第1章 绪论

1.1 问题的提出及研究意义

随着我国国民经济的高速发展，使我国社会主义建设迈入了空前发展的新阶段，各领域的科学技术随之突飞猛进，特别是在土木工程领域，越来越多的工程项目开工建设。水利水电工程、桥梁、隧道、铁路、公路、采矿等行业为适应社会发展的需要，兴建了许多大规模的工程，而几乎每个大型工程的兴建都是建设在人类赖以生存的地球上，这就在不同程度上涉及岩土工程理论与技术的方方面面。由于岩土材料的复杂性以及新材料、新技术和新施工工艺的应用，尤其是超大结构的采用，许多岩土工程新问题摆在我们面前，而边坡的稳定问题就是其中之一。

边坡包括天然斜坡和人工边坡，是地球表面具有露天侧向临空面的地质体［1］，是自然界中最为常见的地表特征之一，它常常被利用成为岩土工程建筑物的一部分，成为大自然送给人类的礼物；但如果人类不能很好地认识边坡的内在特性，了解边坡演化的自然规律，那么在不同的内外营力作用下（构造地应力、降雨、地震等），边坡会逐渐演化发生不同形式和规模的变形和破坏，严重的边坡失稳会酿成巨大的地质灾害，导致江河堵塞、交通中断，甚至对人类的生命和财产构成严重威胁，成为人类最不愿面对的大型灾害。1963年发生在意大利的瓦依昂（Vaiont）水库的特大滑坡，造成约3000人丧生，水库下游的朗加朗市完全消失，震惊世界，成为人类历史上最严重的自然灾害之一；1718年发生在我国甘肃的笔架山山崩由地震诱发（M=7.5），酿成4万人死亡的惨重灾害。由此可见，如果人类不能充分了解边坡的特性和演化规律将给人类自身带来无可估量的生命和财产损失。

我国独特的地理、地质条件决定了边坡稳定问题在我国特别突出。我国是一个多山的国家，山地面积约占国土面积的2/3，具有大量的自然边坡，同时我国大量基础设施的建设，又使我们面临大量复杂人工边坡问题，如长江三峡永久船闸高边坡，黄河小浪底水利枢纽进口高边坡和库区大型滑坡、雅砻江锦屏一级水电站普斯罗沟左岸高边坡、黄河拉西瓦水电站的高边坡问题，以及大型深凹露天矿的开采、公路、铁路、隧道等工程中，都面临着大量的边坡稳定问题［2］。此外，全球的板块构造和动力条件决定了我国是一个地震频发的国家，在我国境内有世界上最为活跃的太平洋地震带和喜马拉雅—地中海地震带，地震灾害固然非常重要，但由地震触发的次生灾害——滑坡同样非常重要，在汶川地震、玉树地震和彝良地震中，均产生了大量由地震诱发的滑坡灾害，给灾区人民的生命财产造成大量损失，所以研究地震荷载作用下边坡的稳定性具有重要的意义。

边坡稳定性研究是岩土工程研究领域的重要组成部分，大量学者围绕边坡（斜坡）的稳定问题展开深入研究，并取得了大量有效、实用的研究成果，笔者在查阅文献过程中发现关于边坡稳定分析研究的文献数以万计。其实人类很早就认识到边坡稳定问题的重要性，最早关于边坡稳定的研究可以追溯到19世纪［3］。在边坡研究的百年发展历史中，人类的研究取得了突飞猛进的发展，大量科学家投身于这一领域，取得了大量有实用价值的研究成果，人类也逐渐认识了边坡演化过程中的一些规律，评价边坡稳定的方法也从最初的定性分析向定量分析发展。计算机的出现使科学家从繁重的手工计算中解脱出来专注于理论方面的研究，发展了很多适合于边坡稳定分析的计算方法（关于这些方法，在本书中有专门的章节讨论，在此不再赘述）。从理论研究的角度看来，目前关于边坡在静荷载作用下的稳定问题的研究已日趋成熟，各国都制定了相应的技术规范用于工程实践；但边坡在动荷载（地震、爆破、风荷载、波浪荷载）作用下的稳定性及边坡的动力响应过程研究由于其高度复杂性，目前的研究还不成熟，尤其是大型岩质高边坡的动力响应过程和稳定性评价方面的研究进展缓慢。

基于上述讨论，可以看出本研究课题的重要性和先进性。我国的多山地、多地震环境不可避免地带来了大量和地震荷载有关的边坡问题，因此研究边坡特别是岩质边坡在动荷载下的稳定性评价方法及边坡在动荷载下的响应过程具有重要的理论和实践意义。