摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國(guó)工程建設(shè)項(xiàng)目每年日益增多。工程建設(shè)中涉及邊坡問(wèn)題時(shí)需要評(píng)價(jià)邊坡穩(wěn)定性，本文概述邊坡穩(wěn)定性分析的方法和發(fā)展現(xiàn)狀，其中包括定性分析方法和定量分析方法，簡(jiǎn)要敘述各個(gè)方法的特點(diǎn)，最后對(duì)邊坡穩(wěn)定性分析采用的方法給出建議。

關(guān)鍵詞：邊坡穩(wěn)定性；定性分析；定量分析

1概述

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，在鐵路、公路、水利、航運(yùn)、采礦、建筑以及國(guó)防建設(shè)中常常遇到邊坡穩(wěn)定性問(wèn)題，它關(guān)系到工程建設(shè)的安全和經(jīng)濟(jì)效益的高低。1920年12月16日發(fā)生的寧夏海源地震產(chǎn)生滑坡群的滑坡數(shù)量多達(dá)675個(gè)，造成十萬(wàn)余人受災(zāi)；1967年6月8日四川雅江發(fā)生的唐古棟滑坡堵斷雅礱江9晝夜；1982年四川長(zhǎng)江云陽(yáng)發(fā)生的雞扒子滑坡導(dǎo)致航運(yùn)中斷7天；1996年5月31日至6月1日兩天云南元陽(yáng)老金山滑坡導(dǎo)致111人死亡，116人失蹤；2003年7月13日湖北千將坪滑坡導(dǎo)致14人死亡1200余人受災(zāi)[1]。如何合理有效地改造和利用邊坡，防治滑坡災(zāi)害的發(fā)生，滿足現(xiàn)代工程建設(shè)安全的需要，邊坡穩(wěn)定分析和加固方法的研究是工程師經(jīng)常面對(duì)的課題。因此，對(duì)邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行研究具有十分重要的意義。

2 定性分析法

定性分析法包括：①根據(jù)分析邊坡歷史演變和邊坡發(fā)育的地質(zhì)環(huán)境判斷邊坡穩(wěn)定性的自然（成因）歷史分析法；②根據(jù)作圖來(lái)判斷邊坡穩(wěn)定性的赤平投影法；③與滑坡有關(guān)參數(shù)利用諾模圖來(lái)表示的諾模圖法；④根據(jù)影響邊坡穩(wěn)定性的因素、有關(guān)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)評(píng)價(jià)穩(wěn)定性的工程類比法；⑤根據(jù)對(duì)相關(guān)邊坡的工程經(jīng)驗(yàn)在計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)，采用計(jì)算機(jī)模擬分析的專家系統(tǒng)法；⑥根據(jù)已有工程分析所要研究的工程的范例推理法[2]。

3 定量分析法

3.1 確定性分析方法

3.1.1 極限平衡法。極限平衡法是一種經(jīng)典的方法，將有滑動(dòng)趨勢(shì)的巖土體劃分為若干塊體，然后通過(guò)平衡條件，在極限狀態(tài)下，列出平衡方程，通過(guò)計(jì)算分析。這種方法被廣泛應(yīng)用到工程實(shí)際中，具有模型簡(jiǎn)單、計(jì)算公式簡(jiǎn)單，可以解決復(fù)雜剖面形狀的特點(diǎn)。常用的分析方法有Fellenius、Bishop、Janbu、Morgensterm、Sama法等[3]。

極限平衡法雖然有其自身的優(yōu)點(diǎn)，但也存在一定的局限性。這種方法將塊體視為剛體，不考慮應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，因此無(wú)法考慮應(yīng)力與變形。因此，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)此開(kāi)展了一些研究，改進(jìn)條分法。改進(jìn)的條分法考慮了塊體間的應(yīng)力和變形，使得模型更加符合實(shí)際條件。

