雷曉鋒

（西安公路研究院，西安 710065）

0 引言

錨桿擋墻是一種柔性支護(hù)體系，與其他支護(hù)方式如擋土墻、抗滑樁等相比，造價(jià)低、穩(wěn)定性好、支擋高度不受限制，在邊坡及滑坡支擋工程中發(fā)揮著重要作用[1-2]。工程實(shí)踐表明，錨桿加固邊坡效果良好，對(duì)保證道路的安全運(yùn)營(yíng)和人民生活環(huán)境的安定發(fā)揮了巨大的作用，地震過(guò)程中亦表現(xiàn)出相對(duì)較好的抗震抗滑性能[3-4]。2009年汶川地震后，公路、鐵路、水利等行業(yè)開(kāi)展的邊坡調(diào)查發(fā)現(xiàn)，震后的錨固邊坡穩(wěn)定性良好，只是由于地震激勵(lì)作用發(fā)生了諸如錨頭松動(dòng)、脫落、錨筋松弛等變形跡象，這與1976年的唐山大地震和1995年日本Hanshin-Awaji地震的震后調(diào)查結(jié)論一致[5-12]。究其原因，主要是因?yàn)樵诘卣鸩ǖ膹?qiáng)烈作用下，錨桿能調(diào)動(dòng)起它的柔性主動(dòng)支護(hù)性能，和邊坡巖土體二者之間協(xié)調(diào)變形、受力，形成一個(gè)整體，共同抗震抗滑，發(fā)生整體破壞的可能性很小。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者采用震后現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、理論分析、數(shù)值模擬和大型物理模型試驗(yàn)等技術(shù)手段，對(duì)地震作用下錨固系統(tǒng)的動(dòng)力響應(yīng)開(kāi)展了大量富有成效的研究，研究?jī)?nèi)容主要集中在4個(gè)方面：①邊坡的淺表動(dòng)力效應(yīng)研究；②錨固體的動(dòng)力響應(yīng)分析；③錨固體的破壞模式研究；④錨固體的抗震設(shè)計(jì)方法。

1 淺表動(dòng)力效應(yīng)研究

汶川地震、唐山地震以及日本Hanshin-Awaji地震后，學(xué)者們?cè)谝巴庹{(diào)查的基礎(chǔ)上對(duì)崩滑方量及崩滑深度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果表明：邊坡崩滑方量及崩滑的平均深度隨著地震烈度的抬升逐漸增大，崩滑深度集中于數(shù)米深的淺表，大部分深度呈現(xiàn)在5 m以?xún)?nèi)；受到邊坡淺表動(dòng)力效應(yīng)的影響，均質(zhì)邊坡坡體崩塌數(shù)量多，路段長(zhǎng)，主要為“剝皮型”災(zāi)害；強(qiáng)震作用下邊坡表面震裂、松弛，順坡產(chǎn)生溜塌，厚度達(dá)數(shù)米。

在野外震害調(diào)研的基礎(chǔ)上，學(xué)者們展開(kāi)了多方面的試驗(yàn)及數(shù)值模擬研究。馬行東等[13]采用有限元軟件FLAC3D對(duì)地震激勵(lì)作用下錨固邊坡與素土邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行對(duì)比研究，結(jié)果表明：錨固邊坡的動(dòng)力位移響應(yīng)小于無(wú)錨固的素土邊坡，沒(méi)有出現(xiàn)素土邊坡的淺表效應(yīng)，穩(wěn)定性相對(duì)較好。葉海林[14-15]、朱宏偉等[16]采用FLAC3D，對(duì)錨固邊坡和素土邊坡的抗震效果進(jìn)行對(duì)比研究，結(jié)果表明：與素土邊坡相比，錨固邊坡坡表的加速度峰值放大系數(shù)明顯降低，達(dá)10%以上，動(dòng)力穩(wěn)定性良好。蔣良濰等[17]針對(duì)汶川震區(qū)淺表動(dòng)力效應(yīng)，采用振動(dòng)臺(tái)物理模型試驗(yàn)，對(duì)地震擾動(dòng)下的淺表效應(yīng)及錨固機(jī)理進(jìn)行研究，試驗(yàn)結(jié)果表明：由于潛在滑面的存在，地震激勵(lì)作用下素土邊坡淺表層與坡體內(nèi)部發(fā)生不協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，這種不協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的拉-壓動(dòng)應(yīng)變?cè)诙咧g產(chǎn)生剝離拉應(yīng)力，同時(shí)表層巖土由于動(dòng)剪應(yīng)變反復(fù)揉搓，二者疊加致表層巖土變形剝離、觸發(fā)崩滑等；錨桿支護(hù)系統(tǒng)通過(guò)錨桿將表層損傷破壞區(qū)與坡體內(nèi)部連成一個(gè)整體，坡表—錨桿—坡體內(nèi)部三者協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)變形，錨桿拉力抑制了地震波在坡表反射造成的拉裂；支護(hù)系統(tǒng)坡表自振頻率的提高，地震作用下的共振減輕，使得坡表效應(yīng)減弱。

