yantubbs-边坡稳定性分析方法综述
边坡稳定性分析方法
边坡稳定性分析方法1.1 概述边坡稳定性分析是边坡工程研究的核心问题，一直是岩土工程研究的的一个热点问题。
边坡稳定性分析方法经过近百年的发展，其原有的研究不断完善，同时新的理论和方法不断引入，特别是近代计算机技术和数值分析方法的飞速发展给其带来了质的提高。
边坡稳定性研究进入了前所未有的阶段。
任何一个研究体系都是由简单到复杂，由宏观到微观，由整体到局部。
对于边坡稳定性研究，在其基础理论的前提下，边坡稳定分析方法从二维扩展到三维，更符合工程的实际情况；由于一些新理论和新方法的出现，如可靠度理论和对边坡工程中不确定性的认识，边坡稳定分析方法由确定性分析向不确定性分析发展。
同时，由于边坡工程的复杂性，边坡稳定评价不能依赖于单一方法，边坡的稳定性评价也由单一方法向综合评价分析发展。
1.2 边坡稳定性分析方法边坡稳定性分析方法很多，归结起来可分为两类：即确定性方法和不确定性方法, 确定性方法是边坡稳定性研究的基本方法,它包括极限平衡分析法、极限分析法、数值分析法。
不确定性方法主要有随机概率分析法等。
1.2.1 极限平衡分析法极限平衡法是边坡稳定分析的传统方法，通过安全系数定量评价边坡的稳定性，由于安全系数的直观性，被工程界广泛应用。
该法基于刚塑性理论，只注重土体破坏瞬间的变形机制，而不关心土体变形过程，只要求满足力和力矩的平衡、Mohr-Coulomb准则。
其分析问题的基本思路：先根据经验和理论预设一个可能形状的滑动面，通过分析在临近破坏情况下，土体外力与内部强度所提供抗力之间的平衡，计算土体在自身荷载作用下的边坡稳定性过程。
极限平衡法没有考虑土体本身的应力—应变关系，不能反映边坡变形破坏的过程，但由于其概念简单明了，且在计算方法上形成了大量的计算经验和计算模型，计算结果也已经达到了很高的精度。
因此，该法目前仍为边坡稳定性分析最主要的分析方法。
在工程实践中，可根据边坡破坏滑动面的形态来选择相应的极限平衡法。
岩质边坡稳定性分析方法综述
岩质边坡稳定性分析方法综述摘要：就目前情况来看，岩质边坡稳定性分析方法数量较多且分类与适用条件也各有不同。
本文以定性分析方法和定量分析法对岩质边坡稳定性进行相应梳理和分析，并将各种分析方法中的优缺点进行阐述，以帮助边坡工程设计过程中能够选择合理、可靠的分析方法，推动岩质边坡稳定性分析方法持续发展。
关键词：边坡稳定性；定性分析；定量分析伴随我国社会经济的发展，推动国家道路建设的发展，而在道路建设过程中有时会涉及到与岩石相关的工程，自然会遇到边坡稳定性相关问题。
就当前情况来看，虽然有许多可以进行边坡稳定性分析的方法，但这些分析方法都有其各自的局限性与适用条件，所以，在对岩质边坡进行实际分析过程中，应结合工程当中的边坡实际情况，选择合适的分析方法对其进行分析与评价，以保证评价结果足够客观、可靠、合理。
当前大多数工程所采用的分析方法主要有定量分析法与定性分析法，而定量分析法又分为确定性分析法与不确定分析法两种。
一、定性分析方法在对边坡的成因及演化、边坡稳定性影响因素、可能的变形破坏方式、力学机制的失稳等相关方面进行分析时，一般都会采用定性分析法进行研究分析，并对边坡的发展趋势与稳定性给出定性说明。
通过采用定性分析法使边坡的稳定性得到快速的预测与评价，但缺点也较为明显，那就是经验性较强，且没有一定的数量界限。
以下为常用的定性分析方法。
1.历史成因分析法该方法一般适用于对天然边坡进行评价和分析。
通过对边坡的变形破坏程度与迹象进行分析研究，并结合其所处的地质构造环境来进行边坡历史演变的还原，以对边坡进行稳定性评价和其发展趋势进行有效预测。
