震裂斜坡岩体质量评价方法研究

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地震会造成斜坡发生崩塌、滑坡等地质灾害,同时,也会造成坡体震裂损伤,使岩体变得松动,完整性被破坏,从而降低了坡体的稳定性。大量震裂损伤的坡体是震后次生灾害发生的主要源头,对生命财产造成重大威胁。因此,合理的评价震裂斜坡的岩体质量,对坡体的安全治理尤为重要。本文以九寨沟地震震后130余个震裂斜坡为基础,分别对震裂斜坡的震裂缝发育特征进行分类,总结震裂斜坡结构面的变化特征,以及震裂岩体的宏观变形特征。分析现有的边坡岩体质量分级方法RMR和SMR方法,参考CSMR法的修正方式,结合震裂斜坡的震后特征,提出了适合震裂斜坡的岩体质量评价ESMR法。对九寨沟震后典型的顺层、反倾以及斜向震裂斜坡调查分析,将震裂斜坡的裂缝特征划分为横坡型、贯穿型、顺坡型以及表面型四种类型,其主要分布于斜坡顶部、陡缓交界处以及山脊部位,震裂缝一般具有延伸性较长,张开度较大的特点。震后斜坡的渗透性增强,属于强透水段。震裂斜坡结构面张开程度普遍增大,结构面间为无填充或少量填充碎屑,随着高程的增加无填充型结构面的数量逐渐增加。分别对不同岩性的试样进行室内动单轴试验,随着加载频率的增大,其强度折损逐渐增大,但不同岩性的试样,强度折损不同。采用数值模拟分析了地震作用下,不同地层岩性坡体的位移以及加速度响应规律,得到了软岩的位移以及放大系数均大于硬岩坡体。设计地形地貌的中坡高、坡度、坡面形态以及临空面等因素的拟水平正交试验,采用数值模拟手段分析了地震作用下斜坡的位移以及放大效应特征,得到各因素对坡体变形量的影响从大到小分别为坡度>坡高>坡面形态>临空面。采用层次分析法,由坡体的高度、地形坡度、坡面形态、临空面、地震烈度、坡体结构以及地层岩性等因素,建立了斜坡震裂损伤评价体系ESSD,进而引入了震裂损伤修正系数α。由震裂斜坡的结构面特征,修正原有的结构面系数β。最后,在SMR法的基础上,由震裂损伤修正系数和结构面修正系数,提出了适合震后坡体岩体质量评价ESMR法,并采用九寨沟地震震后地灾调查样本进行校验,ESMR法的评价结果更接近边坡的真实状态。
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