素土邊坡和錨固邊坡震后災(zāi)害對(duì)比研究表明，錨固邊坡抗震性能良好，不會(huì)出現(xiàn)素土邊坡的“剝皮型”破壞。這主要是因?yàn)樯烊肫聝?nèi)一定深度的錨桿，將格構(gòu)梁、抗滑樁、坡體緊密地聯(lián)系在一起形成了一個(gè)共同抗震體。強(qiáng)震作用下，錨桿、格構(gòu)梁或抗滑樁、坡體三者協(xié)調(diào)位移和變形，坡表效應(yīng)微弱，整體穩(wěn)定性良好。因此邊坡工程抗震設(shè)計(jì)中，最為關(guān)鍵的問(wèn)題是如何協(xié)調(diào)支擋結(jié)構(gòu)與坡體的變形及位移。

2 錨固體的動(dòng)力響應(yīng)分析

幅值、頻率和持時(shí)是地震波動(dòng)力響應(yīng)的3個(gè)重要參數(shù)。近年來(lái)，學(xué)者們借助現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)、室內(nèi)振動(dòng)臺(tái)物理模型試驗(yàn)、數(shù)值模擬計(jì)算等方法，開(kāi)展了多種結(jié)構(gòu)物的地震動(dòng)力響應(yīng)研究，大部分的研究成果都集中在幅值影響方面，對(duì)持時(shí)和頻率方面的研究涉及很少。

2.1 激勵(lì)幅值的影響

已有的激勵(lì)幅值對(duì)錨固系統(tǒng)動(dòng)力響應(yīng)影響方面的研究較多，大多借助數(shù)值模擬，振動(dòng)臺(tái)物理模型試驗(yàn)較少。

郝振群等[18]采用FLAC3D數(shù)值模擬，對(duì)預(yù)應(yīng)力錨索加固的圓形洞室地震動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行分析。葉海林等[14-15]在FLAC3D模擬基礎(chǔ)上，利用強(qiáng)度折減動(dòng)力分析法分析了不同地震振幅激勵(lì)作用下錨固邊坡的動(dòng)力穩(wěn)定性，研究了各量級(jí)地震作用下錨桿位置、間距、安裝角、長(zhǎng)度、直徑等參數(shù)對(duì)邊坡穩(wěn)定性的敏感性，為錨固邊坡的動(dòng)力優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了有參考價(jià)值的研究方向。石玉成等、秋仁東等[19-20]以預(yù)應(yīng)力錨索加固危巖體為研究對(duì)象，采用動(dòng)力有限元方法對(duì)不同量級(jí)地震激勵(lì)下錨固體的位移場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行模擬分析，結(jié)果表明：隨著反應(yīng)譜特征周期及地震動(dòng)峰值加速度的增大，錨固危巖體的位移和應(yīng)力值增大，應(yīng)力集中區(qū)范圍擴(kuò)大，穩(wěn)定性降低；為危巖體錨索加固的抗震設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ)。龍海濤[21]采用數(shù)值模擬軟件對(duì)地震作用下層狀軟巖邊坡和框錨結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行對(duì)比研究，揭示了加固后邊坡的抗震機(jī)理。孟芹[22]采用理論分析和數(shù)值模擬計(jì)算(FLAC3D)相結(jié)合的方法，對(duì)地震激勵(lì)下拉力型預(yù)應(yīng)力錨索的受力特征進(jìn)行分析得出，對(duì)拉力型錨索動(dòng)力響應(yīng)影響最大的因素依次為：地震烈度、邊坡巖土體強(qiáng)度、漿體強(qiáng)度、錨索軸力四項(xiàng)因素。張藝、陳少炎[23-24]以壓力型錨索為研究對(duì)象，用FLAC3D數(shù)值模擬分析了其在地震動(dòng)載作用下的位移、應(yīng)力等響應(yīng)規(guī)律，揭示了地震動(dòng)載作用下壓力型錨索的可能破壞形式及影響因素。言志信等[25]在云南省S214某一邊坡抗震設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，利用FLAC3D動(dòng)力數(shù)值模擬，研究了地震作用下錨固上覆紅黏土巖體邊坡的加速度、位移、應(yīng)力等響應(yīng)特征。

