[摘要]邊坡穩(wěn)定性分析方法課題的出現(xiàn)已經(jīng)有很長時間,而且至今還在不斷地發(fā)展,本文基于前人對邊坡穩(wěn)定性分析方法的成果,進行了簡單總結(jié),并提出了一些認(rèn)識。
[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]TU43[文獻標(biāo)識碼] 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和使用范圍。根據(jù)歷史的發(fā)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(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內(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,進而作出邊坡穩(wěn)定條件的初步評價。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)法是一種計算機程序分析法,該法以專家的水平來完成對邊坡穩(wěn)定性的分析,并且把對邊坡穩(wěn)定性分析的大量實際知識和經(jīng)驗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)展的時間長,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(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)點是不論邊坡形態(tài)和外加荷載多么復(fù)雜,總能求得一個能適用的荷載,計算的結(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。這對于平面應(yīng)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(shù)值分析法
隨著計算機技術(shù)和數(shù)值計算理論的發(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可靠性分析法、模糊可靠性分析法、人工智能法、灰色預(yù)測系統(tǒng)法等。
3.1隨機可靠性分析法的應(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,國內(nèi)外學(xué)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(jì)80年代初發(fā)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(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。
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)使之成為一種相對簡便的方法,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,進而對邊坡穩(wěn)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(xiàn)場監(jiān)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(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制,土體的發(fā)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(xiàn)場監(jiān)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(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)文獻資料,對邊坡土體穩(wěn)定性分析方法進行了分析總結(jié),作者得出如下體會:
各種分析方法有其優(yōu)勢也有其不足,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發(fā)展趨勢。
參考文獻:
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