基于位移反分析法的邊坡失穩計算

宋寶宏

(北京市市政工程設計研究總院有限公司 100082)

引言

邊坡的穩定是暫時的、相對的，即便是現在穩定的邊坡，在經過長期的地質作用或人類活動等不利因素影響，可能由穩定狀態向不穩定狀態發展，最終造成邊坡失穩[1]，造成極大的人員傷亡。因此，深入開展邊坡的穩定性分析具有重要的理論意義及深遠的現實意義。許多專家學者，在邊坡失穩機理、表現形式、預警方法、治理手段等方面進行了大量的研究，并且取得了豐碩的成果。如經典的極限平衡方法[2]是通過潛在滑體的受力分析，引入摩爾-庫侖強度準則，得到了廣泛應用。蠕動理論[3]采用了物理模擬和數值模擬方法，總結歸納出了常見的邊坡變形破壞形式。位移反分析思路最初由Kavanagh和Clough[4]于1971年提出，其原理是基于實際工程的位移數據采用數值分析軟件反演出巖體部分參數，如H.A.D.Kirsten[5]利用現場工程實測變形量反分析巖體彈性模量，徐文文[6]針對露天礦山地質條件復雜，采用BP網絡獲得位移與內部地質力學參數之間的關系。

本文通過借助位移反分析的思路，在已知巖體彈性模量等地質參數的條件下，以某礦山露采高邊坡作為研究對象，借助實時監測系統得到的邊坡位移數據，通過直接施加位移的方法，來反推邊坡的穩定性，建立位移與安全系數之間的非線性關系，從而預測邊坡失穩的位移量，并為類似高邊坡失穩預測和預警方法提供研究思路。

1 三維模型建立

1.1 工程概況

圖1 監測邊坡現狀Fig.1 The real of the slope