2.工程地质类比法工程地质类比法比较适合在中小型的工程中应用，因为其具备相应的经验属性与地区属性特点，而若是想要在大型工程中使用该方法，则必须要与其他方法配合使用。
该方法主要是将过去研究过的边坡稳定性情况、影响因素、处理方法及治理经验进行整理，以便将其用在与之情况相似的边坡研究上，并逐渐延伸出专家系统、边坡工程数据库和范例推理评价法。
边坡稳定性分析方法及其应用综述
用 、 合 应 用、 缺 点和 适 用 范 围作 了 简要 介 绍 ， 组 优 旨在 帮 助读 者 全 面 了解 边坡 稳 定 性 分 析 方 法 ， 在 实 际 工 作 并 中灵 活 应 用 。 指 出 了可进 一 步研 究应 用的 混 沌 、 经 网络 等 非线 性 分 析 方 法 。 神 关 键 词 ： 坡 稳 定 性 ；分析 方 法 ；适 用 范 围 ；应 用 边
ｌ ３
泰勒 图表 法 为大家 所 熟 悉 ， 都 科 技 大 学 的 张 天宝 在 成 此基 础上 建立 了简 单 土坡稳 定安 全 系数 与滑 动 圆弧位
法是 一种 分析 非 线性 大 变 形 问题 的 数 值解 法 ， 以连 它 续介 质力 学 为基 础 ， 用 差 分 格 式 ， 时 步 积分 求 解 ， 利 按
１ 主 要 分 析 方 法
１ １ 传 统 极 限平衡 法 ．
目前 ， 传统 的极 限平 衡 法 是 工 程 中用 于 边坡 稳 定
第 １阶段 （ ０世 纪 ５ ２ ０年代 ） 是从研 究 铁路 路堑 边
坡 和引水 渠道边 坡 开始 的。 当时主要 是对人 工边坡 的 类 型进行 划分 ， 采用 工程地 质类 比法 给 出稳 定边坡 角 ， 作 为边坡 设计 的依据 。 第 ２阶段 （ ０世 纪 ６ ２ ０年代 ） 开始形 成 岩体 结构 的
法、 数值 流形方 法 、 Ｌ Ｃ法 等也得 到 了广泛应 用 。 ＦＡ
近几 年 ， 模糊 数学 、 工神经 网络 、 人 灰色 理论 、 突变 理论 、 形理论 、 分 混沌 等也 逐渐被 应用 到边坡 稳定分 析
领域。
收 稿 日期 ：０ ０— ７—３ ２１ ０ ０
基 金 项 目 ： 家“ 一五 ” 国 十 科技 支撑 计 划 重 点 项 目（ ０ ８ Ａ ４ Ｂ ４ ２０Ｂ Ｃ７ ０ ）
边坡稳定性分析方法
(2) 条分法中的和求解条件
第 i 条 土 的 作 用 力
Hi+1 Wi Pi hi Hi Ti Ni Pi+1 hi+1
边坡稳定性分析方法
共n条土的未知量数目
(2)条分法中的力和求解条件
Pi o Wi是已知的 o 作用在土条体底部的力与作用点： h i Hi n Ni Ti ti 共3n个 o 作用在边界上的力及作用点： Ti o Pi Hi hi 共3(n-1)个 o （两端边界是已知的） o 假设总体安全系数为Fs (且每条Fs都相等) o Fs 共1个 o 未知数合计=3n+3(n-1)+1=6n-2
3) 假设 Hi=0（不计条间切向力） — (n-1)
(2)．安全系数公式
1 m (Cibi Witgi ) i Fs Wi sin i
sin i tg i mi cos i Fs
其中
边坡稳定性分析方法
圆心O，半径R
(3) 毕 肖 甫 法 计 算 步 骤
讨论
o 由于未知数为6n-2个 o 求解条件为4n个 o 二者相差(2n-2)
•因而出现了不同的假设条件，对应不同计算方法
§整体圆弧法：n=1, 6n-2=4个未知数，4个方程 §简单(瑞典)条分法：Pi=Hi=hi=0, ti=li/2 共2（n+1）个未知数 §其他方法： 大多是假设力作用点位置或忽略一些条间力
边坡稳定性分析方法
影响边坡稳定性主要因素及其表征参数
