淺談邊坡穩(wěn)定性分析方法

[摘要]邊坡穩(wěn)定性分析方法課題的出現(xiàn)已經(jīng)有很長(zhǎng)時(shí)間，而且至今還在不斷地發(fā)展，本文基于前人對(duì)邊坡穩(wěn)定性分析方法的成果，進(jìn)行了簡(jiǎn)單總結(jié)，并提出了一些認(rèn)識(shí)。

[關(guān)鍵詞]邊坡穩(wěn)定性；定性分析法；定量分析法；不確定性分析法

[中圖分類號(hào)]TU43[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A

邊坡穩(wěn)定性分析方法有很多，每種分析方法都有它們各自的特點(diǎn)和使用范圍。根據(jù)歷史的發(fā)展和自身的特點(diǎn)，可歸納分為四種：定性分析方法、定量分析方法、不確定性分析法和其他分析方法。

1定性分析法

定性分析方法分為成因歷史分析法、工程地質(zhì)類比法、赤平極射投影法、專家系統(tǒng)法。

1.1成因歷史分析法

成因歷史分析法研究?jī)?nèi)容包括兩方面：首先是邊坡所處的區(qū)域背景，大地構(gòu)造，地質(zhì)結(jié)構(gòu)特性；其次是邊坡的坡形和坡高，坡體外部和內(nèi)部的變形跡象。因此，該分析方法適合于自然形成的斜坡。

1.2工程地質(zhì)類比法

工程地質(zhì)類比法類比的原則是相似性，只有相似性較高的邊坡才能進(jìn)行類比，類比的方面包括邊坡的工程地質(zhì)條件和影響邊坡穩(wěn)定性的各種因素。

1.3赤平極射投影法

赤平極射投影法就是確定不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)體的可能變形位移方向，進(jìn)而作出邊坡穩(wěn)定條件的初步評(píng)價(jià)。該法是目前邊坡穩(wěn)定性分析的主要方法之一。

1.4專家系統(tǒng)法

專家系統(tǒng)法是一種計(jì)算機(jī)程序分析法，該法以專家的水平來完成對(duì)邊坡穩(wěn)定性的分析，并且把對(duì)邊坡穩(wěn)定性分析的大量實(shí)際知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)同模擬人類的解題策略結(jié)合起來。

2定量分析法

定量分析法可大致分為如下四類：極限平衡分析法、極限分析法、滑移線法、數(shù)值分析法。其中極限平衡分析法和數(shù)值分析法中的有限元法應(yīng)用較廣。

2.1極限平衡分析法

極限平衡分析法發(fā)展的時(shí)間長(zhǎng)，研究的人員多，出現(xiàn)了很多有代表性的分析方法。根據(jù)各種方法自身的特點(diǎn)可分為如下幾種：瑞典圓弧法、瑞典條分法、畢肖普法、簡(jiǎn)布法、斯賓塞法等。

2.2極限分析法

極限分析法的定義就是應(yīng)用理想剛塑性體處于極限狀態(tài)的普遍定理——上限定理和下限定理來求解極限荷載。該法的優(yōu)點(diǎn)是不論邊坡形態(tài)和外加荷載多么復(fù)雜，總能求得一個(gè)能適用的荷載，計(jì)算的結(jié)果要比極限平衡分析法嚴(yán)格。

2.3滑移線法

滑移線法是根據(jù)平衡方程、屈服條件和應(yīng)力邊界條件求塑性區(qū)的應(yīng)力、位移速度分布，最后求出極限荷載的方法。這對(duì)于平面應(yīng)變問題來說，可以用一個(gè)屈服條件和兩個(gè)平衡方程，按靜定問題來處理。

2.4數(shù)值分析法

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)值計(jì)算理論的發(fā)展，數(shù)值分析方法已經(jīng)應(yīng)用到邊坡穩(wěn)定性分析中，而且發(fā)展速度很快。到目前為止，常用的數(shù)值分析方法有如下幾種：有限單元法、離散元法、邊界元法、不連續(xù)變形分析法、快速拉格朗日法等。

3不確定性分析法

20世紀(jì)70年代，在邊坡穩(wěn)定性分析中出現(xiàn)了不確定性分析方法。目前，不確定性分析法主要有隨機(jī)可靠性分析法、模糊可靠性分析法、人工智能法、灰色預(yù)測(cè)系統(tǒng)法等。

3.1隨機(jī)可靠性分析法的應(yīng)用相當(dāng)廣泛。該法它分析了很多影響邊坡穩(wěn)定性的不確定性因素，總結(jié)了現(xiàn)有的安全系數(shù)法的不足。近幾十年來，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)概率和可靠度方法的研究就是對(duì)這種方法的延伸。

3.2模糊可靠性分析法是20世紀(jì)80年代初發(fā)展起來的，晚于隨機(jī)可靠性分析法。模糊可靠性分析法提示人們雙狀態(tài)假設(shè)和概率假設(shè)在很多情況下是不正確的，該法是當(dāng)前可靠性學(xué)科研究的熱點(diǎn)。

3.3人工智能法雖然不能分析出土體內(nèi)部的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，但其有完善的理論和充足的數(shù)據(jù)使之成為一種相對(duì)簡(jiǎn)便的方法，并且已經(jīng)應(yīng)用到建筑工程當(dāng)中。

3.4灰色預(yù)測(cè)系統(tǒng)法就是分析邊坡穩(wěn)定性的影響因素，該法的很大好處是找出了各影響因素之間的關(guān)聯(lián)性，它確定出了因素中的主次關(guān)系，進(jìn)而對(duì)邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行了多重的分析。

4其他分析法

其他分析方法包括物理模型試驗(yàn)法和現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)分析法。這兩種方法的物理意義明確，信息可靠，因此在邊坡穩(wěn)定性分析中得到了廣泛和很好的應(yīng)用。

4.1物理模型試驗(yàn)法不但能很好的形象的模擬邊坡土體的應(yīng)力大小及分布，而且還能很好的模擬邊坡土體的變形破壞機(jī)制，土體的發(fā)展過程。因此模型試驗(yàn)得到了在實(shí)際工程中很好地被采用。

4.2現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)分析法由于它自身的特點(diǎn)，可以很好的量測(cè)到邊坡土體的位移，它的真實(shí)性更強(qiáng)，因此該法現(xiàn)在在很多工程中得到了很大的認(rèn)可。

5小結(jié)

通過查閱大量邊坡土體穩(wěn)定性分析理論的相關(guān)文獻(xiàn)資料，對(duì)邊坡土體穩(wěn)定性分析方法進(jìn)行了分析總結(jié)，作者得出如下體會(huì)：

各種分析方法有其優(yōu)勢(shì)也有其不足，往往兩種分析法或者多種分析法結(jié)合起來分析邊坡土體穩(wěn)定性，才能得到滿意的結(jié)果，這將是邊坡土體穩(wěn)定性分析方法的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)：

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