关于岩土工程边坡问题的文献综述
岩土工程勘察边坡治理探析

岩土工程勘察边坡治理探析边坡失稳与治理边坡指的是坡面倾斜的坡体,若坡体的坡面倾斜,将极易受到自身及内外力作用,导致坡体出现由高向低滑动的趋势,如果内部某面滑动力超出了土体能够抵抗滑动的能力时,就会导致边坡失稳现象发生,边坡失稳属于岩土结构变形中常见的复杂不良地质现象。
边坡失稳的地质条件十分复杂,且作用因素极多,各种不确定性都存在,当前,岩土工程研究人员还未全面掌握边坡失稳的作用与发生机制,也难以度坡体变形演化情况进行定量分析。
当前,边坡失稳的治理工作仍属于一项艰巨的任务,为此,对边坡工程中岩土工程展开科学的勘察及有效的稳定性分析,制定完善的治理措施,最大限度地降低边坡失稳可能引发的危害性,成为岩土工程领域的研究热点之一。
2边坡治理中岩土工程勘察的作用分析在初步勘察阶段需对边坡已有地质资料进行收集,然后对边坡工程地质进行测绘、勘探、试验,对边坡变形机理加以分析,以实现对边坡稳定性的初步评价;在详细勘察阶段,需要在初步勘察的基础上,对所发现不稳定或稳定性较差的边坡,以及邻近地段加以系统测绘、勘探、测试、分析与计算,为边坡治理方案的设计提供必要的计算参数,以便对边坡稳定性加以科学分析;在施工勘察阶段,需要对前两阶段的勘察内容加以补充。
2.1地质测绘进行边坡地质测绘时,其范围切忌超出边坡工程处治范围某一距离,通常为20m左右。
所绘制的地形图,采用的比例尺通常不超过1:500。
对于边坡横断面地形图而言,测绘过程中通常为每20m一道。
若地形结构较为复杂,且变化较大时,在地形变化特征点区域,应对截断面地形图进行加测,绘制的横断面地形图,所采用的比例尺通常不应超过1:200。
2.2地质勘探如果只进行工程地质测绘,是很难明确边坡工程的总体地质情况的,因此,在边坡工程岩土勘察过程中,还必须进行地质勘探,以便全面、系统地明确边坡工程的地质条件,如地质的特征、构造、成因、滑动面形状特征、水文地质条件等。
此外,还应为边坡岩土力学性质的测定,地下水运动规律的探索奠定基础。
岩土工程中边坡治理技术的分析

岩土工程中边坡治理技术的分析摘要:在岩土工程中,边坡治理是一项比较常见的技术,它的重点在于对滑坡的形成机理进行查明,并对不同边坡加固方式特点及时进行掌握。
文章结合所从事的边坡治理的工程案例的经验,对边坡治理进行了详细的探究,希望通过本研究,可以为同行业提供一定的参考借鉴作用。
关键词:岩土工程;边坡;治理1、引言边坡指的是有着一侧临空面的地质体,它可以分成自然形成和人类活动挖方等形式形成的边坡。
它的稳定性对人们的生命财产安全和工程建设的顺利进行有着重要的促进作用,是需要关注的重点问题。
2、岩土工程边坡治理特点分析地域性:由于所处地理位置、环境的不同、人口、土地空间,边坡加固的方式也不同。
降水量较多的区域,水土的流失非常严重,因此,对于边坡表面防渗、防土壤流失等都提出了比较高的要求。
比如马来西亚地区,年降水量远高于世界平均水平,为了有效预防边坡,通过采取种植植物的加固方式或堆积岩堆的方式对其进行防护。
采取植物加固边坡分析如下:植物的根和茎对土体抗剪能力有所增强;植物的蒸腾作用可以对边坡内的水分进行吸收,使边坡表面产生负孔压。
在边坡表面将岩石块体进行堆积,进而大大增强边坡表面的排水能力,进而有效缓解了土体的流失,这是非常便捷、快速的施工方法。
另外,堆积也会造成边坡下滑,在别的区域采用此方法其效果便会更差一些。
例如,位于我国青海的西藏,较为常见的就是冻土边坡,采用挡土墙进行加固是非常不合适的,这是由于土体的冻融会使得边坡和支挡出现了变形,且变得非常不协调,并对支挡部分造成了极大的破坏。
需要想办法阻止边坡土体和外界的温度,减轻冻融循环,可采用铺盖草垫的方式。
对于处于膨胀区域的斜坡,通常采取此加固方式无效,则要采取挖除换填稳定斜坡。