因 素 序号 大类 中类 组数 岩 体 结 构 结构面发育 程度 间距 结合程度 形状及大小 结构体特征 咬合程度 岩性 Ⅱ 岩石 强度 风化程度 坚硬程度 成分（胶结物） 结构（胶结程度） 构造（层厚） 岩体 完整 程度 岩体结 构类型、 完整性 指数 小类 综合 反映 表征 参数 备注
边坡稳定性分析—
第一章绪论1．1引言边坡是自然或人工形成的斜坡，是人类工程活动中最基本的地质环境之一，也是工程建设中最常见的工程形式。
随着我国基础设施建设的蓬勃发展，在建筑、交通水利、矿山等方面都涉及到很多边坡稳定问题。
边坡的失稳轻则影响工程质量与施工进度，重则造成人员伤亡与国民经济的重大损失。
因此，边坡的勘察监测、边坡的稳定性分析、边坡的治理，是降低降低灾害的有效途径，是地质和岩土工程界重点研究的问题。
随着城市化进程的加速和城市人口的膨胀，越来越多的建筑物需要被建造，城市的用地也越来越珍贵。
特别是对于长沙这样多丘陵的城市来说，建筑边坡成为了不可避免的工程。
1.2边坡破坏类型边坡的破坏类型从运动形式上主要分为崩塌型和滑坡型。
崩塌破坏是指块状岩体与岩坡分离，向前翻滚而下。
一般情况岩质边坡易形成崩塌破坏，且在崩塌过程中岩体无明显滑移面。
崩塌破坏一般发生在既高又陡的岩石边坡前缘地段，破坏时大块岩体由于重力或其他力学作用下与岩坡分离而倾倒向前。
崩塌经常发生在坡顶裂隙发育的地方。
主要原因有：风化等作用减弱了节理面的黏聚力，或者是雨水进入裂隙产生水压力，或者是气温变化、冻融松动岩石，或者是植物根系生长造成膨胀压力，以及地震、雷击等外力作用（图1-1）。
滑坡是指岩土体在重力作用下，沿坡内软弱面产生的整体滑动。
与崩塌相比滑坡通常以深层破坏形式出现，其滑动面往往深入坡体内部，甚至可以延伸到坡脚以下。
其滑动速度虽比崩塌缓慢，但是不同的滑坡滑动速度相差很大，这主要取决于滑动面本身的物理力学性质。
当滑动面通过塑性较强的岩土体时，其滑动速度一般比较缓慢；相反，当滑动面通过脆性岩石，且滑动面本身具有一定的抗剪强度，在构成滑面之前可承受较高的下滑力，那么一旦形成滑面即将下滑时，抗剪强度急剧下降，滑动往往是突发而迅速的。
滑坡根据滑动模式和滑动面的纵断面形态可以分为平面滑动、圆弧滑动、楔形滑动以及复合形。
当滑动面倾向与边坡面倾向基本一致，并且存在走向与边坡垂直或接近垂直的切割面，滑动面的倾角小于坡角且大于其摩擦角时有可能发生平面滑动。
边坡稳定性分析方法
边坡稳定性分析方法至今为止，广大学者针对边坡稳定性的分析方法主要包括以下两个方面。
(一)定性分析方法此方法的研究对象主要包括边坡稳定性的影响因素、边坡失稳破坏时的力学作用、边坡的工程价值等，以及结合边坡的形成历史，从定性的角度解释和说明了边坡的发展方向及稳定性情况。
该方法的优势在于充分地分析了影响边坡稳定性中各个因素的相互作用关系，能够快速地评价边坡的自稳能力。
具体包括以下几个方面：(1)自然历史分析法自然历史分析法主要是通过分析边坡发育历史进程中的各种自然影响因素，包括边坡自身的变形情况、发育程度以及边坡分布区域的地貌特征、岩层性质、构造活动等，进而评价边坡的总体情况和稳定性特征，同时也可以预测将来可能导致边坡变形和失稳的触发因素。
该方法对边坡稳定性所做出的评价是从边坡的自然演化方面入手的。
(2)工程地质类比法工程地质类比法首先需要对边坡概况进行充分了解，包括组成边坡的岩体岩性、产状和结构面特征。
然后将目前已知的边坡稳定性情况和需要研究的边坡进行对比，记录两者之间的相似性与差异性，以此分析出所要研究边坡的稳定性情况和破坏模式。
为了能够准确地类比分析，就需要对现有边坡的环境地质条件进行全面的调查记录，并建立数据库。
该方法能够大致判断出研究对象的稳定性发展状况和趋势。
(3)图解法图解法通过在示意图上表示出边坡本身各类参数的组合关系来对边坡的稳定情况、破坏特征、破坏因素以及未来的发展方向进行分析。
