邊坡穩定分析方法研究進展

史西西

【摘 要】邊坡穩定性估計是一個涉及多個參數的工程問題。為了解決這些問題，研究人員用邊坡穩定性概率分類（SSPC）系統、數值模擬等方法對邊坡失穩的邊界條件進行了計算分析，為邊坡工程問題提供有價值的參考。

【關鍵詞】邊坡穩定；地震；混合模型

一、前言

邊坡不穩和邊坡坡角過大，在水壓力、土壓力等力的作用下，常會發生滑動或崩塌。大規模邊坡失穩，會使交通中斷，建筑物坍塌，河流堵塞，水庫淤積，帶來生命財產的巨大損失。

二、研究進展

近年來，在巖土工程中嘗試使用人工神經網絡（ANN）等智能計算系統。研究人員越來越感興趣的原因是，這些學習機器在模式識別問題和多變量動態系統的非線性關系的建模方面有著出色的表現。特別是，一些研究人員已經調查了這種用法安在預測邊坡穩定性及不同荷載作用下的行為。

XUE Xin Hua， YANG Xing Guo和 CHEN Xin提出了一種基于支持向量機和粒子群優化組合的混合模型，以提高預測性能。在選擇合適的SVM參數時，采用PSO來提高預測精度。作為輸入參數，包括單位重量的大小、內摩擦角、內摩擦角、坡度角、高度、孔隙水壓力系數等幾個重要參數作為輸入參數，邊坡的狀態為輸出參數。結果表明，pso - svm是一種強大的計算工具，可以用來預測邊坡的穩定性。

Ti Zhao（趙體）， Jinzhong Sun（孫進忠）等對邊坡地震穩定性分析進行了研究。提出了兩種不同的邊坡地震穩定性概念：強度儲備穩定性和動態超載穩定性。邊坡地震穩定性的第一個概念已經被廣泛接受，相關的分析方法也得到了很好的發展；然而，第二種概念直到現在還很少被提及，而基于此概念的失效標準和分析方法還有待探索。本文研究的是動力過載地震穩定性的失效判據和分析方法。摘要提出了一種邊坡動力過載穩定性臨界地震峰值加速度的準則及其分析方法，并提出了載荷遞增法。動態過載黃土邊坡的地震穩定性Changshougou（長壽溝）在寶雞寶（雞），陜西（陜西），分析了中國，老林。分析結果表明，該邊坡的動態超載地震穩定性對地震地面運動的作用相當高，在未來50年內超過10%的概率。

根據邊坡地震的新概念，提出了一種新的邊坡地震穩定性分析方法，并取得了如下成果。

（1）兩種不同的邊坡地震穩定性概念：1）強度儲量地球-地震穩定性，表現為邊坡目前強度與地震作用強度的差異。2）動態超載地震穩定性是由其目前強度的臨界地震作用與地震作用作為局部地震再穩定目標之間的比較。

（2）考慮到這一事實有一個打破巖石的本構關系或土體邊坡邊坡的地震前后破壞發生時，一個想法的搜索邊坡的臨界地震作用在現有實力狀態輸入地震行動提出從弱到強，和一個新的優化方法結合偽靜態的方法和LIM動態形成重載邊坡地震穩定性分析。

（3）根據動態超載法的概念，建立了地震穩定性判據。采用傳統的分析方法，考慮了內部應力與邊坡強度的比較，并將其轉化為本文提出的方法，主要研究了臨界地震峰值加速度與局部強化地震峰值加速度之間的比較。因此，不僅建立了邊坡地震穩定性和可能之間的聯系- ble邊坡地震作用在未來也將超過設防地震加速度峰值的概率地震邊坡穩定系數，構成的一個重要部分動態重載邊坡地震穩定性的可能性。

（4）對長壽溝黃土邊坡的動態超載地震穩定性分析，證明了基于尋找臨界地震峰值加速度的林分型滑坡是一種合理的ap-proach，可以為我們更好地理解邊坡地震穩定性提供了理論依據。需要指出的是，某一邊坡的動態超載模擬時間只能反映該邊坡的一種動態邊坡破壞。由于地震交流的多樣性，在同一坡度上有多種不同類型的動態斜坡故障。進一步研究了地震作用變化引起的邊坡動態邊坡失能的多樣性，為地震邊坡破壞概率分析奠定了基礎。

