边坡稳定性影响因子

摘自《基于范例推理的边坡稳定性智能评价方法研究》边坡稳定性的分类标准影响边坡稳定性的因素很多，根据各种因素对其稳定性的作用大小，考虑到现有技术条件下易于测量和便于实际应用，选择以下6项主要因素作为边坡稳定性评价指标，即:岩石抗压强度、岩石质量指标RQD、岩体弹性波速度、边坡高度、年降水量、岩体结构特征分值等。将边坡工程的稳定性分成5个等级，即:极稳定、稳定、中等稳定、不稳定、极不稳定等。表4一1、表4一2列出了根据工程实践经验和专家意见所获得的影响边坡稳定性的分类标准。采用极差化对表4一1数据进行无量纲化处理，列于表4一3。摘自《斜坡稳定性综合评价方法的集成式因素权重赋值方法》以工程地质类比法为基础,针对斜坡稳定性综合评价时因素权重赋值的困难,在斜坡稳定性影响因素分析及系统总结一些权重赋值方法之后,提出了一种集成式因素权重赋值方法,并给了赋值方法的选择策略及赋值过程的计算程序框图,使综合评价过程的因素权重赋值更为合理。工程类比法在应用时的影响因素确定及其权重赋值是关键。一般斜坡稳定性影响因素都可以概括为内外两大因素,其评价指标及层次基本上可用图1来概括;但在具体到某一区域斜坡或某一类型斜坡时,其指标选择要进行一定的取舍和细化,因为上述指标并非对每一区域或类型的斜坡稳定性都起主要影响作用。因此,在具体操作时常采用图2的结构。影响因素指标通常由地质分析进行初选和终选,初选一般由地质工程师通过勘探研究决定,终选一般采用专家确定或由统计分析获得。目前常用的指标权重赋值方法是统计分析法和专家打分法。摘自《边坡案例推理稳定性评价系统及治理措施优化研究》基于案例的推理技术(acse一basedreasnoing，简称CBR)，是近些年来发展起来的一项人工智能技术，是一种用以前的经验和方法，通过类比和联想来解决当前相似问题的求解策略，也可称为类比推理。它首先根据问题的特征，访问知识库中过去同类问题的求解策略，从中检索出相似的案例。当该案例满足问题要求时，该案例就是问题的解答，否则将以领域知识和经验为指导，根据问题的实际情况对检索到的案例加以调整、综合使之符合当前问题的需求。首先根据边坡的物质组成将边坡分为土坡和岩坡，因为这两类边坡的稳定性影响因素差异很大。土坡的失稳模式分为:崩塌、圆弧滑动、沿基岩面滑动、液化滑坡。岩坡的失稳模式分为:崩塌、倾倒滑坡、剥落、圆弧滑动、楔形滑动、平面滑动、切层滑动。本文系统中岩坡分为圆弧形破坏和楔形破坏，土坡分为圆弧滑动和沿层面滑动破坏。根据英国专家Stead1984年对露天矿失稳边坡的统计结果，单一因素、二个因素、_三个因素、四个因素导致边坡失稳的分别占失稳边坡总数的16%、35%、34%、14%，这些共占失稳边坡总数的99%;失稳边坡中断层、节理、岩层倾角、软弱层带、地下水的出现率分别为:60%、54%、75%、40%、44%，是出现率最高的5个因素。这些统计结果表明:影响岩石边坡稳定性的主要因素一般不会超过5个，定量化可表示为边坡高度、重度、内聚力、摩擦角、边坡角、孔隙压力等。其中最有代表的是sha等(1994)提出了六个评价指标:重度(Y)、内聚力(C)、内摩擦角(中)、结构面倾角(e)、坡高(H)、孔隙水压力系数u()，收集了82个实例。基于以上研究，本文选用重度(Y)、内聚力(C)、内摩擦角(中)、边坡角(平)、坡高(H)、孔隙水压力系数u()这六个评价指标作为影响边坡稳定的主要因素。文献Maximumlikelihoodestimationofslopestability本文拟用遗传算法来优化边坡案例各属性特征的权重。同时与层次分析法计算的结果进行比较参考。摘自《基于工程模糊集理论的边坡稳定性评价及预测》武汉理工的《边坡稳定性评估专家系统研究》岩体质量能够综合反映岩体中各种主要特征参数对岩体稳定性的影响效果，它有助于我们认识岩体的固有特性，分析岩体工程的稳定性，为工程设计提供重要信息。本文简要介绍RomnaaM针对边坡工程提出的SMR方法。