常用的图解法包括极射赤平投影、边坡等比例投影等。
该方法的优势在于可以直观地表示影响边坡稳定性的因素。
(二)定量分析方法此方法主要通过数值法和极限平衡法等数学手段，依靠计算软件，更加精确地给出满足实际情况的边坡稳定性分析结果。
(1)极限平衡法主要是按照摩尔-库伦强度准则，通过分析作用在土体上的静力平衡条件来判断边坡的稳定性情况，最常见的极限平衡法是条分法，该方法经过100多年的发展，已经成为目前工程实践中使用最为广泛的一种方法。
边坡稳定性分析方法及其适用条件
边坡稳定性分析方法及其适用条件边坡稳定性是指边坡在外力作用下保持不倒塌或滑动的能力，边坡稳定性分析方法一般可以分为经验法、力学方法和数值模拟方法三类。
不同方法适用于不同类型的边坡，且各方法在分析准确性、工程实施条件、运算速度以及数据要求等方面有所不同。
1.经验法：经验法是基于大量实际工程经验和观测总结出的简化计算方法，适用于边坡规模较小、地质条件比较简单的情况。
根据边坡的高度、坡度、土质等因素，通过经验公式计算出边坡的稳定性系数，从而判断边坡的稳定性。
2.力学方法：力学方法是通过岩土力学原理和边坡土体的力学性质来分析边坡稳定性。
力学方法主要应用于边坡高度较大、复杂地质条件的情况。
常用的力学方法包括平衡法、极限平衡法、有限元法等。
-平衡法：平衡法是基于边坡的平衡条件进行分析的方法，通过计算剪力平衡方程来确定边坡的稳定性。
平衡法适用于坡度较小、土体不饱和、坡面无裂缝等条件下的边坡稳定性分析。
-极限平衡法：极限平衡法是在平衡法的基础上引入抗剪参数的概念，通过计算抗剪参数的极限值来判断边坡的稳定性。
极限平衡法适用于任意坡度、土体饱和或部分饱和的边坡稳定性分析。
-有限元法：有限元法是一种基于连续介质力学和离散化原理的数值分析方法，将边坡土体划分成网格，通过求解有限元方程来计算边坡的应力和变形，并进而判断边坡的稳定性。
有限元法适用于复杂地质条件和复杂边坡形状的稳定性分析。
3.数值模拟方法：数值模拟方法是通过数值计算和模拟来分析边坡稳定性，主要利用计算机和专业软件进行模拟计算。
数值模拟方法通常适用于复杂地质条件、复杂边坡形状、非线性、动力等问题的研究。
常用的数值模拟方法包括有限差分法、边界元法、粒子法等。
总体来说，经验法适用于边坡规模较小、较简单的情况；力学方法适用于边坡规模较大、地质条件复杂的情况；数值模拟方法适用于复杂的边坡形状和非线性、动力问题。
在实际工程中，边坡稳定性分析通常采用多种方法相结合的方式，综合考虑不同方法的分析结果，从而提高分析的准确性。
边坡稳定分析的极限平衡方法研究综述
1.绪论1.1边坡的灾害在人类工程中的自然边坡和人工边坡经常考虑边坡稳定性，边坡失稳会造成巨大的人员伤害和经济损失，正如一些专家们所说的那样，边坡失稳产生的滑坡现象已变成同地震和火山相并列的全球性三大地质灾害之一。
据统计，我国每年由于滑坡所造成的损失达数亿元，严重危害着人民的生命和财产安全，由于这些严重事实的存在，致使人类与滑坡灾害作斗争的努力始终没有中断。
由于人们不懈的努力，在认识滑坡机理、完善边坡稳定分析理论和方法、开发滑坡治理技术和滑坡预报等方面不断取得新的研究成果和进展。
因此有必要进行边坡的变形和破坏进行研究，对可能出现失稳或者已经失稳的边坡工程进行稳定分析，保证边坡工程的稳定性。
边坡岩、土体在一定坡高和坡角条件下的稳定程度。
按照成因、边坡稳定性，边坡分为天然斜坡和人工边坡两类，后者又分为开挖边坡和堤坝边坡等。
按照物质组成，边坡分为岩体边坡、土体边坡,以及岩、土体复合边坡3种。
按照稳定程度，分为稳定边坡、不稳定边坡，以及极限平衡状态边坡。