时间性:按照边坡滑坡体进行变动的速度,着重考虑加固方式的周期。
通常,对于那些周期短、见效快的进行堆载,此种方法可以有效减轻位移速度,但是,不能大大增加抗滑能力,其安全性也不够明显,此种方式可以当作紧急处理的形式,在此法进行同时,挡土墙、抗滑桩则要进行加紧修筑。
边坡稳定性分析方法综述

天津大学网络教育学院专科毕业论文题目:边坡稳定性分析方法综述完成期限:2015年8月24日至 2015年10月25日学习中心:新疆伊犁教学中心专业名称:学生姓名:学生学号:指导教师:曹松荣边坡稳定性分析方法综述一、引言边坡包括天然斜坡和人工开挖的边坡。
自然界中的山坡、谷壁、河岸等各种斜坡形成,是地质营力作用的结果。
人类工程活动也经常开挖出大量的人工边坡,如路堑边坡,运河渠道、船闸、溢洪道边坡,房屋基坑边坡和露天矿坑的边帮等。
边坡的形成,使岩土体内部原有应力状态发生变化,出现应力重分布,其应力状态在各种自然营力及工程影响下,随着边坡演变而又不断变化,使边坡岩土体发生不同形式的变形与破坏。
不稳定的天然斜坡和人工边坡,在岩土体重力、水及震动力以及其它因素作用下,常常发生危害性的变形与破坏,导致交通中断,江河堵塞,塘库淤填,甚至酿成巨大灾害。
在工程修建中和建成后,必须保证工程地段的边坡有足够的稳定性。
边坡的工程地质问题,就是边坡的稳定性问题。
边坡稳定性分析和边坡研究的核心,也是一个十分重要的岩土工程问题。
在公路、铁路等交通设施的建设以及露天矿井、水利水电、深基坑开挖等大型的坝体工程中,都会遇到各种各样的边坡稳定性问题。
边坡失稳轻则增加投资,延长工期,重则损毁建筑物,造成人员伤亡及财产损失等。
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。
本文从自然因素和人为因素分析了响边坡稳定性的因素,同时研究了边坡破坏机理及类型,并论述了边坡稳定三种方法,分别是定性分析法,定量分析法,不确定分析法。
最后,根据实际情况分析了边坡防护及加固措施。
二、影响边坡稳定性的因素边坡的稳定性因素是指在地质、水文、地貌、风化因素以及人类活动等的综合作用下所发生的一系列对边坡的正常运行产生影响的病害。
造成边坡裂缝,如不及时治理裂缝,雨水量沿裂缝下渗,进一步造成路基的不均匀沉陷和路基路面对应位置裂缝的发展,进而影响到边坡的稳定(如边坡塌滑、崩裂等)。
边坡工程稳定性探讨论文范本

边坡工程稳定性探讨论文边坡工程稳定性探讨论文范本1边坡工程稳定性分析1.1边坡稳定性的影响因素①地质构造。
地质构造因素主要是指边坡地段的褶皱形态、岩层产状、断层和节理裂隙的发育程度以及新构造运动的特点等。
通常在区域构造复杂、褶皱强烈、断层众多、岩体裂隙发育、新构造运动比较活跃的地区,往往岩体破碎、沟谷深切,较大规模的崩塌、滑坡极易发生。
②岩体结构。
不同结构的岩体,物理力学性质差别很大,边坡变形破坏的性质也不同。
③风化作用。
边坡岩体,长期暴露在地表,受到水文、气象变化的影响,逐渐产生物理和化学风化作用,出现各种不良现象。
当边坡岩体遭受风化作用后,边坡的稳定性大大降低。
④地下水。
处于水下的透水边坡将承受水的浮托力的作用,使坡体的有效重力减轻;水流冲刷岩坡,可使坡脚出现临空面,上部岩体失去支撑,导致边坡失稳。
⑤边坡形态。
边坡形态通常指边坡的高度、坡度、平面形状及周边的临空条件等。
一般来说,坡高越大,坡度越陡,对稳定性越不利。
⑥其他作用。
此外,人类的工程作用、气象条件、植被生长状况等因素也会影响边坡的稳定性。
1.2边坡工程稳定性分析方法1.2.1边坡极限平衡法。
极限平衡法是根据边坡上的滑体或滑体分块的力学平衡原理(即静力平衡原理)分析边坡各种破坏模式下的受力状态,以及利用边坡滑体上的抗滑力和下滑力之间的关系来评价边坡的稳定性。
