岩质高边坡稳定性评价方法的综述.doc

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1、岩质高边坡稳定性评价方法的综述〇边坡分类《公路路基设计规范》中提出,土质路堑边坡坡高大于20m,岩质或土石混合路塑边坡坡高大于30m为高边坡,路堤边坡坡高大于20m为高边坡,坡度超过1:2.5都为斜坡路堤;一、边坡安全性评价方法研究现状二十世纪60年代以前,自然灾害研究主要限于灾害机理及预测研究,针对边坡工程的研究多是基于边坡失稳的机理分析,所以在这一时期发展起的边坡安全性评价方法主要是着眼于边坡失稳机理的稳定性评价方法。70年代以后,随着自然灾害破坏损失的加剧,促使人们拓宽了灾害研究领域,在继续深入研究灾害

2、发生机理的同时,开始了滑坡灾害风险分析与安全性评价工作。在我国80年代以后,随着地质灾害领域相关理论的发展,地质灾害的安全性评价(又称危险性评价或风险评价)才起步,并应用于我国地质灾害评价中。由于边坡系统与周围环境密切相关,是一个庞大的、复杂的系统工程,在其分析过程中存在大量的主观和客观上的不确定性。并且,对边坡失稳机理至今还没有一个统一的认识,所以如何充分利用具有可变性、多样性、不确定性(模糊性、随机性)和不完全性特征的多源信息,实现对边坡安全稳定性的科学分析与评价,是一个急待解决的问题,这些显然是传统的基

3、于失稳机理的边坡稳定性评价方法无法实现的。因此,近年来在边坡工程中,基于一些新理论和新方法(如模糊理论、神经网络、灰色理论等)的边坡安全性评价方法得到了快速的发展,这些方法的共同点都是通过综合考虑影响边坡稳定的各种确定和不确定性因素,对边坡工程进行整体安全性的综合评价,对边坡工程安全性评价研究起到了极大的推动作用。综上,人类对于边坡安全性评价的研究工作基本上经历了由表及里,由浅入深、由经验到理论、由定性到定量、由单一指标评价到综合指标评价、由传统理论方法到新理论、新技术的发展过程。在这一发展过程中各种边坡安全

4、性评价方法应运而生。目前工程界对边坡安全性评价方法大致可分为定性分析方法、定量分析方法和不确定性分析方法。1.1定性分析方法边坡安全稳定的定性分析方法主要是通过工程地质勘察,分析边坡稳定的主要影响因素及可能的破坏形式和失稳的力学机制等。主要分析边坡的发育历史,从它的过去推测它的现在及其未来的安全稳定趋势;对边坡安全稳定进行多因素分析,在大量的调查研究基础上,依据与该边坡工程地质条件相似的边坡安全稳定状况,来评价该边坡的安全稳定情况,并类比推测其未来的安全稳定趋势。该方法的优点是可以综合考虑影响边坡安全稳定性的

5、多种确定和不确定因素,快速地对边坡的安全稳定状况及其发展趋势做出预测评价。对边坡安全稳定性评价方法的发展起到了很大的促进作用。其最大的缺点就是人为主观因素太多,依赖专家经验,在相同的环境地质等条件下不同经验水平的人有可能会得出不同的结论。其主要方法包括自然(成因)历史分析法、工程类比分析法、图解法、数据库和专家系统分析法1.2定量分析方法边坡安全稳定性定量分析方法与定性分析方法是相互联系的,定性分析是进行定量分析的基础,而定量分析为定性分析的补充。边坡安全稳定性定量分析方法的基本思想就是在进行地质分析的基础上

6、,将边坡系统这一复杂问题通过合理的抽象,得到简化的模型,并通过参数的调节选取,最终得到一个适宜可行的边坡模型进行边坡安全稳定性的定量计算。边坡安全稳定性定量分析方法中运用最为广泛的分为两大类:一是基于极限平衡理论的极限平衡分析法;二是数值分析法,其中包括有限元法、离散元法、边界元法等。1.2.1极限平衡分析法极限平衡分析理论是边坡稳定分析最经典的确定性分析方法,该方法的两个关键就是确定最危险滑面和选取计算模型。其具体分析过程是将具有滑动趋势范围内的边坡岩土体按照某种规则划分为诸多小块体,通过考虑每个块体的平衡

7、条件建立起整个边坡的平衡方程,在此基础上进行边坡安全稳定性分析。该方法是最早在工程实践中应用、也是目前最广泛使用的一种定量分析方法。经过多年的发展,目前已有了诸多种极限平衡分析方法,如:Fellenius法（瑞典圆弧条分法）、Bishop法、Janbu法、MorgenstemPrince法、剩余推力法、Sarma法、楔体极限平衡分析法等等。极限平衡法将岩土体视为刚体,不考虑岩土体变形,但块体间进行力传递,岩土体的破坏是由滑动体沿滑动面产生滑动引起的。通常假设滑动面为已知,其形状一般为平面、圆弧面、对数螺旋面或

8、其它不规则面,通过考虑坡体上由滑动面形成的滑体及其分块的静力平衡,分析坡体的受力状态以及坡体上的下滑力和抗滑力之间的定量关系来评价边坡的安全稳定性。极限平衡分析方法由于其计算简单,物理意义明确,参数和安全系数可以结合室内外实验、工程经验和设计规范确定,所以得到了广泛的应用,其理论发展也相对比较完善。但是其也存在诸多不足之处,主要有,一是将岩土体视为刚体不考虑变形,明显与实际情况有较大出入,从而无法评