不稳定的天然斜坡和设计坡角过大的人工边坡，在岩、土体重力,水压力，振动力以及其他外力作用下,常发生滑动或崩塌破坏。
大规模的边坡岩、土体破坏能引起交通中断，建筑物倒塌，江河堵塞，水库淤填，给人民生命财产带来巨大损失。
研究边坡稳定性的目的，在于预测边坡失稳的破坏时间、规模，以及危害程度，事先采取防治措施，减轻地质灾害，使人工边坡的设计达到安全、经济的目的。
1.2我国边坡稳定性分析的发展及防治边坡破坏的类型很多，常见的是崩塌和滑坡。
陡坡前缘部分岩、土体突然与母体分离，翻滚跳动崩坠崖底或塌落而下的过程和现象，称为崩塌。
边坡部分岩、土体沿着先前存在的地质界面，或新形成的剪切破坏面向下滑动的过程和现象，称为滑坡。
在边坡破坏中，滑破是最常见，危害最严重的一类。
所有的边坡失稳，均涉及到边坡岩、土体在剪切应力作用下的破坏。
因此，影响剪切应力和岩、土体抗剪强度的因素，都影响边坡的稳定性。
边坡稳定性分析方法和适用条件
边坡稳定性分析方法和适用条件一、经验法：经验法是指根据实际工程经验和历史数据，运用公式或经验关系对边坡稳定性进行初步评估和判断。
经验法主要适用于初步设计阶段，可以快速判断边坡的稳定性，但精度较低。
常见的经验法有切坡稳定系数法和地质力学分类法。
切坡稳定系数法是根据剪切强度理论，将边坡剪切强度与外力因素之比来进行稳定性评估的方法。
常用的切坡稳定系数有库仑切坡系数、比谢尔切坡系数和斜坡承载系数等。
地质力学分类法是将边坡划分为不同类别，根据边坡的形状、岩性、构造、地质断层等因素，选择相应的边坡稳定性参数，进行评估。
常用的分类法有英国地质力学分类法和日本地质力学分类法等。
二、解析法：解析法是指通过建立边坡稳定性的解析模型，运用解析解或解析关系对边坡进行稳定性分析。
解析法适用于边坡形状简单、边坡参数确定明确的情况。
常见的解析方法有切坡法、极限平衡法和承载力平衡法等。
切坡法是通过建立边坡剪切面的切平衡方程，求解边坡的稳定性系数。
切坡法适用于边坡形状不规则、变化较大的情况。
极限平衡法是根据极限平衡状态，建立边坡的稳定性方程，求解稳定性系数。
极限平衡法适用于边坡开挖、填筑以及高边坡等情况。
承载力平衡法是根据边坡土体的强度参数和边坡几何形状，建立力学平衡方程，求解边坡的稳定性系数。
承载力平衡法适用于复杂边坡、非均质边坡的稳定性分析。
三、数值模拟法：数值模拟法是指通过建立边坡的数值模型，利用计算机进行边坡的力学行为分析，求解边坡的稳定性。
数值模拟法适用于边坡形状复杂、地质条件复杂、边坡参数变化大的情况。
常用的数值模拟方法有有限元法、边坡稳定分析软件等。
有限元法是将边坡划分为有限个单元，建立边坡的离散模型，通过求解有限元方程，得到边坡的位移和应力分布，从而进行稳定性评估。
边坡稳定分析软件是基于数值模拟原理，将边坡稳定性分析过程进行自动化处理的软件工具。
常见的边坡稳定分析软件有GeoStudio和Plaxis等。
以上是边坡稳定性分析的几种常见方法，不同的方法适用于不同的情况，工程设计人员可以根据实际情况选择合适的方法进行分析和评估。
岩质边坡稳定性分析方法文献综述
岩质边坡稳定性分析方法文献综述摘要岩质边坡工程稳定性研究的发展，也是稳定性分析方法的发展，按定性分析和定量分析进行分类梳理，并阐述了各方法优缺点及适用范围，为工程实际选取岩质边坡稳定性分析方法提供一定参考，为其研究及发展提供帮助。
关键词：岩质边坡、定性分析、定量分析1 概述在与岩石相关的实际工程中，岩质边坡稳定性问题会经常遇到，目前的岩质边坡稳定性分析方法繁多，不同的分析方法使用条件及限制因素不同，各实际工程工况的影响因素也大不相同，如何客观有效、高效合理的选择分析方法进行稳定性分析是一个需要慎重选择的问题。