3.1.2 數(shù)值分析法。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，計(jì)算快、存儲(chǔ)能力強(qiáng)，數(shù)值分析法越來(lái)越多的被工程技術(shù)人員所采用。通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬邊坡開(kāi)挖、支護(hù)等的穩(wěn)定問(wèn)題。①有限元方法。近年來(lái)，有限元方法應(yīng)用普遍，在處理復(fù)雜模型、邊界條件及荷載的問(wèn)題中凸顯出其獨(dú)有的優(yōu)點(diǎn)，可以獲得準(zhǔn)確可靠的結(jié)果[4]。但是這些必須依托于計(jì)算模型和參數(shù)的準(zhǔn)確選取，因此現(xiàn)場(chǎng)勘探獲得準(zhǔn)確的力學(xué)參數(shù)就尤為重要。有限元法能處理復(fù)雜的地質(zhì)情況，充分考慮了巖土體的不連續(xù)性、非線性、各向異性，還可以考慮一些特殊地質(zhì)條件的作用和影響，并且可以模擬破壞的過(guò)程。②邊界元法。邊界元法是對(duì)研究區(qū)域邊界離散，對(duì)于處理無(wú)限域和半無(wú)限域問(wèn)題有顯著的優(yōu)點(diǎn)，適用于小變形均質(zhì)連續(xù)問(wèn)題，但處理非線性、不均勻性、模擬分布開(kāi)挖等問(wèn)題不如有限元法。③離散元法。離散元是將區(qū)域劃分為獨(dú)立的多邊形塊體，隨著塊體的平移和轉(zhuǎn)動(dòng)，可以調(diào)整各個(gè)塊體間的接觸關(guān)系，使得塊體達(dá)到平衡狀態(tài)或一直運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。離散元法原理簡(jiǎn)單，在解決非連續(xù)介質(zhì)的大位移問(wèn)題具有顯著優(yōu)點(diǎn)。④其他方法?？焖貺agrangian法具有求解速度快、能解決非線性大位移問(wèn)題、網(wǎng)格劃分無(wú)限制的優(yōu)點(diǎn)，克服了有限元法在解決大變形問(wèn)題的缺陷；不連續(xù)變形分析法以節(jié)理面或斷層切割的巖體為單元體，求解塊體的位移，適用于不連續(xù)塊體系統(tǒng)；無(wú)界元法廣泛應(yīng)用于求解動(dòng)力及不連續(xù)問(wèn)題。

3.2 不確定性分析方法

3.2.1 可靠度分析法。可靠度分析法是將影響邊坡穩(wěn)定性的各個(gè)因素作為變量，用分布函數(shù)求出各個(gè)因素概率分布情況，根據(jù)可靠性分析法求出邊坡破壞概率，從而定量體現(xiàn)邊坡的安全性。該方法針對(duì)邊坡風(fēng)險(xiǎn)分析和優(yōu)化具有重要意義。

3.2.2 模糊數(shù)學(xué)法。模糊數(shù)學(xué)法針對(duì)邊坡進(jìn)行等級(jí)分類，對(duì)于不同級(jí)因素對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響程度構(gòu)建矩陣。隸屬函數(shù)代替確定性分析法中非此即彼的量，對(duì)于不清楚的過(guò)渡問(wèn)題進(jìn)行描述，用綜合評(píng)判理論對(duì)穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)。模糊數(shù)學(xué)法有其自身的局限性，權(quán)重的分配大多來(lái)源于經(jīng)驗(yàn)，因此主觀性較強(qiáng)[5]。

3.2.3 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法。該方法是一種非線性動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)[6]，采用工程技術(shù)手段結(jié)合數(shù)學(xué)方法將問(wèn)題抽象為人腦的功能。先進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的自我學(xué)習(xí)，獲得和客觀實(shí)際的映射關(guān)系，然后通過(guò)已經(jīng)形成的網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)所要研究的問(wèn)題。

3.2.4 灰色理論法?；疑到y(tǒng)中一切信息量視為灰色量來(lái)建立數(shù)學(xué)模型，根據(jù)系統(tǒng)已發(fā)生的時(shí)間序列數(shù)據(jù)建成不同的預(yù)測(cè)模型，估計(jì)模型參數(shù)，然后預(yù)測(cè)并進(jìn)行評(píng)價(jià)[7]。這種方法可以找出信息量之間的關(guān)聯(lián)程度，進(jìn)而利用多個(gè)因素的疊加分析邊坡穩(wěn)定性。

4 結(jié)語(yǔ)

定性分析法只能反映邊坡穩(wěn)定性的發(fā)展趨勢(shì)，定量分析法可以更全面的反映邊坡的穩(wěn)定性。影響巖土體邊坡穩(wěn)定性的因素復(fù)雜多變，采用單一方法往往不能準(zhǔn)確無(wú)誤地評(píng)價(jià)，因此工程實(shí)際中多采用幾種方法相結(jié)合的方式評(píng)價(jià)。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：王蕊穎（1998.9—），女，遼寧沈陽(yáng)人，漢，助教，碩士，研究方向：土木工程。