葉帥華、朱彥鵬等[26-27]參照西北黃土實(shí)際工程，構(gòu)建了框錨支護(hù)邊坡的地震動(dòng)物理模型，采用有限元軟件ADINA輸入雙向水平地震波，對(duì)地震激勵(lì)前后同列錨桿的軸力響應(yīng)進(jìn)行計(jì)算，并對(duì)比分析了不同烈度、不同工況及不同土體參數(shù)條件下錨固體系的動(dòng)力響應(yīng)，揭示了不同因素對(duì)錨固邊坡地震響應(yīng)的影響規(guī)律。文暢平、楊果林等[28-31]采用數(shù)值模擬和振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)相結(jié)合的方法，不斷增大激勵(lì)地震波的幅值，研究了錨桿格構(gòu)梁系統(tǒng)的加速度動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律；Stamatopoulos、Tannant等[32-33]利用現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)及離心機(jī)試驗(yàn)相結(jié)合的方法，研究了錨固邊坡的動(dòng)力響應(yīng)。葉海林等[34-35]采用振動(dòng)臺(tái)物理模型試驗(yàn)，對(duì)巖質(zhì)邊坡錨桿支護(hù)進(jìn)行研究，揭示了不同量級(jí)地震激勵(lì)下錨桿的受力機(jī)理、同列錨桿軸應(yīng)力分布規(guī)律以及各層錨桿的動(dòng)力響應(yīng)特征等。賴(lài)杰等、段建[36-37]以抗滑樁和錨桿聯(lián)合支擋結(jié)構(gòu)振動(dòng)臺(tái)模型為研究對(duì)象，輸入3種不同的地震波，研究了地震波峰值不斷增大的激勵(lì)作用下，聯(lián)合支擋結(jié)構(gòu)的動(dòng)力響應(yīng)分布特征及加固機(jī)理。郝建斌等[38-39]、汪班橋等[40-42]采用大型振動(dòng)臺(tái)物理模型試驗(yàn)，以格構(gòu)梁錨固系統(tǒng)為研究對(duì)象，揭示了不同地震波加速度峰值激勵(lì)下，錨桿、格構(gòu)梁及坡體的動(dòng)力響應(yīng)規(guī)律。

總而言之，振幅對(duì)動(dòng)力響應(yīng)的影響研究主要集中以下幾個(gè)方面：①坡體和坡表同列傳感器的加速度對(duì)比研究；②加固坡體與素土邊坡的位移對(duì)比分析；③同列錨桿的應(yīng)力分析；④格構(gòu)梁上的應(yīng)力及彎矩反應(yīng)等。成果較多，結(jié)論近似，都在力求突破動(dòng)力響應(yīng)到加固機(jī)理的轉(zhuǎn)變，但也僅僅提出了抗震建議，沒(méi)能把各種動(dòng)力響應(yīng)研究成果量化于實(shí)際抗震設(shè)計(jì)。

