不同计算方法对边坡稳定性计算影响的实例分析与研究

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1、2014年3月第3期城市道桥与防洪科技研究133不同计算方法对边坡稳定性计算影响的实例分析与研究鲁敏亮，方振(珠海市规划设计研究院佛山分院，广东佛山528300)摘要：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非常重要的课题。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工程及整治边坡提供主要的设计依据。该文从工程实例出发，以工程计算软件为工具对常用的几种边坡稳定性计算法进行对比计算分析，研究其适用条件、计算精度，最后通过算例加以验证．从而总结出更适用于实际工程的边坡稳定性分析方法，以指导工程设计与施工。关键词：边坡稳定，安全系数，计算方法中图分类号

2、：U416．1"4文献标识码：A文章编号：1009—7716(2014)03—0133—06应力集中等问题的领域中应用不是很适合。0前言快速拉格朗日法主要是综合流体中所有质点随着社会经济的发展，边坡稳定性问题越发流体中各点的速度、位移、加速度等参数随时间变突出起来，如何定量分析计算边坡稳定安全系数化的规律，进而得到研究质点的规律[4]。其不足之是边坡加固防护研究的关键问题ll】。它在为边坡稳处是边界和网格的离散性较大，数据难以收敛。定性进行评价的同时，也为工程技术人员合理设计不连续变形分析法克服了岩体的大变形和大工程及整治边坡提供主要的设计依据。位移的问题，这种方法适合极限

3、状态的设计计算，通过求解平衡方程，按最小势能的原理对势能泛1几种计算方法函取最小值得到安全系数。当前，边坡稳定性分析计算方法发展迅速，研1．2极限平衡法究方法丰富多样，但是每种方法都有各自的优点极限平衡法是岩土体稳定计算性分析的主要和缺点。方法。稳定性系数等于岩石或者土体中潜在破坏1．1数值分析法面上单元块沿破坏面的抗剪力与该单元块体沿破数值分析法在处理非线性、复杂边界、非均坏面的剪切力之比。通常假定一破坏面来分析质、边坡稳定性的分析的领域中比较实用f21。它能岩体和土体的稳定性，取破坏面内的单元体，计算够给出岩土体应力一应变的关系，在分析坡岩土出作用于滑动体上的作用合力达

4、到静力平衡时所体与加固结构的相互作用、边坡工程中分步开挖、需要的抗力或者抗剪强度数值，并与破坏面实际所地下水渗流、爆破等因素对边坡稳定性影响分析能提供的抗力或者抗剪强度相比值，从而求得边坡方面比极限平衡法更加精确和可靠。主要的计算的滑动安全系数。目前极限平衡法的主要的计算方法有：边界元法、有限元法、快速拉格朗日法、不方法包括：瑞典圆弧条分法、简布法、简化毕肖普连续变形分析法、流形元法等。法、萨尔玛法等。边界元法仅在边界上对潜在滑坡体进行单元圆弧法在岩石边坡稳定性的分析中比较精划分，适用于小变形均质连续介质。这种方法在无确，这是由于岩石边坡破坏面一般是非圆弧形的限域或半无限域

5、问题处理更具优势。滑动面，所以只有在均质各向同性的岩体及破碎有限元法是当前研究最成熟的数值分析法【3]，或松散岩体中计算结果才能接近于实际。。这种方法一般先确定各离散单元块的应力数值，确简布法把滑坡体水平力和竖向力平衡考虑进定滑坡滑动范围和坐标，然后将单元块的破坏与来，对任意形状滑裂面的边坡稳定计算更加接近滑坡体的整体破坏结合起来综合分析，不足之处是实际，但计算安全系数的过程非常繁琐和复杂并要求勘察过程中的实测值必须准确无误，因此在且简布法很难满足力矩平衡，需要反复迭代，并且容易产生误差。因而在实际工程中采用这种方法收稿日期：2013—12—24不是很常见。作者简介：鲁敏亮

6、(1979一)，男，广东顺德人，工程师，交通与市毕肖普条分法【8l将圆弧滑动体分为若干等宽政所所长，从事路桥工程设计工作。134科技研究城市道桥与防洪2014年3月第3期垂直的条块，分别求其自重并且将重力分解成与2．1．1实例计算滑动面相切和正交的两个分力，通过圆弧的圆心广州萝岗区凤凰五路东延线K0+600～K0+800为力矩中心建立力矩平衡方程，求解方程算得滑段左侧边坡(见图2、图3)。动安全稳定系数。条分法假设条块间的作用力为水平力，不考虑条块间竖向剪力差的影响，简化了计算，同时精度也没有降低。所以在实际工程中被广泛的应用。萨尔玛法是极限平衡法的更进一步发展。这种方法在

7、我国广泛用于露天矿边坡稳定性计算分析中。该法更加接近于岩土的受力情况，其缺点是求解过于冗长和繁琐，必须依靠计算机才能更加精确地得出安全系数。1．3其他分析方法其他定性的分析方法包括图解法，工程类比法等，其中图解法主要包括赤平极射投影法和偌谟图法。赤平极射投影法主要是通过作赤平极射图2边坡分段计算简图(一)投影图，通过投影图更加直接地反应出边坡破坏的边界和各组结构面空间组合的关系，进而判断边坡规模形态，以及可能滑动移动的方向。偌谟图法是用关系曲线和偌谟图表征边坡相关参数之间的定量关系。在中小型工程中这种方法经济实用，