极限平衡法是边坡稳定分析计算的主要方法,也是工程实践中应用最多的一种方法。
1.2.2边坡可靠性分析法。
边坡工程是以岩土体为工程材料,以岩土体天然结构为工程结构,或以堆置物为工程材料,以人工控制结构为工程结构的特殊构筑物。
这些构筑物都程度不同地存在组成和结构上的不均匀性,天然边坡尤为突出,因为构成边坡的地质体经受长期的多循环的地质作用,而且作用强度不一,且又错综复杂,致使它们的工程地质性质差异很大。
现阶段边坡可靠度分析的常用方法有蒙特卡洛模拟法,可靠指标法,统计矩法以及随机有限元法。
岩石边坡稳定及防治措施研究

岩石边坡稳定及防治措施研究摘要:随着国家经济的飞速发展,工程建设项目也越来越多,而在矿山、公路交通等项目建设中高陡边坡的稳定性问题变得越来越突出。
文章通过多年经验对影响高边坡稳定性的因素进行了比较深入的研究,并就其问题提出了有效地防治措施,对工程建设高边坡处理和工程整体运行有积极的促进作用。
关键词:岩石;边坡稳定;影响因素;防治技术随着工程项目规模的逐渐加大,工程建设中出现了越来越多的高陡边坡,而高边坡的稳定性问题也变得越来越严重,这些边坡的稳定性直接影响了工程施工的安全和企业利益,需要得到及时解决;另一方面由于工程需要,需要原来稳定岩体而形成新的人工边坡,从安全角度来讲坡脚越小越好,但从经济上讲坡脚越大越经济,因此,如果要真正对边坡的稳定性做出符合于客观实际的正确评价,就需要真正了解影响岩石边坡稳定的主要因素,并提出合理有效并且经济的边坡稳定防治措施,保障工程顺利进行。
1岩质边坡破坏失稳模式岩质边坡破坏失稳主要包括4种破坏模式:第一,沿倾向和走向大致平行的软弱结构面发生平面滑动破坏;第二,当存在多个不连续结构面时,则可能沿多个交线发生楔形破坏;第三,在比较破碎的岩质节理边坡中,最容易沿着近似弧线发生圆弧破坏;第四,当岩层中含有多层次的软弱夹层时,由于各层面风化程度不一样,容易产生折线破坏。
2岩质边坡失稳破坏的影响因素分析岩质边坡失稳是内外多方面复杂原因造成的,内部因素主要包括地质构造特征和岩体结构等,它是产生失稳破坏的内在条件。
外部因素包括地下水、地表水得腐蚀,地震、人工加载和开挖等,是产生失稳破坏的触发因素。
因此,在进行边坡稳定分析的时候,必须同时分析内部原因和外部原因,抓住主要原因,对边坡进行科学有效地预防和治理。
①地质构造因素:地质构造主要由节理、断层、破碎带及其软弱夹层组成,经验表明地质构造因素决定了岩层的产状及发育程度、结构面包括断层的性质,而结构面决定了滑动面的形状和位置,特别是在地质条件复杂、地质活动强和断裂破碎带附近,边坡失稳情况更为普遍,另一方面边坡层理产状与岩质边坡破坏也有非常密切的关系,当山坡坡度大于层面倾角时,就容易发生滑动破坏,而且倾角越大越不稳定。
论文《浅谈建筑边坡工程及其应用》

内容摘要工程建设中一直存在边坡工程问题,边坡失稳引起的滑坡、崩塌灾害往往带来巨大的生命和财产损失。
本文的研究课题主要涵盖了以下几个方面的内容:首先对边坡工程的重要性,分级进行了简单的介绍,接着对边坡工程稳定性分析及评价进行了阐述,包括边坡稳定的影响因素分析,边坡破坏的基本形式以及边坡稳定性分析计算方法。
接着对边坡支护结构常用型式及适用范围进行了介绍归纳,最后对常见边坡技术问题以及解决方法进行了分类和汇总。