2.2 激勵(lì)頻率的影響

Del Gaudio V等[43]長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)一潛在滑坡，獲得了豐富的地震一手資料，并對(duì)加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行HVSR和NSP譜分析，研究表明：譜能量的集中分布頻段受到地震波的傳播方向和坡向的影響，而能量的重分布則與地形和地質(zhì)條件有關(guān)。Beresnev I A 等[44]以地表軟土覆蓋層為動(dòng)力研究對(duì)象，通過(guò)SSR標(biāo)準(zhǔn)譜比技術(shù)對(duì)實(shí)測(cè)到的地震加速度放大系數(shù)進(jìn)行分析，研究結(jié)果表明：地震激勵(lì)頻率在 1～9 Hz 范圍內(nèi)時(shí)，強(qiáng)震對(duì)該類(lèi)土體的放大作用較弱震時(shí)小。Zhang C S等[45]采用數(shù)值分析，以巖體錨固結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象，揭示了數(shù)值模擬網(wǎng)格密度與入射波頻率之間的關(guān)系，對(duì)錨桿及其巖體的地震動(dòng)響應(yīng)特性進(jìn)行了深入研究等。

室內(nèi)物理模型試驗(yàn)方面，徐光興等[46]、文暢平等[28]、楊果林等[29]、葉海林等[14-15]都有涉及頻率對(duì)錨固系統(tǒng)動(dòng)力響應(yīng)的影響分析，但均沒(méi)有深入討論；汪班橋等[40]、楊國(guó)香等[47]亦采用不同頻率(5 Hz，10 Hz，15 Hz，20 Hz)的正弦波激勵(lì)，對(duì)錨固模型的動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行研究。許強(qiáng)、劉漢香等[48-49]則基于多個(gè)斜坡模型的振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)，揭示了地震波頻率對(duì)錨固系統(tǒng)動(dòng)力響應(yīng)的影響。劉漢香等[50]針對(duì)硬巖斜坡模型，分析不同頻率正弦波激振下模型的加速度響應(yīng)，尤其是不同頻率作用下加速度高程放大效應(yīng)的區(qū)別。汪班橋等[42]依托于振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)，針對(duì)格構(gòu)梁錨固滑坡模型，對(duì)不同頻率、不同加速度量級(jí)地震波作用下滑坡錨固系統(tǒng)的動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行研究表明：錨固體對(duì)高頻段的地震波存在濾波作用，對(duì)低頻段的地震波存在放大作用，尤其是超低頻段（4～8 Hz）和自振頻率附近（15～20 Hz）；隨著激勵(lì)量級(jí)的加大，土體的濾波能力也隨之加強(qiáng)；各層錨固體對(duì)2個(gè)低頻段地震波的動(dòng)態(tài)響應(yīng)也不同。

2.3 持時(shí)的影響

結(jié)構(gòu)物受到地震波的激勵(lì)破壞作用時(shí)，關(guān)鍵性的影響因素除了加速度激勵(lì)峰值和頻譜之外，還有持時(shí)長(zhǎng)短的影響。加速度峰值和頻譜分布都相同的2個(gè)激勵(lì)過(guò)程，若地震持時(shí)長(zhǎng)短不同，結(jié)構(gòu)由于激勵(lì)能量不同所造成的損壞效應(yīng)、破壞結(jié)果也不一樣，尤其是破壞臨界狀態(tài)時(shí)的非彈性反應(yīng)階段最為明顯[51]。

賴(lài)杰等[52]以地震開(kāi)始時(shí)刻錨索預(yù)應(yīng)力的瞬時(shí)損失為研究對(duì)象，利用FLAC3D對(duì)其影響因素進(jìn)行研究得出，錨索豎向位置的影響最為明顯，波型、峰值加速度次之。宋志堅(jiān)[53]用時(shí)程分析法對(duì)錨固巖質(zhì)邊坡坡體的動(dòng)力穩(wěn)定性、放大效應(yīng)、錨固結(jié)構(gòu)的動(dòng)力反應(yīng)等問(wèn)題進(jìn)行分析，得出在地震過(guò)程中，坡體安全系數(shù)呈小幅波動(dòng)狀態(tài)的結(jié)論。羅輝[54]基于時(shí)程動(dòng)力可靠性理論，對(duì)地震激勵(lì)作用下邊坡體的穩(wěn)定可靠性進(jìn)行研究，結(jié)果表明：在地震持時(shí)的發(fā)展過(guò)程中，邊坡體的動(dòng)力可靠性和激勵(lì)強(qiáng)度的衰減趨勢(shì)一致，主震段變化劇烈，初始階段和衰減階段較為平穩(wěn)；增加錨桿長(zhǎng)度對(duì)提高邊坡的時(shí)程動(dòng)力可靠性有一定影響。

