張明澤

摘要：在巖土工程勘察工作中，最關(guān)鍵的部分就是評(píng)價(jià)邊坡的穩(wěn)定性，只有真實(shí)可靠的評(píng)價(jià)結(jié)果，才能夠保證擬建場(chǎng)地建筑物的安全性和穩(wěn)定性，避免對(duì)工作人員的生命財(cái)產(chǎn)安全造成威脅。土質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法有很多種，主要有傳統(tǒng)的極限平衡法、數(shù)值分析方法、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法、運(yùn)動(dòng)單元法以及條分法和有限元法相結(jié)合等多種評(píng)價(jià)方法，本文詳細(xì)對(duì)這些評(píng)價(jià)方法進(jìn)行闡述，以期為相關(guān)工作人員提供有用的參考。

關(guān)鍵詞：評(píng)價(jià)方法;土質(zhì)邊坡;穩(wěn)定性;分析方法

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，城市化進(jìn)程的腳步不斷加快，各種工程項(xiàng)目的數(shù)量也是與日俱增，工程項(xiàng)目的規(guī)模也是越來越大，這就使的在工程項(xiàng)目中，面臨的邊坡種類也是隨之增加。而在工程項(xiàng)目中，土質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性對(duì)整個(gè)工程有著中觀重要的影響，這就需要相關(guān)單位能夠重視邊坡的穩(wěn)定性，對(duì)其開展全面的分析的評(píng)價(jià)，最大限度的避免由于邊坡失穩(wěn)導(dǎo)致的各種事故發(fā)生，這樣也能夠更好的保證工程質(zhì)量，避免造成不必要的損失。

一、傳統(tǒng)極限平衡法

現(xiàn)如今，我國(guó)大多數(shù)工程開展對(duì)邊坡穩(wěn)定性分析工作時(shí)，所采用的方法就是傳統(tǒng)極限平衡法，這種分析的方法是基于摩爾-庫倫的抗剪強(qiáng)度理論而誕生的一種分析方法，這種方法是將滑坡體進(jìn)行劃分，將其分為合適數(shù)量的垂直土條，然后在這些垂直土條建立作用，通過相關(guān)的平衡方程式得出安全系數(shù)，這種方法也被稱之為條分法。條分法有著三個(gè)簡(jiǎn)化條件，分別是：第一，降低對(duì)靜力平衡的要求，在求解安全系數(shù)的過程中，只需要滿足一部分力矩和力的平衡要求;第二，對(duì)土質(zhì)邊坡的滑裂面形狀開展假設(shè)，將土質(zhì)邊坡的滑裂面形狀假設(shè)為對(duì)數(shù)螺旋線、圓弧以及折線等;第三，假設(shè)土質(zhì)邊坡的分布形狀以及多余未知數(shù)的數(shù)值。而這些簡(jiǎn)化條件在一定程度上影響了條分法的嚴(yán)密性。

極限平衡法在上個(gè)世紀(jì)40年代中期，有大量的專家學(xué)者對(duì)這種方法進(jìn)行了一定的改進(jìn)，主要是進(jìn)行了兩個(gè)方面的改進(jìn)。分別是補(bǔ)充和修改了基本假定以及對(duì)最危險(xiǎn)滑弧位置的規(guī)律進(jìn)行探索。這種方法得到了極大的改進(jìn)，有效的明確了安全系數(shù)的物理意義，促使極限平衡法能夠被更加廣泛的應(yīng)用到土質(zhì)邊坡的評(píng)價(jià)之中。這種方法的優(yōu)點(diǎn)就在于能夠被廣泛的應(yīng)用到各種土質(zhì)邊坡的評(píng)價(jià)之中，但是缺乏針對(duì)性和嚴(yán)密性，使得其可靠性受到了較大的影響。

二、運(yùn)動(dòng)單元法

通過運(yùn)動(dòng)單元法對(duì)巖土工程的極限開展評(píng)價(jià)和分析，屬于比較典型的求塑性極限值問題，比如分析擋土墻的極限土壓力、邊坡穩(wěn)定性以及地基極限承載力等。由于巖土工程塑性區(qū)的范圍、邊界以及受力情況沒有經(jīng)過分析都是難以確定的，而對(duì)巖土工程的塑性極限開展分析也是比較復(fù)雜的工作。在其中最為關(guān)鍵的問題就是分析邊坡的穩(wěn)定性以及計(jì)算邊坡的安全系數(shù)，而開展這些工作就要根據(jù)已經(jīng)確定為最危險(xiǎn)的滑動(dòng)面開展分析。但是，這種方法得出的邊坡安全系數(shù)偏大，無法有效的估計(jì)其中的計(jì)算誤差，極大的影響最終結(jié)論，不能保證計(jì)算結(jié)果的可靠性。然而，這種方法能夠經(jīng)過嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖詣?dòng)搜索過程，有效的確定邊界條件的最小安全系數(shù)，并從中獲取滿足約束方程的最小安全系數(shù)，可以有效的確定最危險(xiǎn)的滑動(dòng)面以及塑性華東區(qū)，從而有效的增強(qiáng)了分析結(jié)果的準(zhǔn)確度以及可靠度。所以，這種方法有著十分嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膸r土工程極限分析，可以很好的被應(yīng)用在各種不同的地質(zhì)條件之中，能夠有效的對(duì)幾何形狀復(fù)雜的巖土工程開展極限分析。