关键词:建筑边坡;稳定性分析;破坏形式;处治技术;支护结构目录内容摘要 (I)引言 (1)1 概述 (2)1.1 建筑物边坡工程的重要性 (2)1.2 边坡的分类 (2)1.3 边坡工程的重要性和分级 (3)2 边坡工程稳定性分析及评价 (5)2.1 边坡稳定的影响因素分析 (5)2.2 边坡破坏的基本形式 (6)2.3 边坡稳定性分析计算方法 (6)2.3.1 定性分析方法 (6)2.3.2 定量分析法 (6)2.3.3 物理模型法 (7)2.3.4 现场监测分析法 (7)3 边坡支护结构常用型式及工程应用 (8)3.1 重力式挡墙 (8)3.1.1 工程特点 (8)3.1.2 应用实例 (8)3.2 抗滑桩 (9)3.2.1 工程特点 (9)3.2.2 应用实例 (10)3.3 锚杆加固 (10)3.3.1 工程特点 (10)3.3.2 应用实例 (11)3.4 预应力锚索 (12)3.4.1 工程特点 (12)3.4.2 应用实例 (12)4 常见技术问题及解决办法 (14)4.1 边坡勘察方面 (14)4.2 土质边坡工程的失稳方面 (14)4.3 边坡工程的边坡工程监测 (15)4.4 边坡的景观设计 (15)5 结论 (16)参考文献 (17)引言建筑边坡工程技术涉及多个学科领域,包括支护结构,建筑材料工程,水文地质等等,尤其是近些年来,建筑边坡工程发展也非常迅速,但是依旧存在诸多的实践工程存在施工监测,勘察维护方面的问题,导致工程质量低劣。
岩土工程中高填方边坡的稳定性分析与治理措施
岩土工程中高填方边坡的稳定性分析与治理措施摘要:因为地域存有差异,因此在一些对岩土工程开展施工的过程中,会发生部分地区的高填深入问题,进而造成岩土工程发生高边坡。
有的工程项目不仅建设中依然还存有很多的高填方边坡,在根据方法解决原貌土以后,虽然能够将其运用到填方工程项目中,可是由于其正品构造早已被毁坏,因此会在工程项目特点层面发生一定差别,而渣石颗粒物中间有相对较大的孔隙,造成难以夯实的情况。
填方品质对岩土工程中的高填方边坡的稳定性有着严重的影响,假如没法进行合理的解决,可能造成边坡存有较多的安全风险。
关键词:岩土工程;高填方边坡;稳定性.前言:伴随着当今建筑施工中基础设施建设的经营规模持续的提升,而由于地域特点所以有着很大的差异,因此在针对岩土工程开展施工的过程中,会发生很多高边坡,而边坡本身的稳定性,则会对岩土工程的基础设施建设导致非常大的影响。
岩土工程中针对边坡执行结构的加固方式,能够合理的解决高填大坑的难题,而通过加固边坡可以确保边坡本身的稳定性,进而防止边坡发生变形以后产生对砂土的毁坏。
文中深刻剖析了根据极限平衡法的高填方边坡稳定性,随后简易地阐述了边坡稳定性基础理论,最终根据高填方边坡稳定性明确提出岩土工程高填方边坡的整治对策。
1、根据极限平衡法的高填方边坡稳定性陡坡的稳定性在发生剧变之后,被毁坏的一部分可以称之为弧形滚动面,在工程项目逐渐开展设计的环节,将滚动面假定为弧形面,对边坡的稳定性进行剖析。
根据边坡稳定性统计分析方法中的简布法、德国条分法及其简单化的毕肖普法等来开展剖析。
针对高填方边坡进行有关的科学研究工作中,根据弧形滑裂面假定的方式,剖析高填方边坡自定的稳定性。
假如在剖析全过程中,仍未具体考虑到水压力的危害,可以运用德国条分法针对总压力强度进行指标值剖析工作中,该方法获得的数值会具备高些的精准度。
而应用简单化毕肖普法来开展测算,尽管会忽视了土条中间的相互影响,可是却并不会影响到最后的数值。
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关于岩土工程边坡问题的文献综述 中国民航大学 赵锋 090741132 摘要:边坡分析理论经过近几十年的发展,基本形成了完善的体系。现有