2 岩质边坡稳定性分析发展李文波学者在《岩质边坡稳定性分析方法及应用》[1]一文中指出，岩质边坡稳定性研究发展历程分三大阶段，第一阶段将岩体视为松散体，第二阶段可分为两种分析方法，其一以刚体平衡原理为基础，利用数学分析法或图解法求得安全系数；其二以有限元法、边界元法或离散元法分析岩质边坡内部变形特征和应力状态。
第三阶段主要利用计算机定量或半定量模拟边坡开挖破坏全过程，信息论、模糊数学、数量化理论和系统论方法等新理论被引入边坡稳定性研究，为定量评价和预测岩质边坡稳定性开辟广阔前景。
3 定性分析法3.1工程类比法工程类比法是将研究过的边坡稳定性问题涉及的影响因素、治理经验引申到相似边坡上，是一种基于现场调查、统计、分类基础上的定性分析方法。
3.2地质分析法从经验和表象方面看，边坡岩体的破坏形式受岩体结构及性质控制，地质分析法适用于天然边坡评价，对边坡的地质构造和边坡破坏形式进行分析，还原历史演变过程，从而对边坡稳定就行定性评价。
3.3范例推理评价法范例推理就是将当下的问题命为目标范例，将记忆中问题名为源范例，通过目标范例筛选源范例，由源范例指导目标范例求解。
4 定量分析法4.1确定性分析方法确定性分析方法主要包括极限平衡法、数值分析法和图表法[2].4.1.1极限平衡法极限平衡法根据摩尔库伦准则将滑动趋势范围内的边坡岩体看成刚体，划分成若干条块，受力分析，建立滑体力/力矩平衡，根据下滑力与抗滑力的比值建立安全系数表达式从而定量分析，方法简单直观。
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文章编号:100926825(2009)0420144202
边坡稳定性分析方法综述
收稿日期:2008210207
作者简介:杨 军(19752),男,工程师,西北综合勘察设计院,陕西西安 710003
杨 军摘 要:按定性分析方法、定量分析方法和不确定分析法的分类形式回顾了边坡稳定分析的研究历史和发展历程,总结了其中主要的方法,针对当前的研究热点,论述了三维稳定性分析、数值分析法和不确定性分析方法的动态和现状,并对发展趋势进行了合理展望,以使边坡稳定性分析方法更加完善。关键词:边坡稳定性,动态,发展趋势中图分类号:TU413.62文献标识码:A
我国是一个多山国家,山地灾害频繁发生,给国民经济发展造成了严重影响。其中边坡灾害已成为仅次于地震的第二大地质灾害。边坡稳定性研究历来是国内外学术界和工程界关注的重大课题,直接关系到边坡工程的安全性、经济性。边坡稳定性评价包括两方面的任务:一方面要对边坡稳定性做出评价,另一方面要为人工边坡的合理设计和整治边坡的措施提供设计依据[1]。为了推动边坡稳定性研究良性发展,总结过去,分析研究动态,展望未来,不断总结,找到不足,不断提高,少走弯路,具有十分重要的历史意义和现实意义。1 边坡稳定性分析方法回顾1.1 定性分析方法定性分析方法主要是通过工程地质勘察,对影响边坡稳定性的主要因素、可能的变形破坏方式及失稳的力学机制等分析,对已变形地质体的成因及其演化史进行分析,从而给出被评价边坡的一个稳定性状况及其可能发展趋势的定性说明和解释。常用方法主要有:自然历史分析法、工程地质类比法、边坡稳定性分析数据库、专家系统及图解法等。1.2 定量分析方法1.2.1 极限平衡法极限平衡法是目前边坡稳定性分析中最常用的方法。工程上惯用的是费伦纽斯(W.Fellenius)(1927年)的简化条分法,即瑞典圆弧法,假定滑动面为圆弧,该方法在没有计算机的年代能大大简化计算,是一种实用的方法。Bishop(1950年)对传统的Fel2lenius法作了重要改进,提出了安全系数的定义,通过力矩平衡来确定安全系数。