边坡稳定性

边坡稳定性的定性分析评价方法随着我国经济的蓬勃发展,各地大量进行水利水电、公路、铁路、机场等基础设施建设,其中不可避免的面临边坡问题,由于自然地理原因和人为扰动,边坡所造成的灾害在我国已成为仅次于地震的第二大地质灾害。边坡稳定性评价是边坡工程的核心问题,是岩土工程领域的一个重要课题。它在为边坡稳定性进行评价的同时,也为工程技术人员合理设计人工及整治边坡提供相关依据。目前,边坡稳定性分析评价方法发展迅速,已形成了多种方法并存,又有其自身优缺点的局面。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。岩体边坡稳定性评价方法，大体上可分为定性评价和定量评价两大类。其中定性评价包括工程类比法和图解法；定量分析法包括数值分析法、极限平衡和可靠度分析法。定性分析评价方法.1图解法———赤平极射投影法。该法最早应用于天文学,20世纪80年代开始引入工程地质学,通过作赤平极射投影图可以直观反映出边坡破坏边界、各组结构面的空间组合关系,确定边坡规模形态以及可能变形滑动方向,从而达到评价边坡稳定程度的初步分析,该方法一般适用于岩质边坡的稳定性评价分析[2]。.2工程类比法工程类比法是将既往边坡的边坡稳定性情况、影响因素以及治理经验,应用到需要研究的相似的边坡稳定性分析和治理方法,近年来兴起的边坡工程数据库、专家系统和范例推理评价法实质上也是这种方法的延伸。这种方法一般在中小型工程中适用,在复杂的大型工程使用中还存在缺陷,需要与其他方法融合使用。定量分析方法1.极限平衡法极限平衡法在边坡工程应用中,仍是边坡稳定性分析应用较广的定量分析方法。它是基于摩尔-库仑强度准则,通过假设潜在滑面,将假设滑坡体划分成若干条块,建立力矩平衡,给出抗滑力(力矩)与下滑力(力矩)的关系式求出安全系数,从而达到定量评价的目的。常用的极限平衡法有瑞典条分法、毕肖普法、简布法、摩根斯坦-普莱斯法、传递系数法、萨尔玛法等。瑞典条分法是最早使用的方法,其特点是假定滑动面是个圆弧面,不考虑条间作用力,也不能满足单个土条的力矩平衡,仅能满足整个滑坡体的力矩平衡。毕肖普法在瑞典条分法的基础上做了改进,假设条块间的作用力为水平力,忽略条块间竖向剪力差,因而使计算简单方便,精度相对较高,因而在实际工程中应用较多。简布法考虑滑坡体水平力和竖向力的平衡,适用于任意形状滑裂面的边坡稳定性计算,但不满足力矩平衡条件且计算安全系数过程十分复杂,需要反复迭代容易出现数值计算误区,因而在实际工程中应用较少。摩根斯坦-普莱斯法适用于任意形状滑裂面的边坡稳定性计算,它将整个假设潜在滑坡体划分成无限小宽的条块,通过建立力和力矩平衡微分方程式,缺点是计算结果一般难以收敛,需相关专业经验多次演算才能满足极限平衡条件。传递系数法是我国自主研发的实用边坡稳定性分析方法,该方法可使单个条块和整个滑坡体满足力的平衡,但不要求力矩平衡,该方法计算过程相对简单,也能为滑坡治理提供设计推力,缺点是在某些实际工程中计算中精度偏差较大,有待于进一步研究改进。萨尔玛法属非垂直分块的极限平衡分析方法,它将假设滑坡坡体划分为具有倾斜边界的条块,在假定条块处于静力平衡条件下建立微分方程求出安全系数,其缺点是求解过于冗长繁琐还包括迭代过程。2.数值分析法该法60年代被引入到边坡稳定性分析中,其突出特点是有利于处理非线性、非均质、复杂边界边坡的稳定性分析。数值分析法能够给出岩土体应力-应变关系,在分析边坡工程中分步开挖、边坡岩土体与加固结构的相互作用、地下水渗流、爆破和地震等因素对边坡稳定性的影响分析方面较极限平衡法更具优势。边坡稳定性评价分析工作的最终目的是正确合理地对边坡稳定性程度进行评价、预测其未来发展趋势,并为优化治理方案提供相关数据。随着人们对边坡破坏变形力学机制、力学参数合理选取以及评价方法理论等研究的不断深入,相信边坡稳定分析评价方法会不断完善,实现准确、高效、经济地服务于边坡工程的目的。