相较地震后的边坡土体沉降、开裂、滑坡等危害,边坡落石危害更为严重,不容忽视。2008年汶川地震导致铁路沿线边坡碎裂岩体(或堆积体)沿着结构面或岩土层与基岩接触面滑动,导致大量岩块塌落。2012年云贵地震,在云贵交界处发生崩塌61处,导致道路不断被堵,并造成边坡底部大量房屋被摧毁,如图3.23所示;2013年雅安地震诱发了大量的崩塌滑坡,公路和铁路两侧边坡发生了大量的崩塌(落石)等地质灾害,如图3.24所示。
图3.23 云贵地震不同大小落石损坏大量房屋和道路
图3.24 雅安地震发生崩塌落石阻塞道路
由于崩塌落石灾害占我国地质灾害的比重较大,不仅影响了铁路和公路的正常运输,还给坡脚建(构)筑物带来了安全隐患,引起了广泛关注。关于地震后边坡落石等次生灾害对建(构)筑物的影响,北京科技大学等通过振动台试验研究,明确了地震作用下场地类型、地震动强度、落石大小和形状等对落石运动距离的影响规律。关于该边坡落石的振动台试验模型以及主要结论如图3.25和图3.26所示。
上述试验以落石的大小、形状、地震类型和边坡坡形为主要参数,采用均质简化模型作为边坡模型,并通过振动台试验得到了边坡落石的运动规律,主要结论表现为以下两点:①在近、远场地震作用下不同形状的落石运动距离从大到小依次为球形、圆柱体形、长方体形和方形,且在远场地震作用下不同形状的落石的距离要大于近场地震作用下的距离。②随着边坡坡角的增加,不同形状的落石运动距离表现出先增大后减小的趋势,在边坡角度达到60°时,随着边坡角度的继续增加,不同形状落石的距离逐渐减小。随着边坡坡高的增加,不同形状的落石距离表现出增大趋势。(www.xing528.com)
通过对边坡在不同地震波峰值加速度、频率和坡形等影响下,不同尺寸和形状落石发生崩塌破坏时的运动距离的研究成果,能够为道路的安全运营以及对坡脚可能危及到的建(构)筑物提供参考,对边坡防护工作具有一定的借鉴作用。
图3.25 振动台试验边坡模型以及加速度测点布置
图3.26 不同形状落石滚动的最大距离
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