在国内传递系数法也是一种常用的方法,其安全系数与Bishop法比较接近,但当遇到软弱夹层时安全系数偏大。1.2.2 极限分析法塑性极限分析法考虑岩土体应力—应变关系,用塑性力学上限、下限定理分析边坡稳定问题,就是从下限和上限两个方向逼近真实解。这一求解方法最大的好处是回避了在工程中最不易弄清的本构关系表达式,因而具有物理概念清晰、应用简单且在很多情况下可给出问题的严密解等优点。陈祖煜在这方面做了大量研究[224],严格地推导了二维边坡稳定分析的上限解和下限解,通过虚功原理求解使得Sarma法求解变得十分简单,大大提高了计算效率。1.2.3
数值分析法
数值分析法是考虑到岩土体为非均质、不连续、大变形等特点而出现的方法。有限元法是数值分析法中的典型代表,有限元法全面满足了静力许可、应变相容和应力—应变之间的本构关系,与极限平衡法相比具有以下优点:破坏面的形状或位置不需要事先假定;不必要引入假定条件,保持了严密的理论体系;有限元解提供了应力—变形的全部信息[5]。有限元法是一种比较理想的分析边坡应力、变形和稳定性态的手段。在有限元法后又发展了边界元法、FLAC法、离散元法、块体理论(BT)和不连续变形分析(DDA)等数值分析法。数值分析需要解决的问题是岩土体本构关系和输入数据的精度。1.3 不确定分析法近年来,随着科学技术的进步和滑坡、边坡理论研究的深入,
人们已普遍认识到传统的边坡稳定性分析中还存在许多不确定性因素。因此,国内外许多学者探索如何在评价边坡稳定时将这些不确定性因素考虑进去,这几年发展起来的主要方法有概率分析法[628]、人工神经网络分析法[9,10]、模糊综合评判法和灰色系统
参考文献:
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HOUXue2gangAbstract:Combinedwiththeengineeringsituationofthegrooverockexcavation,theauthorcarriesouttheconstructionbyusingtheshallowholeblastingtechnology,discussestheselectionoftheblastingmaterial,theblastingdesignprinciple,theblastingdesignpointsandthecon2structionpoints,itcreatestheconsiderableeconomicbenefitfortheprojecttousetheshallowholeblastingtocarryoutthegrooverockexcava2tion,andguaranteethesuccessfulcompletionoftheprojects.Keywords:grooverockexcavation,shallowholeblasting,design,construction
・441・第35卷第4期2009年2月 山西建筑SHANXI ARCHITECTURE Vol.35No.4Feb. 2009
© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net理论分析法等。2 边坡稳定性分析方法动态2.1 边坡三维稳定性分析三维极限平衡法是边坡三维评价中发展较早的,其特点是可以更加真实地反映边坡的实际形态,特别是当滑坡面已经确定时,使用三维分析可以恰当的考虑滑体内由于滑裂面的空间变异特征对边坡稳定系数的影响。冯树仁,丰定祥,葛修润等(1999年)提出了一种评价边坡稳定性的三维极限平衡方法并探讨了SSA23D程序的实用性。