在現(xiàn)有成果的基礎(chǔ)上，強(qiáng)化對(duì)激勵(lì)頻率和激勵(lì)持時(shí)方面的研究，將振幅、頻率、持時(shí)三者結(jié)合起來(lái)，對(duì)錨固體系的位移、加速度、應(yīng)力等動(dòng)力響應(yīng)的敏感性進(jìn)行分析，為抗震設(shè)計(jì)提供參考。

3 錨固體的破壞模式研究

Mark等[55]對(duì)強(qiáng)震作用下錨固邊坡的動(dòng)力響應(yīng)進(jìn)行研究，揭示了錨固邊坡在地震激勵(lì)下的破壞過(guò)程：第一階段，底層錨桿加固的土體和面層發(fā)生旋轉(zhuǎn)；第二階段，持續(xù)的強(qiáng)震使得底層錨桿的拉力超載，錨固體和面層沿著已有的曲線(xiàn)滑面發(fā)生重復(fù)性的滑移運(yùn)動(dòng)；第三階段，如震動(dòng)持續(xù)時(shí)間足夠長(zhǎng)，錨固體位移過(guò)大，發(fā)生破壞。Hong Y S等[56]進(jìn)行物理模型振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，錨固邊坡在地震激勵(lì)作用下的動(dòng)力響應(yīng)共3個(gè)階段：穩(wěn)定階段—抗震階段—初始破壞階段；與Mark等[55]的研究不同的是，破壞面簡(jiǎn)化為雙折線(xiàn)，對(duì)錨固體系抗震設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)采用的圓弧滑面提出了一定的質(zhì)疑。彭寧波等[57]利用FLAC3D對(duì)比分析了錨固前后邊坡的破壞發(fā)展機(jī)理，發(fā)現(xiàn)：地震作用下素土邊坡上下部的破壞形式不同，上部拉破壞，下部剪破壞，而錨桿支護(hù)邊坡下部發(fā)生的卻是拉破壞，但沒(méi)有對(duì)破壞面形式進(jìn)行分析。董建華等[58-60]以格構(gòu)梁框架錨固邊坡為研究對(duì)象，對(duì)其動(dòng)力響應(yīng)及抗震機(jī)理進(jìn)行研究，結(jié)果表明：地震作用下滑移面附近的錨桿軸力變化幅度最大，中間幾層相對(duì)上下兩層增幅要大；坡頂附近土層的加速度、位移響應(yīng)最大，最容易發(fā)生破壞。雷曉鋒等[42]采用振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)，以均質(zhì)土格構(gòu)梁錨固滑坡為研究對(duì)象，對(duì)不同加速度振幅作用下錨固滑坡的動(dòng)力響應(yīng)過(guò)程進(jìn)行研究，試驗(yàn)結(jié)果表明：持續(xù)加大的地震激勵(lì)不斷在激發(fā)、調(diào)整錨桿的抗拉潛能，錨固邊坡—錨桿—格構(gòu)梁形成一個(gè)整體，共同抗震抗滑，協(xié)調(diào)變形；整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)過(guò)程分為3個(gè)階段：適應(yīng)調(diào)整區(qū)段—平和抗震區(qū)段—激烈抗震區(qū)段。

分析可知，錨固體系在地震激勵(lì)作用下不會(huì)發(fā)生整體性的突發(fā)失穩(wěn)破壞，不斷增加的地震激勵(lì)會(huì)不斷激發(fā)、調(diào)動(dòng)各層錨桿的抗拉潛能，并不斷調(diào)整各層錨桿之間軸力的分配，以達(dá)到最佳的抗震抗滑效果。學(xué)者們對(duì)地震作用下錨固系統(tǒng)破壞模式或動(dòng)力響應(yīng)過(guò)程的定義基本類(lèi)同：穩(wěn)定階段—抗震階段—初始破壞階段，但沒(méi)有明確的分段指標(biāo)及評(píng)價(jià)體系，且大多數(shù)試驗(yàn)都是在預(yù)設(shè)滑面的基礎(chǔ)上進(jìn)行研究。如何脫離預(yù)設(shè)滑面的影響對(duì)地震響應(yīng)過(guò)程中破壞面的形式進(jìn)行研究，以及如何定量化地評(píng)價(jià)錨固系統(tǒng)的抗震階段將是后續(xù)的研究方向。