SMR=RMR-(Fl*F2*F3)+F4RMR为根据表1.1计算出的岩体固有质量得分值，F;、F:和F3为根据表1.3得出的不连续面与坡面间产状组合关系调整值，凡为据表1.4得出的边坡开挖方式调整值，SMR即为边坡岩体质量的最终得分值。表1.5为RomnaaM提出的边坡岩体质量分类表。爆破震动影响摘自《露天边坡在爆破作用下损伤特征的试验研究》从声速的测量及频谱分析的结果可看出,在爆区后8m左右的范围内,声速突然降低,说明爆后边坡存在着一个损伤的“重灾区”,由于在炮孔后部产生3m的后冲带(塌落),所以损伤“重灾区”的范围为爆源后部5m左右的范围内.由于岩芯的不同长度处距爆源的距离不同,所以爆破后裂纹的数目在距爆源较近处较大,距爆源远处较小;与爆前相比,裂纹的出现频率在岩芯长度为18m范围内有显著的增加,这个范围与爆源的距离为16m,说明爆炸作用在爆源后16m范围内给岩体造成了明显的损伤,但相对于“重灾区”而言较弱,这里把这个范围(8~16m)称作“中损区”;在16m以后范围内,岩芯上裂纹出现的频率与爆前相比变化不大,畸变系数在0·8~1·0之间,与爆前相比,声速的变化幅度为2%~5%,说明在这个范围内,岩体受到爆破作用的影响很小,与原岩相比差别很小,所以称之为“无损区”。摘自《边坡稳定性的神经网络估计》摘自《岩质边坡稳定性模糊综合评判与专家评判系统的开发》本文主要研究目的是对这些大量的因素，采用分类对比方法，构造判断矩阵并进行综合评判，通过建立模糊数学模型及分析模型，最终从影响岩质边坡稳定性的多种因素角度考虑，建立了模糊综合评判模型，最后得出评判结果。根据已有的工程资料和研究成果分析，影响岩质边坡稳定性的因素主要有以下八种：1、综合环境特征Ul;其中又包括:侵蚀ull、地震ulZ、降雨ul3、地壳运动u14、外部加载u15。2、岩体特征UZ;其中又包括:岩石单轴抗压强度u21、岩石抗风化性u22、岩石质量指标(RQD)u23、不连续面间距u24、不连续面的力学特征u25。3、不连续面的方位U3;其中又包括:不连续面的走向与边坡走向的最小夹角u31、不连续面的倾向u32、不连续面与边坡角的差值u33、不连续面与其内摩擦角的比值u34。4、地应力U4;其中又包括:地应力的大小u41、地应力最大主应力方向和边坡走向的夹角u42。5边坡形状US;其中又包括:边坡坡角u51、边坡坡高u52、边坡几何形状U53。6、地下水U6;其中又包括:不连续面含水情况u61、岩体的渗透性u62、水压力情况u63。7、边坡形成方式U7;其中又包括:边坡形成方式(自然边坡、人工边坡、人工切坡、爆破等)u71、人为工程u72。8、其它因素US;其中又包括:边坡植被防护情况u81、不良地质现象发育情况u82、爆破因素u83。为了更清楚明了的分析各因素之间的关系，采用树状层次图表示各因素之间的关系如图3.9其中:al，a2，…，a8是权重..all，al2，a82是二级权重其权重值的确定为保证计算结果可靠性的重要指标。其中构造判断矩阵主要依靠工程经验，专家知识，人为因素较多。摘自《地震荷载作用下岩质边坡稳定性研究》2.2.1地质构造的影响断层对边坡稳定性的影响主要体现在以下方面：①断层使得边坡的连续性和完整性受到破坏；②断层带内岩石破碎，风化严重，是地下水丰富和活动的地区，岩体抗剪强度往往较低，边坡抵抗变形的能力较差；③断层作为地震波的反射界面，反射拉伸波的作用可能导致岩体受拉力破坏。2.2.2岩体结构类型的影响岩体破坏还受到岩体结构面的控制作用，影响因素主要包括下列几个方面[48]：①结构面的倾向；②结构面的走向；③结构面的倾角；④结构面的组数和数量；⑤结构面的连续性；⑥结构面的表面形态；⑦结构面的充填特征。2.2.3地层岩性的影响造成软弱结构面应力集中，甚至破坏的基本条件是：①软弱结构面有一定的陡度，并倾向临空面，而且临空面的坡度大于软弱结构面的坡度；②水的作用，使软弱结构面被软化，抗剪强度降低。