弥宏亮,陈祖煜等(2001年)全面分析了边坡稳定三维极限分析方法中上限解和极限平衡两种方法的原理、可行性和实用性,并且将其用于澜沧江小湾水电站边坡稳定性评价。杨强等(2005年)结合锦屏典型高边坡三维非线性有限元仿真分析,对高边坡整体稳定分析的极限平衡计算方法进行了研讨,对滑块变形直至失稳的全过程进行了全面深入分析。2.2 数值分析法动态有限元强度折减法近来在国内外受到关注,在边坡稳定分析中已逐渐得到认可。郑颖人,赵尚毅(2004年)将有限元强度折减法应用于岩质边坡的稳定分析,得到了岩质边坡的滑动面和安全系数,开创了求节理岩质边坡滑动面与稳定安全系数的先例。谭晓慧等(2007年)通过结构工程的简单算例,研究了有限步长迭代法中初始步长及步长调整系数的取值,结合边坡稳定的有限元可靠度分析,探讨了有限步长迭代法对于边坡工程的适用性。2.3 不确定分析法动态近年来边坡稳定性评价与各类数学模型结合得越来越紧密,不确定性分析方法也得到了较快发展。杨磊(2005年)系统概述了滑坡破坏概率分析的基本原理,以三峡库区的龙王庙滑坡为例,论述了地下水对滑坡的作用,进行了滑坡的破坏概率分析,能更准确、全面地判断滑坡的稳定性。3 边坡稳定分析研究发展趋势展望1)定性分析包含很强的主观因素,不能非常客观的反映边坡的时效变形和边坡变形的累进过程;定量分析方法,为了建立某个模型或使某问题可解而人为的进行强行简化,而且将土强度参数及外界因素都取一个定值,采用安全系数或类似安全系数标准来衡量土坡稳定性,也有其局限性;非确定性分析法归根结底还是建立在大量的、详细的野外调查的基础上,即其本质是定性分析加现代计算方法而已。因此,继续完善和发展现有理论和方法,扬长避短是必要和迫切的。2)由于边坡问题的复杂性,其失稳机理至今未形成统一的、普遍适用的学说,导致边坡稳定性分析等相关研究也呈现相同的特点,但各种边坡失稳情况之间必然存在着共同的规律,从长远的发展来看建立具有普遍意义的边坡失稳机理和稳定性评价方法是必然趋势。3)目前,边坡稳定性分析方法中对外因的考虑不充分,虽然也有一些学者作了一些工作,但一般只限于降水、地下水、地震等常见情况,且是单独考虑,而事实上边坡的稳定性受到众多因素的共同影响,因此建立多因素的综合评价方法是必要的。4)边坡稳定性评价只是静态评价,
反映边坡某一时刻的稳定状态,有必要建立全过程评价方法,反映边坡各个时段的稳定状态,可用稳定系数曲线来表示,这也是对边坡时间预测预报的有力补充。5)边坡稳定性评价与力学、计算机、数学等相结合加快了边坡稳定性分析的发展,但并未形成自己的理论体系,因此,如何建立符合边坡稳定分析的理论体系或组合理论体系,是需要解决的又一难题。6)重视人类活动动态,加强人类活动与边坡稳定的相互作用研究。4 结语1)边坡稳定性分析方法可归纳为定性分析方法、定量分析方
法和不确定分析法三大类,其中又包含不同层次的小类,三类方法各有优劣,可相互补充,扬长避短。2)现阶段,边坡稳定性分析方法研究主要集中在与计算机技术、岩土力学、数学模型结合上,
也产生和发展了一些新方法,其中三维稳定性分析是研究热点之一,以有限元法为代表的数值分析法以及各种不确定性分析方法发展迅速,而传统的极限平衡法主要以改进为主。3)根据分析认为边坡稳定性分析研究在以后需要解决以下主要问题:继续完善和发展现有理论和方法,扬长避短;建立具有普遍意义的边坡失稳机理和稳定性评价方法;统一评价标准,增加各方法之间的对比性;建立多因素的综合评价方法;建立反映边坡各个时段稳定状态的全过程评价方法;建立符合边坡稳定分析的理论体系或组合理论体系;重视人类活动动态,加强人类活动与边坡稳定的相互作用研究。参考文献:
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