的边坡稳定性分析评价模型大致有以下几类:(1)基于传统静力准则的评价模型;(2)基于数值计算方法的分析模型;(3)基于能量原理的分析模型;(4)基于系统控制论的分析模型;(5)基于智能技术的分析模型等;(6)性多模型综合评价。目前,边坡稳定性分析的方法很多,其中较为典型的有极限平衡法,极限分析法,有限元法等。 关键词:边坡分析理论、边坡稳定性分析模型、边坡稳定性分析方法、土质边坡的稳定性分析、岩质边坡的稳定性分析 1、背景 随着科技的进步和社会的飞速发展,全球的经济迅速崛起,因此很多重大项目如水电、露天采矿、能源及交通项目应运而生。这就极大地促进了岩土工程边坡分析理论的发展。 边坡分析理论经过近几十年的发展,基本形成了完善的体系。现有的边坡稳定性分析评价模型大致有以下几类:(1)基于传统静力准则的评价模型;(2)基于数值计算方法的分析模型;(3)基于能量原理的分析模型;(4)基于系统控制论的分析模型;(5)基于智能技术的分析模型等;(6)性多模型综合评价。 目前,边坡稳定性分析的方法很多,其中较为典型的有极限平衡法,极限分析法,有限元法等。
2、意义
边坡系统是一个开放的复杂系统,不断与周围环境进行着物质和能量交换,其稳定性除受地质因素制约外,还受到工程因素的影响,这些因素部分是确定的,更多的具有随机性、模糊性、可变性等不确定性。它们对不同类型边坡稳定性的影响程序也不一样,这些因素之间具有复杂的非线性关系。 在实际施工过程中由于受场地的限制,某些规模宏大的重大工程的建设,经常需在复杂地质环境条件下进行,因而人为地开挖了各种各样的高陡边坡。而这些边坡工程的稳定状态,事关工程建设的成败与安全,会对整个工程的可行性、安全性及经济性等起着重要的制约作用,并在很大程度上影响着工程建设的投资及效益。 因此,如何能够更好地了解与掌握边坡变形、发展规律,并在此基础上对边坡的变形和破坏进行防治,分析、评价边坡系统的稳定性,经济、合理地设计边坡工程直接关系到建设资金的投入和生命财产安全,其意义尤为重大。
3、现有边坡稳定性分析模型简述 3.1基于静力准则的模型 此类模型最基本常用的是极限平衡法。利用滑面上抗滑力与下滑力之比来定义安全系数,如下式:
式中σ i ,τ i ,Ai, ci ,φi分别为i滑面单元上的正应力、剪应力、面积、粘聚力和内摩擦角; N 为滑面单元的总数。评价标准是:当 K > 1 时为稳定状态;当 K = 1 时处于临界状态;当 K < 1 时为不稳定状态。在实际应用中,对式(1)还有一些改进的模型,如按合滑移矢量方向进行计算,将τs 沿局部滑面投影等。 尽管在理论思路上,此类模型概念明确,计算可行,但是不能真实地反映边坡系统的稳定性。在工程实际中常出现“安全稳定系数大于1的边坡破坏,而稳定系数小于1的边坡反而稳定”的矛盾现象。由于边坡系统的复杂性,影响因素的多样性,各因素之间的非线性,虽然极限状态时系统将发挥其最大的抵抗力,但并不意味着滑面上的各点都同时达到其最大的抗力。而且边坡的破坏一般是一个渐进的过程,其安全系数在达到极限状态过程中是一个变量。 3.2基于数值计算的模型 此类模型常用有限元法,将复杂的系统离散化后进行处理。有限元法是解决岩土工程问题中常用的一种模型,其突出特点是适合于处理非线性、非均质和复杂边界等问题。但是有限元法需要事先确定边坡岩土材料的本构模型及其参数,尽管本构模型一直是岩土工程研究前沿的重要领域,但真正在工程实践中得到应用的本构模型并不多,而且由于岩土材料固有的复杂性,影响岩土材料应力应变关系的因素很多,不太可能有一个普遍适用的本构模型。即使在本构模型确定以后,模型参数测定还是一个大问题;若考虑材料的非线性,有限元程序特别是三维有限元程序,其计算工作量非常大,并难以实现容错功能。虽然参数的确定还可以采用反分析方法,但是由于岩土材料的应力应变关系的高度非线性,应用位移反分析求岩土力学参数还是相当复杂的。 3.3基于能量原理的模型 此类模型从能量的观点建立模型,如按下式定义安全稳定系数:
