爆炸地震动作用下边坡滑动评价方法研究

The blasting and seismic loads are often countered by development of Water Conservancy and Hydropower Engineering and traffic and Railroad and National Defense. This Program based on depth analysis of sliding mechanisation of slope is pointed out that the stability of slopes under blasting and seismic loads according to the property of external load of slope should be assessed from three aspects, i.e. the trend of dynamic factor of safety of slide，the dynamic fracturing and sliding of potential sliding surface，and the particle vibration velocity of key points in slopes. The dynamic factors of safety are analysized based on reliability ,so it will chang the questions of under estimating or high estimating the stability of slope based on minimum or average dynamic factor of safety. The optimization of Shear Strength Parameter by fuzzy neural network will be used to computer the factor of safety avoiding of the questions of plastic distortion and inexact of factor of safety. The limit equilibrium method based on the assumption regarding the distribution of normal stresses over the slip surface will be applied and further developed to calculate slope stability under blasting and seismic loads avoiding of non-unique of factors of safety conventional limit equilibrium method based on various assumptions. The key points of slope by selected based on Goldstein-Price method are more rational and exact than engineering experience avoiding of missing par of points selected by experience.Study on the safety of slopes under blasting and seismic loads is engineering value and scientific significance because it offer important theoretical dates to assure the safety of slope engineer and the national Development Strategy.

爆炸地震动是水利水电、交通、铁路、国防等工程开发中经常遇到的问题。本项目在深入分析引起边坡滑动的机理问题的基础上，根据边坡外荷载特征，从滑体动安全系数走向、潜在滑动面单元稳定性及边坡关键点的质点振动速度3个方面来研究爆炸地震动作用下边坡稳定性问题。利用可靠度理论对动安全系数的选取进行分析，改变传统的选取最小或平均值动安全系数引起低估或高估边坡稳定性问题；利用遗传算法的模糊神经网络方法优化抗剪强度参数，避免采用同一折减系数会造成塑性区失真和安全系数关系式不精确问题；利用修正的滑面正应力分布评价滑坡体单元的稳定性避免传统条块法假设过多造成安全系数不唯一问题；利用Goldstein-Price修正方法搜索边坡关键点，改变传统选取方法遗漏滑坡关键点问题。项目的实施对爆炸地震动作用下边坡稳定性确定提供了重要理论参考价值，对于确保岩土边坡工程安全，保障国家大开发战略实施，具有极其重要的经济和社会意义。

爆炸地震动是水利水电、交通、铁路、国防等边坡工程中经常遇到的问题。爆炸地震动的频繁作用使边坡原有裂隙、层理产生扩张或错动，降低了结构面的抗剪性能，减小了摩擦阻力，引起边坡内部的破坏，导致边坡失稳。开展爆炸地震动作用下边坡稳定性研究，对于减小爆炸地震动诱发的灾害，确保工程边坡安全，具有极其重要的经济和社会意义。项目从理论研究、数值计算、工程应用三部分对该问题进行了研究，取得的成果如下：. 第一、根据爆炸地震动荷载作用下边坡稳定性影响因素的不确定性，及各主要因素之间的高度非线性关系，利用模糊综合评判法、Monte-Carlo 法、神经网络法、DEA数据包络分析法对爆炸地震动荷载作用下边坡的稳定性进行研究，判断边坡稳定性情况。这些方法在工程实例分析中简单实用，易于编程，显示出较好的可靠性。. 第二、假定滑面正应力分布为含有待定参数的修正函数，推导出爆炸地震动荷载作用下二维边坡的所有力和力矩平衡方程，并验证计算方法的可行性，说明爆炸地震动方向及强度对二维边坡安全系数的影响。研究结果表明相同爆炸地震动荷载强度下，当爆炸地震动荷载方向与水平轴正方向夹角为90º～270º时，对边坡稳定性有影响，且在180º时影响最大；相同爆炸地震动荷载方向上，随着爆炸地震动强度的增加，边坡安全系数逐步增大或减小。. 第三、假定滑面正应力为含有待定参数的修正函数，推导出爆炸地震动荷载作用下三维对称边坡的水平方向、垂直方向及绕旋转轴的力和力矩平衡方程，通过工程实例证实了计算方法的可行性，说明了爆炸地震动荷载方向及强度与三维对称边坡安全系数的关系。研究结果表明相同爆炸地震动荷载强度下，当爆炸地震动荷载方向与水平轴正方向夹角为90º～270º时，对边坡稳定性有影响，且在180º～225º时影响最大；相同爆炸地震动荷载方向上，随着爆炸地震动荷载拟静力系数的增加，三维对称边坡安全系数逐步增大或减小。