石碑塬滑坡地震動(dòng)力及液化有限元分析

劉魁 常允良 張韜

0 引言

研究表明:土體在動(dòng)荷載作用下的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系與在靜力作用下的有顯著的不同，表現(xiàn)出明顯的非線性和滯后性，而且隨著動(dòng)荷載振幅及持續(xù)時(shí)間的增大，土體中將逐漸產(chǎn)生動(dòng)孔隙水壓力，使土的強(qiáng)度逐漸降低，在疏松飽和砂土或黃土中，可能還會(huì)出現(xiàn)液化現(xiàn)象。1920年的海原大地震在固原清水河谷南部平緩的二、三級(jí)階地和Ⅳ級(jí)黃土臺(tái)塬上，造成了大范圍的黃土滑移(滑坡)，由于地震液化的影響形成了特殊的波狀流態(tài)化地貌，因此對(duì)該滑坡進(jìn)行地震動(dòng)力有限元分析以判別可能的液化區(qū)域，以及坡體的運(yùn)動(dòng)特征對(duì)滑坡的研究顯得尤為重要。

運(yùn)用加拿大大型巖土分析軟件Geostudio，對(duì)石碑塬滑坡進(jìn)行了地震動(dòng)力分析，對(duì)滑坡的變性特征及潛在液化區(qū)域進(jìn)行了模擬，與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際有比較好的吻合。

1 背景

石碑塬滑坡位于寧夏固原市原州區(qū)彭堡鎮(zhèn)撒門(mén)村石碑塬西北部塬面的傾斜方向上，坡度約為3°～5°，滑坡前緣正對(duì)著營(yíng)城河谷。該滑坡東西長(zhǎng)約2.3 m，南北寬1.2 km～1.5 km，滑坡體平均厚度約14 m，總體積約38 km2。該滑坡物質(zhì)主要以黃土狀土、粉細(xì)砂和含砂黃土組成，因此，從滑坡體的物質(zhì)組成和規(guī)模看，該滑坡屬巨型土質(zhì)滑坡;滑坡前緣推擠形成隆丘、中部呈波浪狀液化流動(dòng)、后緣拉裂下陷保存約2 m寬弧形裂縫，整個(gè)滑移區(qū)表現(xiàn)為波狀起伏、峰谷相間的流滑狀態(tài)，從滑坡變形特征和運(yùn)動(dòng)性質(zhì)分析來(lái)看，該滑坡屬于典型低角度地震液化推移式滑坡。……