式中ΔU为增稳内能,限体系的内能增量;ΔW为失稳外能,即外力所做的功。或以下定义: 式中D 为边坡系统的内能耗散率;A为外荷载所做的功等。以上两式的表达式都体现出这样的事实:如体系在原平衡位置上附加任意小位移,其储存的内能大于外力所做的功时,则系统是稳定的。这类模型表达式给出的安全稳定系数是利用系统在同一过程中的两个物理量(能量)来进行稳定性评价,没有体现出涉及到系统极限状态的变量,因此,怎样考虑系统某个状态相对于极限状态的稳定性,还有待于进一步的研究。 3.4基于控制论的模型 因而此类模型主要有两种方法,一种是基于模糊论的方法,一种是基于灰色理论的方法。由于边坡系统的复杂性,信息不对称性,影响因素具有高度的随机性、模糊性、可变性等不确定性,导致了边坡稳定性评价的困难。基于模糊论的模型在对边坡稳定性进行系统分析的基础上,以模糊数学为工具,提出了边坡稳定性模糊评价分析模型。 边坡稳定性分析过程中,往往涉及到若干相互制约的和复杂的影响因素,模糊评价模型对这些因素用模糊集合和隶属函数来描述,并协调矛盾,权衡利弊,进行综合考虑。但是模糊评价模型的信息准则是依赖于经验规律,由于边坡地质条件的复杂性和不确定性,这些经验规律不一定都适用。在不同的岩体性状下,各因素在边坡稳定性评价中所起的作用的大小或重要程度是不同的,这就涉及到权值随参数的变化规律,这在模糊评价中也是一个难点。而且在确定因素权重集时,若考虑的因素超过人的心里承受限度,其一致性检验很难通过。 不模糊评价模型不同,灰色评价模型着重研究外延明确而内涵不明确的问题。它以“部分信息已知,部分信息未知”的“小样本”、“贫信息”不确定性系统为研究对象,主要通过对“部分”已知信息的生成和开发,提取有价值的信息,实现对系统运行规律的正确认识和有效控制。 边坡系统在地质条件和各种环境因素的作用下,随时间逐渐演化,并受多方面因素的影响。灰色评价模型属于连续型预测方法,适用于边坡稳定性长期分析,并通过弱化序列随机性,能够发掘边坡系统的演化规律。但是灰色评价模型依赖的是“小样本”, “最少信息”,对于复杂的边坡系统,各因素间具有高度的非线性、关联性,这样就可能造成有用信息的丢失,导致失误的评价。在面对多种可能的解时,还需要不断补充信息,才能确定出满意解。 3.5基于智能技术的模型 该模型采用人工神经网络技术,神经网络的特色在于信息的分布式存储和并行协同处理,并具有良好的自适应性、自学习、自组织的能力,很强的容错特性和高度非线性动态处理能力等特点。 神经网络模型对给定的边坡训练样本(包括输入和输出数据)对其进行训练,从中确定输入数据与输出数据之间的关系,网络训练完成以后,通过联想记忆和推广能力来对新边坡的输入数据进行处理,完成对边坡稳定性评价。神经网络模型最大的优点在于其极强的非线性关系映射能力,它不需要知道变形与所求力学参数之间的关系,可以实现位移和所求力学参数之间的非线性映射,其计算过程简便。但是神经模型并不是万能的,它也有局限性,如在应用BP网络模型分析边坡稳定性的过程中,关于隐含层数和隐层中神元数目的选择还有待于进一步的研究。 3.6多模型混合 在目前边坡稳定性评价模型中,其评价预测结果还不尽如人意,目前还没有能被推荐为广泛应用的评价模型。现有模型的精度具有局部性,即模型往往只研究边坡系统某一个(或某几个)项目或某一段数据能够达到较高的预测水平,只研究若干侧面中某个侧面的一种映像。这种模型往往潜藏着不稳健性,单个模型会不适应边坡系统的细微变化而使稳定性预测误差急剧增大,这在边坡系统各种因素犬牙交错、复杂多变的情况下,往往造成稳定性分析得出错误结论的后果。 由于边坡系统在演化过程中,受许多可知的和未知的,随机的和确定的因素的作用,仅用单一模型揭示边坡的发展变化规律难免存在局限性。因此,本文不过分追求模型的高精度,用贝叶斯方法实现多模型的自动混合、自动选择,以取得模型的稳健性、实用性和可靠性。其中要解决的关键问题是构造模型的自动混合与自动选择机制和先验信念的形式化表达结构。贝叶斯分析的优点是其主观先验,难点也是主观先验,本文采用一种独特的全贝叶斯与部分贝叶斯分析相结合的方案。