4 錨固體的抗震設(shè)計(jì)方法

在進(jìn)行錨固系統(tǒng)的地震穩(wěn)定性驗(yàn)算時(shí)，現(xiàn)行邊坡支護(hù)技術(shù)規(guī)范只給出了擬靜力法。由于擬靜力法僅考慮豎向條分，因此水平地震力和抗滑力矩的計(jì)算存在誤差。沈珠江等[61]認(rèn)為，擬靜力法沒(méi)有考慮地震加速度時(shí)空分布的不均勻性，所以如何將材料參數(shù)的隨機(jī)性與地震荷載作用的隨機(jī)性二者結(jié)合起來(lái)，引入可靠性理論來(lái)研究邊坡體的穩(wěn)定性才更能接近于震發(fā)時(shí)的實(shí)際情況。

為彌補(bǔ)擬靜力法僅限于豎向條分的不足，呂擎峰等[62]對(duì)其進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)：計(jì)算豎向地震力對(duì)滑動(dòng)力矩和抗滑力矩的作用時(shí)豎向條分，計(jì)算水平作用時(shí)水平條分，安全系數(shù)為一確定值。董建華等[63]采用Matlab工具箱，分析了地震作用下土錨支護(hù)邊坡的穩(wěn)定性；揭示了邊坡穩(wěn)定系數(shù)與滑移面圓心位置之間的數(shù)學(xué)關(guān)系；并對(duì)滑移面上耗散的內(nèi)能進(jìn)行推導(dǎo)計(jì)算。鄧東平等[64]則對(duì)豎向條分法進(jìn)行改進(jìn)，將豎向條分法和水平條分法相結(jié)合，提出了一種滑動(dòng)面搜索新方法，由該法得到的臨界滑動(dòng)面與圓弧滑動(dòng)面近似，但非圓弧，該法計(jì)算得到的最小安全系數(shù)要小于圓弧滑動(dòng)面方法。趙尚毅等[65]輸入實(shí)際地震荷載，模擬邊坡土體的動(dòng)力響應(yīng)特征，用強(qiáng)度折減的方法求出邊坡的動(dòng)力安全系數(shù)，提出了完全動(dòng)力分析法。

靜載錨桿支護(hù)的常規(guī)設(shè)計(jì)為“強(qiáng)腰固腳”，擬靜力法在錨固邊坡動(dòng)載設(shè)計(jì)時(shí)則是平均分配每排軸力。但葉海林等[34-35]通過(guò)巖質(zhì)錨固邊坡振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)研究揭示了各層錨桿軸力既不是“強(qiáng)腰固腳”，也不是“平均分配”；隨著地震激勵(lì)強(qiáng)度的增加，同列邊坡錨桿的軸力在調(diào)整變化，地震激勵(lì)幅值較小時(shí)，位于腰部的錨桿軸力最大，地震激勵(lì)幅值較大時(shí)，坡頂錨桿軸力增加很快，最終與腰部錨桿軸力相差無(wú)幾，共同抗震。郝建斌、汪班橋等[38-42]在黃土類(lèi)錨固邊坡的實(shí)踐基礎(chǔ)上，開(kāi)展針對(duì)性的物理模型試驗(yàn)，研究結(jié)果表明：地震激勵(lì)作用下，坡腳剪切裂縫的發(fā)展、貫通導(dǎo)致附近土體首先進(jìn)入塑性區(qū)，底層錨桿的承載力下降，坡腳處的橫梁出現(xiàn)拉彎變形；由于潛在滑面的存在，坡體上部土體易發(fā)生張拉破壞，坡頂首層錨桿受拉作用增強(qiáng)，中上部的格構(gòu)梁和錨桿存在明顯的不協(xié)調(diào)性，坡頂?shù)氖讓訖M向格構(gòu)梁發(fā)生拉彎變形，而豎梁與錨桿的協(xié)調(diào)性較好，彎應(yīng)變較小。建議在高烈度地區(qū)設(shè)計(jì)錨固邊坡時(shí)，除考慮擬靜力法的設(shè)計(jì)思想，還要在錨固滑坡坡腳密集地打入土釘以抑制坡腳松弛剪切區(qū)的出現(xiàn)；加長(zhǎng)設(shè)計(jì)坡頂?shù)谝粚渝^桿，以抑制坡頂滑面處的拉張裂縫；同時(shí)在格構(gòu)梁設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)多考慮橫梁的拉彎變形。這顯然對(duì)目前的設(shè)計(jì)方法提出了質(zhì)疑，錨桿的軸力不是平均分配，為保證整個(gè)錨固系統(tǒng)的變形協(xié)調(diào)性，縱橫格構(gòu)梁的抗彎設(shè)計(jì)也需考慮。地震激勵(lì)作用下，單純從邊坡的穩(wěn)定系數(shù)來(lái)保證邊坡穩(wěn)定性是不合理的，也是不安全的。

