邊坡穩(wěn)定性評價

《邊坡穩(wěn)定性評價》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、邊坡穩(wěn)定性評價　斜坡穩(wěn)定性評價歷來是巖土工程界感興趣的傳統(tǒng)問題之一。多年的理論研究和實踐使單個斜坡、區(qū)段性到區(qū)域性斜坡等跨越不同層次的斜坡穩(wěn)定性評價方法得到了探索和發(fā)展,包括以工程地質(zhì)類比法及地質(zhì)力學(xué)分析為主的定性分析方法、力學(xué)計算和數(shù)值模擬、考慮不確定因素的綜合評判方法等。對于研究較深入的、大比例尺單個或場地性斜坡,基于工程地質(zhì)類比分析、力學(xué)計算以及數(shù)值模擬等穩(wěn)定性評價方法已相當(dāng)成熟。而適宜于小比例尺規(guī)劃階段的區(qū)域性斜坡穩(wěn)定性的定量評價方法則仍處于探索階段。邊坡穩(wěn)定性就是衡量工程質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)之一。同時工程建設(shè)過程中的邊坡穩(wěn)定性還需要考慮到自然環(huán)境的影響。關(guān)于邊坡穩(wěn)定性的評價方法

2、大體上可分為不確定性分析法和確定性分析法兩大類。一、不確定性分析法1.模糊分析法：運用了模糊數(shù)學(xué)理論，通過收集、整理邊坡的實際資料，對邊坡的情況進行綜合分析考量，建立各個參數(shù)信息之間的模糊關(guān)系，進而運用模糊綜合的方法來判斷、研究該邊坡的穩(wěn)定性。雖然模糊分析法充分考慮了多種環(huán)境影響因素和多種影響變量，而且沒有復(fù)雜的計算過程，但由于真實環(huán)境中的不確定因素以及環(huán)境的多變性，同時使用的是模糊數(shù)學(xué)的概念和理論，因此模糊分析法所得出的結(jié)果并不具有很高的可靠性。根據(jù)這一特點，模糊分析法在工程建設(shè)的實際情況中更多的應(yīng)用在對大型邊坡的整體穩(wěn)定性的判斷。2.灰色關(guān)聯(lián)理論：此理論的基礎(chǔ)是邊坡的已知數(shù)

3、據(jù)和未知數(shù)據(jù)。首先，將這些已知數(shù)據(jù)和未知數(shù)據(jù)看做是灰色量，將這些灰色量做無量綱化，使得這些數(shù)據(jù)具有同序性和等效性，以便后面的計算和分析；然后，用最小二乘法對已進行無量綱化的數(shù)據(jù)進行進一步處理，計算出數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)度，因為關(guān)聯(lián)度的影響因素有很多，如參考序列、序列長度、分辨系數(shù)等，所以關(guān)聯(lián)度的數(shù)值并不唯一，因此需要對關(guān)聯(lián)度進行比較分析得出最適合的關(guān)聯(lián)度數(shù)值；最后，分析已得到的數(shù)據(jù)建立邊坡模型，對邊坡的穩(wěn)定性進行判斷。3隨機搜索耦合算法：由于在計算邊坡穩(wěn)定性的過程中常常會考慮到環(huán)境和工程建設(shè)過程中多種多樣的影響因素，因此通常會建立起來一個極其復(fù)雜的非線性的規(guī)劃問題，求解的過程也是較為

4、復(fù)雜繁瑣。而隨機搜索耦合算法則可以為非線性規(guī)劃問題提供一個簡化求解過程、縮短求解時間的相對有效的近似解。這種算法是將固體退火過程作為模擬對象，同時運用冷卻進度表的參數(shù)控制算法進行計算，從而得出一個近似解。雖然這種方法大大簡化了計算過程，但也只有在參數(shù)相對較少的情況下才有更高的信度，不適用于具有大規(guī)模的參數(shù)的計算。二、確定性分析方法1極限平衡法：極限平衡理論的主要思想是將滑動土體進行條分,根據(jù)極限狀態(tài)下土條受力和力矩的平衡來分析邊坡的穩(wěn)定性。根據(jù)對平衡方程組增設(shè)的邊界條件不同,又分為如下幾種方法。(1)瑞典條分法。該法假定滑裂面為圓弧面,不考慮條間力,其安全系數(shù)為滑裂面上的抗滑力

5、矩與滑裂面以上土體的滑動力矩之比,用總應(yīng)力法求得給定滑裂面的安全系數(shù),再經(jīng)反復(fù)試算比較確定出邊坡的最小安全系數(shù)。(2)簡化畢肖普法。該方法假定條間力水平,即只考慮水平推力而不考慮豎向剪力,故安全系數(shù)為整個滑裂面的抗剪強度與實際剪應(yīng)力之比,然后用試算-迭代法求得邊坡的最小安全系數(shù)。(3)簡布普遍條分法。簡布法假定滑體中推力線已知,利用力矩平衡條件把條間豎向剪力表示成水平推力的函數(shù),適用于最一般的情況。利用該法不僅可求出滑裂面平均安全系數(shù)及應(yīng)力分布,還可求出各分界面上的抗剪安全系數(shù)作為校核。(4)其它極限平衡計算方法。斯賓塞法、摩根斯坦—普賴斯法、沙爾瑪法以及不平衡推力傳遞法都屬于

6、極限平衡計算法。這些方法以極限平衡理論為基礎(chǔ),通過力的平衡條件來分析邊坡穩(wěn)定性,沒有考慮材料應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系,所得安全系數(shù)只是假定滑裂面上2圖解法：20世紀(jì)30年代提出的邊坡穩(wěn)定性分析圖解法發(fā)展至今，已經(jīng)出現(xiàn)了不同的分析圖表，甚至經(jīng)過改進得到了簡化公式。該方法是綜合考慮土體物理性質(zhì)、地下水性質(zhì)以及邊坡的參數(shù)等數(shù)據(jù)，然后根據(jù)所對應(yīng)的公式來繪制出表和圖，根據(jù)表圖更為直觀、簡便的得到邊坡的穩(wěn)定性。圖解法又可以分為赤平極射投影法和偌謨圖法。(1)赤平極射投影法：該法最早應(yīng)用于天文學(xué),20世紀(jì)80年代開始引入工程地質(zhì)學(xué),通過作赤平極射投影圖可以直觀反映出邊坡破壞邊界、各組結(jié)構(gòu)面的空間組合關(guān)

7、系,確定邊坡規(guī)模形態(tài)以及可能變形滑動方向,從而達到評價邊坡穩(wěn)定程度的初步分析,該方法一般適用于巖質(zhì)邊坡的。(2)偌謨圖法：偌謨圖法是用關(guān)系曲線和偌謨圖表征邊坡有關(guān)參數(shù)之間的定量關(guān)系。通過偌謨圖法可求出邊坡穩(wěn)定性系數(shù),根據(jù)相關(guān)參數(shù)也可求出極限坡高和穩(wěn)定坡角。該方法一般適用于土質(zhì)邊坡或全風(fēng)化的具有弧形破壞面的邊坡穩(wěn)定性評價分析。3快速拉格朗日法：該法是目前最流行的有限差分法,拉格朗日法源于流體力學(xué),其基本原理是綜合流體中所有質(zhì)點流體中各點的位移、速度、加速度等參數(shù)隨時間變化的規(guī)律,得到流體變化規(guī)