4、常用的典型边坡稳定性分析方法 4.1极限平衡法 极限平衡法,是基于静力准则的模型,是目前工程上主要采用的方法。它是根据斜坡上的滑体或滑体分块的力学平衡原理即静力平衡原理分析斜坡各种破坏模式下的受力状态,以及斜坡体上的抗滑力和下滑力之间的关系来评价斜坡的稳定性。其基本原理是设结构的稳定安全系数为k,则当结构材料的抗剪参数(摩擦因数tan¢和粘结力c)降低k倍后,结构内某一最危险滑面上的滑体将濒于失稳的极限平衡状态。由于极限平衡法对滑坡的边界条件大大地进行了简化,而计算中选用的各种参数往往是确定的或线性变化的,因而需要对复杂现象进行简化处理。各种极限平衡方法所做的假设不同,对计算结果及精度亦有显著的影响。 4.1.1瑞典圆弧滑动法 瑞典圆弧滑动法,一种非严格条分法,是条分法中最古老而又简单的方法除厂假定滑裂面是个圆弧面,还假定不考虑土条两侧的作用力,安全系数定义为每一土条在滑裂面所能提供的抗滑力矩之和与外荷载及滑动土体在滑裂面上所产生的滑动力矩和之比由于不考虑条间力的作用,严格地说,对每一土条,力的平衡条件是不满足的,对土条本身的力矩平衡也不满足,仅能满足整个滑动上体的整体力矩平衡条件,由此产生的误差一般使求出的安全系数偏低10%~20%,这种误差随着滑裂面圆心角和孔隙压力的增大而增大。 4.1.2简化Bishop法 简化Bishop法,也是一种非严格条分法,其基本原理是假设条块间作用力的方向为水平向,即假定只有水平推力作用,而不考虑条块间的竖向剪力,于是可建立整体力矩平衡方程,并由静力平衡条件求解安全系数简化Bishop法忽略了条块间剪力差,使求解安全系数变得更方便,用简化Bishop法求解安全系数,对每一条块来说,在求解过程中满足垂直和水平方向力的平衡,不足之处在于它不满足德个分条的力矩平衡以及没有考虑竖向剪力作用。但与古典的瑞典条分法相比,由于考虑条块间水平力的作用,得到的安全系数较瑞典条分法精度要高一些大量实际边坡稳定分析计算表明,对于圆弧滑面,简化Bishop法计算结果与满足所有平衡条件的严格极限平衡法的计算结果相当一致,但其计算过程要比普遍极限平衡法简单得多,适于手算和机算。因此仍为国内外各高校土力学教程为土坡稳定分析的主要方法,也是目前工程中最常用的方法之一。 4.1.3Janbu的严格条分法 Janbu法,是一种严格条分法,适用坡面是任意形状,坡面作用着各种荷载,滑裂面是任意形状的边坡为了求出最一般情况下边坡稳定的安全系数及滑裂面上的应力分布,在平面应变条件下,Janbu做如下假定:(1)整个滑裂面上的稳定安全系数是一样的;(2)土条上所有垂直荷载的合力作用线和滑裂面的作用点为同一点;(3)推力线的位置假定已知。 Janbu法中推力线的位置变化主要影响着土条侧向力的分布,对安全系数的影响却很小,但是该法计算极为复杂。对于任意形状的滑动面假定条间力的作用点位置即推力线,同时考虑力和力矩的平衡,得到复杂的安全系数方程式,求解需要反复迭代且常出现数值困难。 4.1.4Morgenstern一Prince 法 Morgenstern一Prince 法,也是严格条分法。该方法首先对任意曲线形状的滑裂面进行了分析,导出了满足力的平衡及力矩平衡条件的微分方程式,然后条间力方向取为水平方向坐标的函数,根据整个滑动土体的平衡条件求出问题的解答。Morgenstern一Prince 法对于任意形状的滑动面假定条间力方间 的斜率为各种可能的函数,建立力与力矩的平衡方程取无限小条宽,这个要通过试算才能满足平衡条件陈祖煌对Morgenstern一Prince 法进行了改进,解决了收敛困难的问题,同时提出条间力的方向斜率函数要满足端部条件。 4.1.5Sarma法 Sarma(1979年)提出对滑坡体进行斜分条的极限平衡分析法,对于任意滑裂面形状的上坡。假想在每一土条重心作用一个水平地震惯性力,由于它的作用,使滑裂面恰好达到极限状态。Sarma法对于任意形状的滑动面假定条块界面上的剪应力与法向力的关系满足破坏