[发明专利]一种昔格达组地层岩质边坡的地震惯性力计算方法

说明书

本发明公开了一种昔格达组地层岩质边坡的地震惯性力计算方法，属于岩质边坡稳定性分析的技术领域。本发明采用了岩体参数的等效计算方法模拟了昔格达组地层岩体分布的不均匀性，采用了三角形单元实现了岩质边坡的空间离散，同时将地震波假设为简谐正弦波，建立了能够同时考虑岩体分布的不均匀性、地震波传播的空间效应和时间效应的昔格达组地层岩质边坡地震惯性力的计算数学模型，使得本发明获取的昔格达组地层岩质边坡地震惯性力较传统的方法获取的结果更加精确、便捷；可将其应用于昔格达组地层岩质边坡地震稳定性的分析中，可为边坡设计提供可靠、准确的地震惯性力，该方法是对岩质边坡地震惯性力计算方法的发展和完善。

技术领域

本发明涉及一种昔格达组地层岩质边坡的地震惯性力计算方法，属于岩质边坡稳定性分析的技术领域。

背景技术

昔格达组地层广泛分布于我国攀枝花、西昌地区，其是河湖相沉积地层，形成于晚更新世与上第三系之间。昔格达组地层由不同颜色的粉砂岩和粘土岩互层的一套半成岩。昔格达组地层的粉砂岩和粘土岩均属于极软岩，其抗压强度、抗拉强度和抗剪强度较低、容易软化、极易崩解。近年来，攀枝花、西昌地区进行了大规模的基础设施建设，碰到了大量昔格达组地层形成的岩质边坡，由于昔格达组地层工程性质极差，边坡常常发生坍塌、滑坡等地质灾害，给人民生命、财产带来严重威胁。

攀西地区处于我国地震高烈度地区，地震活动较为频繁，攀枝花地区的地震烈度为7度，西昌地区的地震烈度为9度。地震活动经常造成昔格达组地层岩质边坡发生失稳，因此在评价昔格达组地层岩质边坡的稳定性时必须考虑地震的作用。在当前岩质边坡的稳定性计算中常用拟静力法计算边坡的地震惯性力，但拟静力法只考虑地震波的空间效应，并未考虑地震波传播的时间效应，使用拟静力法计算昔格达组地层岩质边坡的地震惯性力存在理论上的不足。要准确计算昔格达组地层岩质边坡的地震惯性力需要解决以下几个问题：(1)昔格达组地层属于软岩，互层的粉砂岩和粘土岩弹性常数相差较大，在空间上昔格达组地层岩体分布不均匀，地震波在昔格达组地层岩质边坡中传播的规律与一般的均质岩质边坡的规律不相同，需要考虑昔格达组地层中粉砂岩和粘土岩互层的不均匀性；(2)考虑地震波传播的空间效应；(3)考虑地震波传播的时间效应。

为了进一步完善对昔格达组地层岩质边坡的稳定性的研究，应该增加计算昔格达组地层岩质边坡的地震惯性力的方法，以填补现有方法的不足，并为昔格达组地层岩质边坡的稳定性的研究提供依据。

发明内容

本发明提供了一种昔格达组地层岩质边坡的地震惯性力计算方法，以获得昔格达组地层岩质边坡各个单元地震惯性力。

本发明的技术方案是：一种昔格达组地层岩质边坡的地震惯性力计算方法，以昔格达组地层岩质边坡为研究对象；采用岩体参数的等效计算方法模拟昔格达组地层岩质边坡的不均匀性；采用三角形单元离散技术获得三角形单元的计算深度；并将地震波假设为简谐正弦波，采用谐振动理论模拟地震波传播的时间效应，建立昔格达组地层岩质边坡各个单元地震加速度的计算模型；建立昔格达组地层岩质边坡各个单元地震惯性力的计算模型。

所述方法具体步骤包括：

步骤一、拟定昔格达组地层岩质边坡的计算参数，用于参与步骤二、步骤三、步骤四的计算；步骤二、步骤一的计算参数中的昔格达组地层岩质边坡的岩体参数的等效计算，获得等效岩体参数；步骤三、给合步骤一的计算参数，使用三角形单元离散昔格达组地层岩质边坡，并计算三角形单元的计算深度；步骤四、结合步骤一的计算参数、步骤二的等效岩体参数、步骤三的三角形单元的计算深度，建立昔格达组地层岩质边坡各个单元地震加速度的计算模型；步骤五、结合步骤二的等效岩体参数、步骤三离散昔格达组地层岩质边坡获得的参数、步骤四的地震加速度，建立昔格达组地层岩质边坡各个单元地震惯性力的计算模型。