現(xiàn)有的研究成果已經(jīng)對(duì)規(guī)范建議的錨固系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法提出質(zhì)疑，但如何調(diào)整或改變，都只是給出了設(shè)計(jì)建議，沒(méi)有量化的指標(biāo)。如何在邊坡土體參數(shù)、地震烈度等已知的條件下，量化性地將研究成果用于工程，設(shè)計(jì)錨桿長(zhǎng)度、位置以及防護(hù)邊坡，這是目前錨固系統(tǒng)抗震設(shè)計(jì)的首要任務(wù)。

5 結(jié)論

綜合現(xiàn)有的研究成果可知，地震激勵(lì)作用下，錨桿發(fā)揮出它的柔性支護(hù)特性，與剛性的滑體合而為一，剛?cè)岵?jì)，協(xié)調(diào)系統(tǒng)位移與應(yīng)力，主動(dòng)抗震抗滑?；谝陨蟽?yōu)勢(shì)，錨固邊坡在高烈度地區(qū)廣泛應(yīng)用，其動(dòng)力穩(wěn)定性也成為近年來(lái)巖土工程領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，比較多且成熟的研究成果集中在素土邊坡與錨固邊坡的損傷機(jī)理對(duì)比及錨固系統(tǒng)的動(dòng)力響應(yīng)這2個(gè)方面。研究方法則由于振動(dòng)臺(tái)物理模型試驗(yàn)研究經(jīng)費(fèi)高、試驗(yàn)周期長(zhǎng)、項(xiàng)目繁瑣等特點(diǎn)，現(xiàn)階段開(kāi)展的研究大多采用數(shù)值模擬。經(jīng)綜合考慮，在目前研究的基礎(chǔ)上，有以下問(wèn)題亟待解決。

1）通過(guò)開(kāi)展強(qiáng)震作用下錨桿支護(hù)體系的試驗(yàn)研究，對(duì)地震作用下錨桿支護(hù)體系的損傷、變形及破壞模式進(jìn)行分類(lèi)研究，并提出各種變形及破壞模式的對(duì)應(yīng)評(píng)價(jià)指標(biāo)；在此基礎(chǔ)上，引入系統(tǒng)工程分析方法，建立錨固體系的安全評(píng)價(jià)模型，并對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)、分析。

2）結(jié)合現(xiàn)有的研究成果，開(kāi)展錨桿支護(hù)體系與滑坡的地震動(dòng)力相互作用試驗(yàn)研究，揭示動(dòng)載作用下錨桿抗震潛能的激發(fā)過(guò)程，研究錨桿、滑坡體、格構(gòu)梁等的應(yīng)力應(yīng)變調(diào)整、協(xié)調(diào)反應(yīng)，系統(tǒng)深入地探討錨桿支護(hù)體系在地震作用下的抗震機(jī)理。

3）采用各種動(dòng)力理論分析方法，在破壞模式及抗震機(jī)理研究的基礎(chǔ)上，以協(xié)調(diào)支護(hù)結(jié)構(gòu)和邊坡的變形和位移為原則，對(duì)規(guī)范推薦的擬靜力法進(jìn)行改進(jìn)，或提出更加符合工程實(shí)際的抗震設(shè)計(jì)理論與計(jì)算方法。