該工作擴展了地震邊坡穩定性的概念，為其分析提供了新的思路。特別地，臨界地震峰ac-celeration判據對其預發強度狀態的破壞，形成了地震邊坡穩定性分析與邊坡地震風險分析的關系，為進一步評價地震坡失穩概率奠定了基礎。在此基礎上，本文還提出了風蝕、降雨等其他誘發因素對邊坡破壞的分析方法，從而為今后的滑坡地質災害統一風險預測系統的研究提供了理論基礎。

邊坡穩定問題是公路沿線的重要問題，由于邊坡的穩定性問題可能造成重大事故和財產損失。在巖石邊坡工程中，穩定性評價通常采用分析或數值分析方法進行，主要考慮安全概念的因素。事實上，由于在分析或數值方法中分配最合適的值來設計參數，對邊坡穩定性的概率性評估越來越受歡迎。此外，通過概率概念，將非連續性對巖石質量和不連續性的影響最小化。Van，在研究中，利用邊坡穩定性概率分類（SSPC）系統，在概率方法的基礎上，對高陡沉積巖石邊坡的坡度穩定性進行了評價。概率評估表明，由于非連續性的控制和非連續取向的獨立質量運動，主要的邊坡穩定性問題。幾乎所有被研究的剪切邊坡都有穩定的穩定性問題，穩定性概率非常低。此外，平面和傾倒破壞的概率是對SSPC系統的高度重視。通過現場勘察，驗證了邊坡的穩定性問題。應采取補救措施，如在研究地點進行邊坡重新設計和加固，以防止公路沿線發生危險事件。另一方面，在巖石邊坡工程中，當概率和分析結果相比較時，概率方法可能是一個有用的工具。

邊坡穩定性分析和安全邊坡設計的精度與分析時所分配的剪切強度參數的精度密切相關。然而，在許多情況下，由于邊坡質量的異質性，對這些參數的精確估計具有挑戰性。另一方面，在大量節理巖體中，邊坡破壞發生在多面，而非單一面，在土壤中，其破壞面幾乎呈圓形。因此，不連續和屬性巖體的行為應在高度節理的巖石單元中共同定義。

邊坡穩定性的概率非常高和陡峭削減在石灰石山坡挖掘裝置是在這項研究中使用協會的系統調查。由概率分析的結果，得出的結論是，研究的巖石邊坡容易出現穩定性問題，這些問題可能出現在不連續性的表面，或者不考慮不連續的問題。因此，應采取緊急補救措施，對可能出現的故障進行邊坡、巖體錨桿、巖崩的重新設計，防止可能出現的故障，防止生命財產損失。由于SSPC系統是一個主要的缺點，因此無法分析楔形破壞的概率。此外，系統還忽略了地下水對斷口抗剪強度的影響。此外，在接受安全的概率閾值時，沒有特定的批準是有效的，而在分析方法中，接受安全的概率閾值類似于安全概念的因素。雖然可以選擇滿足巖石邊坡開挖工程設計的某些概率值，但在SSPC系統中，根據作者的經驗，需要至少70%的邊坡穩定性概率來定義邊坡。

三、結語

邊坡穩定和交通、建筑密切相關，邊坡穩定性估計是一個涉及多個參數的工程問題，分析影響邊坡失穩的影響因素仍是一個重要課題，邊坡穩定分析還需研究人員用各種合理方式繼續探究。

【參考文獻】

[1]XUE Xin Hua， YANG Xing Guo和 CHEN Xin，Application of a support vector machine for prediction of slope stability，December 2014 Vol.57 No.12： 2379–2386.

[2]Ti Zhao （趙體）， Jinzhong Sun（孫進忠）， Bin Zhang （張彬）， Cheng Li （李程），Analysis of Slope Stability with Dynamic Overloading from Earthquake，Journal of Earth Science， Vol. 23， No. 3， p. 285–296， June 2012.

[3]Van， Turkey， Assessment of rock slope stability by probabilistic-based Slope Stability Probability Classification method along highway cut slopes in Adilcevaz-Bitlis.endprint