1、中國(guó)是一個(gè)地震多發(fā)的國(guó)家，地震災(zāi)害居世界之首。汶川地震表明，強(qiáng)震下邊坡失穩(wěn)破壞是最重要的震害形式之一。國(guó)內(nèi)外學(xué)者在邊坡地震穩(wěn)定性分析方面做了大量研究。目前，邊坡強(qiáng)震穩(wěn)定性分析方法主要有擬靜力法、Newmark滑塊分析法、數(shù)值分析法、試驗(yàn)法和概率分析法等。擬靜力法因具有概念簡(jiǎn)單、工程應(yīng)用方便等優(yōu)勢(shì)，在實(shí)際工程中得到廣泛應(yīng)用。但是，傳統(tǒng)的擬靜力法通常預(yù)先假定邊坡滑動(dòng)面的形狀，并引入不同的假定條件減少邊坡穩(wěn)定性分析中求解未知量的個(gè)數(shù)，借助力和

2、力矩平衡方程，計(jì)算出地震下邊坡安全系數(shù)。但是，這類方法并不能真實(shí)的確定出地震下邊坡滑動(dòng)面的真實(shí)形狀。顯然，這類方法具有較明顯的誤差。此外，通常假定主要是水平地震慣性力控制著邊坡地震失穩(wěn)破壞，豎向地震動(dòng)的影響可以忽略。但是，邊坡震害實(shí)例還顯示，豎向地震動(dòng)對(duì)邊坡動(dòng)力穩(wěn)定性影響顯著。鑒于此，本文根據(jù)土的極限平衡理論，通過(guò)理論分析、數(shù)學(xué)解析方法和數(shù)值模擬相結(jié)合的手段，發(fā)展一種能夠準(zhǔn)確地確定邊坡滑動(dòng)面的真實(shí)幾何形狀和位置，以及考慮土體非均質(zhì)性、孔

3、壓效應(yīng)和豎向地震動(dòng)作用的邊坡地震穩(wěn)定性分析與滑動(dòng)面確定方法。本文主要研究工作與取得的若干認(rèn)識(shí)如下：
　　（1）考慮豎向地震效應(yīng)的邊坡臨界滑動(dòng)面簡(jiǎn)化方法：依據(jù)極限平衡理論，借助數(shù)學(xué)解析手段，保證地震中邊坡滿足土體應(yīng)力和運(yùn)動(dòng)學(xué)容許準(zhǔn)則，結(jié)合邊坡變形的幾何相容條件，構(gòu)建出土條的非線性運(yùn)動(dòng)方程組，采用matlab中fslove函數(shù)進(jìn)行求解，建立能夠確定邊坡地震穩(wěn)定性分析與臨界滑動(dòng)面的基本理論與尋優(yōu)方法，得到邊坡運(yùn)動(dòng)學(xué)上容許的最小臨界加速度

4、，確定出邊坡臨界滑動(dòng)面。應(yīng)用土體強(qiáng)度參數(shù)加權(quán)平均方法考慮土層分界處邊坡的潛在失效機(jī)理，運(yùn)用平均孔壓比法計(jì)算土體孔壓影響效應(yīng)，將上述方法拓展至可考慮土體孔壓效應(yīng)的非均質(zhì)土質(zhì)邊坡中。最后，構(gòu)建了可考慮豎向地震動(dòng)對(duì)邊坡穩(wěn)定性分析與臨界滑動(dòng)面確定的解析方法。
　?。?）采用土的彈－塑性多屈服面模型，以及水土動(dòng)力耦合的有效應(yīng)力原理，通過(guò)自由場(chǎng)邊界條件模擬人工邊界，同時(shí)為了土體液化分析采用土的兩相介質(zhì)理論，建立了可考慮土體液化效應(yīng)的三維有限元

5、分析模型與相應(yīng)的計(jì)算方法，并驗(yàn)證擬建立分析方法的正確性；據(jù)此開發(fā)了界面友好的前后處理界面的計(jì)算平臺(tái)SlopeSAR，分析了強(qiáng)震下邊坡的動(dòng)力響應(yīng)特征。
　?。?）最后，通過(guò)三維有限元方法計(jì)算結(jié)果檢驗(yàn)簡(jiǎn)化方法的正確性，并開展簡(jiǎn)化方法在邊坡地震穩(wěn)定性分析與滑動(dòng)面確定的中應(yīng)用工作，重點(diǎn)討論了簡(jiǎn)化方法中求解非線性方程組的方法的收斂性。同時(shí)，研究了土體強(qiáng)度對(duì)邊坡臨界滑動(dòng)面的影響，考察了水平增量Δx對(duì)單個(gè)土條滑動(dòng)面和邊坡整體滑動(dòng)面影響，分析了孔