳定性。据此进行的震后稳定性评价更加符合实际，整治设计也将更加经济合理。

地震液化造成的破坏型式归纳起来有两种，一是地基丧失承载力失稳，二是过大的震后地基沉降变形。在地震中加固后的地基中的超孔隙水压力即使没有达到液化的水平，地基能保持稳定，但在孔隙水压力比较大时，所产生的地基变形仍然可能造成建筑物或构筑物的破坏。本项目对碎石桩加固饱和砂土地基的震后变形特性进行系统的研究，包括不同地震孔隙压力水平时，孔压消散固结变形和沉积变形的计算理论和方法、地基的震后变形与孔隙水压力水平的关系、变形与动力荷载特性的关系（循环荷载、随机地震荷载作用下达到相同孔隙水压力水平条件下的变形特点）、沉降变形与孔隙水压力消散固结的关系、碎石桩加固对地基震后变形的影响、上部荷载对震后沉降变形的影响等。在震后变形计算理论和方法的基础上，建立以震后沉降变形控制为基础的碎石桩加固液化地基设计理论和方法。 2100433B

基于社会变迁研究思路，以汶川地震、云南姚安地震的农村灾区为研究样区，采用回溯性问卷和多次实名跟踪问卷的方法，调查农村居民在震后不同时间点的生产恢复、生活恢复程度，构建灾区时间-恢复率关系的恢复曲线模型，对震后长期恢复重建过程进行定量化表达。对比不同灾区的恢复曲线，辨识恢复过程的主要影响因素，阐释外界因素对恢复过程的正向/反向影响效应，为农村灾后恢复重建管理提供科学依据，提出具有时间阶段特点的灾后恢复重建最优模式。