成为潜在的滑动面或滑动带，从而具备了产生滑坡的基本条件。2.2.4地形地貌的影响(1)边坡高度和边坡坡角的影响、(2)边坡坡形和地形的影响2.2.5地应力的影响2.3影响岩质边坡地震稳定性的外因分析2.3.1地震荷载的影响大量的研究和工程实践表明，边坡总位移量的大小不仅与震动强度有关，也与经历的震动次数有关，频繁的小震对边坡的累进性破坏起着十分重要的作用，其累积效应使影响范围内岩体结构松动，结构面强度降低。2.3.2地下水和地表水的影响水对边坡稳定状态的影响是显而易见的，其作用主要有：①降低岩体(特别是滑动面岩体)的抗剪强度，对于软弱岩体，强度软化系数一般仅为0.5～0.7左右；②地下水的静压力一方面降低了滑面上的有效法向应力，从而降低了滑面上的抗滑力；另一方面切割面中的静水压力又增加了滑坡体的下滑力，从而使边坡的稳定性恶化。2.3.3人为因素的影响摘自《基于RS理论的岩质路堑边坡稳定性研究》第五章深路堑边坡稳定性影响因素及评价指标因素分析最起码要达到两个目标:一是明确每个因素边坡变形破坏或稳定性的地位和具体作用;二是要抓住每一个单因素的关键点，以求因素分析的直实与准确，促进边坡稳定性研究的深化与精细化。5.1.1地质因素及其边坡工程效应地质因素中有两类是最基本的:一类为岩土地质体的结构性状一因素，以岩组(岩性及其组合)、结构面(原生、次生)为代表;另一类为赋存地质环境因素，以地下水(亦包括大气降雨)、地应力(尤其是其中的构造应力)为代表。(1)岩性与岩石组合(岩组)岩性对边坡稳定性影响主要在于它的性质和组合。岩性及其不同组合是边坡破坏的物质基础，岩性对边坡稳定性效应主要表现在如下几方面:①岩性、岩性组合的多样性与复杂性。②软、硬岩及其在边坡中的位置。所谓软岩，通常指的其抗压强度小于20MPa的岩石。断层岩是软弱岩体中最突出最重要的一类。如断层岩类型、断层岩的围压效应、断层岩的再生结构与再生强度、以及断层岩与环境的关系均有较深的进展，这些效应成为边坡稳定性因素分析中的依据。③原生结构面的解体性。这里所指的原生结构面，系指在成岩过程中所形成的界面，如层面、夹层等。④特殊岩类的特殊性能。最典型的就是粘土岩类的膨胀性和碳酸盐石类的可溶性。(2)岩体结构及其边坡稳定性效应岩体结构是控制岩体基本性能和变形失稳的主导因素，岩体结构的边坡稳定性效应主要表现为如下方面:①结构面的地质特性。有三大类软弱结构面:一是层间错动面或错动带。层间错动越发育，错距越大，其破碎和泥化程度越高，边坡稳定性就越差;二是断层破碎带。这是破裂构造的主要表现方式，断裂错动愈大，断层泥、糜棱岩化愈发育，力学性能越低，对边坡稳定性的影响就越大;三是接触破碎带与基性超基性岩脉。②结构面的力学性质与力学效应。结构面力学效应本质上是结构面对岩体力学性质的影响。这一影响主要反映在结构面结合及充填状况、形态及连续性、延展性与贯通性、密度、产状等五个方面。其基本规律如下:①结构面抗剪强度随夹层松软和粘土含量增加而降低;②随结构面夹层厚度增加而强度降低，当夹层厚度大于结构面起伏差时，这时结构面的强度主要取决于夹层的性质:③结构面形态多样，但最常见的还是台阶型、锯齿形与波状型。它们的力学效应不等，大体有四种破坏方式，即平面剪切滑动，压剪，爬坡滑动和啃断。显然，不同的破坏方式，预示着不同的影响程度;④关于结构面的延展性、贯通性及密度的影响，前两者实质上为结构面的尺寸大小，后者为结构面的发育程度。关于结构面的尺寸，不仅要注意结构面自身尺寸，而且还要关注结构面尺寸与工程规模尺寸之比，这将在后面加以研讨。而结构面发育程度，除面密度和体密度外，往往简洁地运用结构面间距作为其标志性参数。显然，随着间距的愈来愈小，岩体的完整性愈差，而岩体强度就愈低;⑤结构面的产状效应也是十分重要的，它使岩体力学性质具强烈的方向性或各向异性，尤其使岩体的力学作用大为改观。(3)地下水与大气降水地下水在岩体中的作用。岩体中水具有两种作用:一是降低岩体强度，尤其是软弱结构面的抗