淺談邊坡穩定性分析方法

[摘要]邊坡穩定性分析方法課題的出現已經有很長時間，而且至今還在不斷地發展，本文基于前人對邊坡穩定性分析方法的成果，進行了簡單總結，并提出了一些認識。

[關鍵詞]邊坡穩定性；定性分析法；定量分析法；不確定性分析法

[中圖分類號]TU43[文獻標識碼] A

邊坡穩定性分析方法有很多，每種分析方法都有它們各自的特點和使用范圍。根據歷史的發展和自身的特點，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、工程地質類比法、赤平極射投影法、專家系統法。

1.1成因歷史分析法

成因歷史分析法研究內容包括兩方面：首先是邊坡所處的區域背景，大地構造，地質結構特性；其次是邊坡的坡形和坡高，坡體外部和內部的變形跡象。因此，該分析方法適合于自然形成的斜坡。

1.2工程地質類比法

工程地質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行類比，類比的方面包括邊坡的工程地質條件和影響邊坡穩定性的各種因素。

1.3赤平極射投影法

赤平極射投影法就是確定不穩定結構體的可能變形位移方向，進而作出邊坡穩定條件的初步評價。該法是目前邊坡穩定性分析的主要方法之一。

1.4專家系統法

專家系統法是一種計算機程序分析法，該法以專家的水平來完成對邊坡穩定性的分析，并且把對邊坡穩定性分析的大量實際知識和經驗同模擬人類的解題策略結合起來。

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、數值分析法。其中極限平衡分析法和數值分析法中的有限元法應用較廣。

2.1極限平衡分析法

極限平衡分析法發展的時間長，研究的人員多，出現了很多有代表性的分析方法。根據各種方法自身的特點可分為如下幾種：瑞典圓弧法、瑞典條分法、畢肖普法、簡布法、斯賓塞法等。

2.2極限分析法

極限分析法的定義就是應用理想剛塑性體處于極限狀態的普遍定理——上限定理和下限定理來求解極限荷載。該法的優點是不論邊坡形態和外加荷載多么復雜，總能求得一個能適用的荷載，計算的結果要比極限平衡分析法嚴格。

2.3滑移線法

滑移線法是根據平衡方程、屈服條件和應力邊界條件求塑性區的應力、位移速度分布，最后求出極限荷載的方法。這對于平面應變問題來說，可以用一個屈服條件和兩個平衡方程，按靜定問題來處理。

2.4數值分析法

隨著計算機技術和數值計算理論的發展，數值分析方法已經應用到邊坡穩定性分析中，而且發展速度很快。到目前為止，常用的數值分析方法有如下幾種：有限單元法、離散元法、邊界元法、不連續變形分析法、快速拉格朗日法等。

3不確定性分析法

20世紀70年代，在邊坡穩定性分析中出現了不確定性分析方法。目前，不確定性分析法主要有隨機可靠性分析法、模糊可靠性分析法、人工智能法、灰色預測系統法等。

3.1隨機可靠性分析法的應用相當廣泛。該法它分析了很多影響邊坡穩定性的不確定性因素，總結了現有的安全系數法的不足。近幾十年來，國內外學者對概率和可靠度方法的研究就是對這種方法的延伸。

3.2模糊可靠性分析法是20世紀80年代初發展起來的，晚于隨機可靠性分析法。模糊可靠性分析法提示人們雙狀態假設和概率假設在很多情況下是不正確的，該法是當前可靠性學科研究的熱點。

3.3人工智能法雖然不能分析出土體內部的應力-應變關系，但其有完善的理論和充足的數據使之成為一種相對簡便的方法，并且已經應用到建筑工程當中。

3.4灰色預測系統法就是分析邊坡穩定性的影響因素，該法的很大好處是找出了各影響因素之間的關聯性，它確定出了因素中的主次關系，進而對邊坡穩定性進行了多重的分析。

4其他分析法

其他分析方法包括物理模型試驗法和現場監測分析法。這兩種方法的物理意義明確，信息可靠，因此在邊坡穩定性分析中得到了廣泛和很好的應用。

4.1物理模型試驗法不但能很好的形象的模擬邊坡土體的應力大小及分布，而且還能很好的模擬邊坡土體的變形破壞機制，土體的發展過程。因此模型試驗得到了在實際工程中很好地被采用。

4.2現場監測分析法由于它自身的特點，可以很好的量測到邊坡土體的位移，它的真實性更強，因此該法現在在很多工程中得到了很大的認可。

5小結

通過查閱大量邊坡土體穩定性分析理論的相關文獻資料，對邊坡土體穩定性分析方法進行了分析總結，作者得出如下體會：

各種分析方法有其優勢也有其不足，往往兩種分析法或者多種分析法結合起來分析邊坡土體穩定性，才能得到滿意的結果，這將是邊坡土體穩定性分析方法的一個發展趨勢。

參考文獻：

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