三、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法

邊坡系統(tǒng)并不是一個(gè)封閉的獨(dú)立系統(tǒng)，而是一個(gè)即開放又復(fù)雜的系統(tǒng)，是由多種邊坡穩(wěn)定性造成影響的因素經(jīng)過非線性耦合作用之后所得出的結(jié)果，主要有巖體的結(jié)構(gòu)、土質(zhì)邊坡額高度、巖體風(fēng)化作用以及巖石的強(qiáng)度特性等，都是會(huì)對(duì)巖體穩(wěn)定性造成影響的基本因素，而施工的方式以及水的作用都會(huì)對(duì)邊坡的穩(wěn)定性產(chǎn)生直接的影響。這些因素有些是可以被確定的，由于大多數(shù)的影響因素都有模糊性、隨機(jī)性以及可變性等特點(diǎn)，有著很強(qiáng)的不確定性，這些不同的影響因素對(duì)邊坡巖體的穩(wěn)定性所造成的影響并不是固定的，而是隨著其他因素的變化而變化，各種影響因素之間還有著十分緊密的非線性關(guān)系。所以，在對(duì)邊坡穩(wěn)定性開展分析時(shí)，就要結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，動(dòng)態(tài)化的對(duì)各種參評(píng)因素進(jìn)行選擇，從而客觀的對(duì)邊坡的穩(wěn)定狀態(tài)進(jìn)行識(shí)別。

而隨著近些年來科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也獲得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，這種技術(shù)有著很強(qiáng)自主學(xué)習(xí)、聯(lián)想記憶的能力，還有著很高的容錯(cuò)性，這就使得智能化研究邊坡穩(wěn)定性狀態(tài)提供了良好的技術(shù)支持。有研究資料顯示，通過應(yīng)用這種方法，對(duì)41個(gè)實(shí)例進(jìn)行分析，結(jié)果與人工分析的準(zhǔn)確性不相上下，是一種有效的分析措施。

四、數(shù)值分析方法

隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，在邊坡的穩(wěn)定性分析之中，數(shù)值分析方法被大范圍的應(yīng)用到了分析邊坡穩(wěn)定性的工作之中，其中主要使用的方法有：有限單元法、流形元法以及非連續(xù)變形分析法等多種方法。并且，動(dòng)力分析法也是一種有效的分析方法，這種方法是起源于動(dòng)力分析法，最早只可以分析一維問題，而現(xiàn)如今可以對(duì)二維以及三維的問題進(jìn)行分析，并且也不再僅僅只能夠?qū)︼柡屯馏w的發(fā)展進(jìn)行分析，而是可以對(duì)多相非飽和土體開展分析，其適用范圍相比過去，有了很大的提高。

五、有限元法結(jié)合條分法

在開展土質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性分析工作時(shí)，通常是通過極限平衡法開展，而在分析粘性土質(zhì)邊坡時(shí)，則通過條分法進(jìn)行分析。如果土質(zhì)邊坡出現(xiàn)滲流作用，由于通常情況下工程都是通過簡(jiǎn)化方法對(duì)土質(zhì)邊坡進(jìn)行計(jì)算，往往會(huì)對(duì)低下水的滲流忽略或者是一帶而過，沒有對(duì)滲流作用加強(qiáng)重視。在有些特別的工程項(xiàng)目中，滲流的位置分布比較復(fù)雜，這就導(dǎo)致簡(jiǎn)化方法無法有效的對(duì)工程項(xiàng)目開展全面的分析。一旦在邊坡中出現(xiàn)了水頭差過大的問題或者是應(yīng)用降水措施的過程中，這就都會(huì)使得滲流的不利作用也會(huì)大大提升，使用簡(jiǎn)化方法對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算就無法得出準(zhǔn)確的結(jié)果。將滲流有限元法融入其中，可以有效的對(duì)滲流場(chǎng)進(jìn)行模擬，這樣就可以保證評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性。因此，可以根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，將這兩種方法相結(jié)合開展對(duì)邊坡穩(wěn)定性的分析和評(píng)價(jià)工作，充分發(fā)揮這兩種分析方法的優(yōu)勢(shì)，保證計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性。

六、結(jié)束語

總而言之，隨著各種工程項(xiàng)目的規(guī)模不斷擴(kuò)大，在工程建設(shè)的過程中也會(huì)遇到更多類型的邊坡，這些邊坡的高度和規(guī)模也是越來越大，保證邊坡的穩(wěn)定性對(duì)整個(gè)工程有著至關(guān)重要的影響。所以，本文就對(duì)其中幾種方法開展了全面的分析，希望可以給廣大的工程企業(yè)和相關(guān)工作人員提供有用的參考，促進(jìn)我國(guó)建筑事業(yè)的良性發(fā)展。

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