史西西

【摘 要】邊坡穩(wěn)定性估計(jì)是一個(gè)涉及多個(gè)參數(shù)的工程問題。為了解決這些問題，研究人員用邊坡穩(wěn)定性概率分類（SSPC）系統(tǒng)、數(shù)值模擬等方法對(duì)邊坡失穩(wěn)的邊界條件進(jìn)行了計(jì)算分析，為邊坡工程問題提供有價(jià)值的參考。

【關(guān)鍵詞】邊坡穩(wěn)定；地震；混合模型

一、前言

邊坡不穩(wěn)和邊坡坡角過大，在水壓力、土壓力等力的作用下，常會(huì)發(fā)生滑動(dòng)或崩塌。大規(guī)模邊坡失穩(wěn)，會(huì)使交通中斷，建筑物坍塌，河流堵塞，水庫(kù)淤積，帶來(lái)生命財(cái)產(chǎn)的巨大損失。

二、研究進(jìn)展

近年來(lái)，在巖土工程中嘗試使用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）等智能計(jì)算系統(tǒng)。研究人員越來(lái)越感興趣的原因是，這些學(xué)習(xí)機(jī)器在模式識(shí)別問題和多變量動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的非線性關(guān)系的建模方面有著出色的表現(xiàn)。特別是，一些研究人員已經(jīng)調(diào)查了這種用法安在預(yù)測(cè)邊坡穩(wěn)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(jī)和粒子群優(yōu)化組合的混合模型，以提高預(yù)測(cè)性能。在選擇合適的SVM參數(shù)時(shí)，采用PSO來(lái)提高預(yù)測(cè)精度。作為輸入?yún)?shù)，包括單位重量的大小、內(nèi)摩擦角、內(nèi)摩擦角、坡度角、高度、孔隙水壓力系數(shù)等幾個(gè)重要參數(shù)作為輸入?yún)?shù)，邊坡的狀態(tài)為輸出參數(shù)。結(jié)果表明，pso - svm是一種強(qiáng)大的計(jì)算工具，可以用來(lái)預(yù)測(cè)邊坡的穩(wěn)定性。

Ti Zhao（趙體）， Jinzhong Sun（孫進(jìn)忠）等對(duì)邊坡地震穩(wěn)定性分析進(jìn)行了研究。提出了兩種不同的邊坡地震穩(wěn)定性概念：強(qiáng)度儲(chǔ)備穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)超載穩(wěn)定性。邊坡地震穩(wěn)定性的第一個(gè)概念已經(jīng)被廣泛接受，相關(guān)的分析方法也得到了很好的發(fā)展；然而，第二種概念直到現(xiàn)在還很少被提及，而基于此概念的失效標(biāo)準(zhǔn)和分析方法還有待探索。本文研究的是動(dòng)力過載地震穩(wěn)定性的失效判據(jù)和分析方法。摘要提出了一種邊坡動(dòng)力過載穩(wěn)定性臨界地震峰值加速度的準(zhǔn)則及其分析方法，并提出了載荷遞增法。動(dòng)態(tài)過載黃土邊坡的地震穩(wěn)定性Changshougou（長(zhǎng)壽溝）在寶雞寶（雞），陜西（陜西），分析了中國(guó)，老林。分析結(jié)果表明，該邊坡的動(dòng)態(tài)超載地震穩(wěn)定性對(duì)地震地面運(yùn)動(dòng)的作用相當(dāng)高，在未來(lái)50年內(nèi)超過10%的概率。

根據(jù)邊坡地震的新概念，提出了一種新的邊坡地震穩(wěn)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(wěn)定性概念：1）強(qiáng)度儲(chǔ)量地球-地震穩(wěn)定性，表現(xiàn)為邊坡目前強(qiáng)度與地震作用強(qiáng)度的差異。2）動(dòng)態(tài)超載地震穩(wěn)定性是由其目前強(qiáng)度的臨界地震作用與地震作用作為局部地震再穩(wěn)定目標(biāo)之間的比較。

（2）考慮到這一事實(shí)有一個(gè)打破巖石的本構(gòu)關(guān)系或土體邊坡邊坡的地震前后破壞發(fā)生時(shí)，一個(gè)想法的搜索邊坡的臨界地震作用在現(xiàn)有實(shí)力狀態(tài)輸入地震行動(dòng)提出從弱到強(qiáng)，和一個(gè)新的優(yōu)化方法結(jié)合偽靜態(tài)的方法和LIM動(dòng)態(tài)形成重載邊坡地震穩(wěn)定性分析。

（3）根據(jù)動(dòng)態(tài)超載法的概念，建立了地震穩(wěn)定性判據(jù)。采用傳統(tǒng)的分析方法，考慮了內(nèi)部應(yīng)力與邊坡強(qiáng)度的比較，并將其轉(zhuǎn)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(qiáng)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(wěn)定性和可能之間的聯(lián)系- ble邊坡地震作用在未來(lái)也將超過設(shè)防地震加速度峰值的概率地震邊坡穩(wěn)定系數(shù)，構(gòu)成的一個(gè)重要部分動(dòng)態(tài)重載邊坡地震穩(wěn)定性的可能性。

（4）對(duì)長(zhǎng)壽溝黃土邊坡的動(dòng)態(tài)超載地震穩(wěn)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(wěn)定性提供了理論依據(jù)。需要指出的是，某一邊坡的動(dòng)態(tài)超載模擬時(shí)間只能反映該邊坡的一種動(dòng)態(tài)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(dòng)態(tài)斜坡故障。進(jìn)一步研究了地震作用變化引起的邊坡動(dòng)態(tài)邊坡失能的多樣性，為地震邊坡破壞概率分析奠定了基礎(chǔ)。

該工作擴(kuò)展了地震邊坡穩(wěn)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(jù)對(duì)其預(yù)發(fā)強(qiáng)度狀態(tài)的破壞，形成了地震邊坡穩(wěn)定性分析與邊坡地震風(fēng)險(xiǎn)分析的關(guān)系，為進(jìn)一步評(píng)價(jià)地震坡失穩(wěn)概率奠定了基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，本文還提出了風(fēng)蝕、降雨等其他誘發(fā)因素對(duì)邊坡破壞的分析方法，從而為今后的滑坡地質(zhì)災(zāi)害統(tǒng)一風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)系統(tǒng)的研究提供了理論基礎(chǔ)。

邊坡穩(wěn)定問題是公路沿線的重要問題，由于邊坡的穩(wěn)定性問題可能造成重大事故和財(cái)產(chǎn)損失。在巖石邊坡工程中，穩(wěn)定性評(píng)價(jià)通常采用分析或數(shù)值分析方法進(jìn)行，主要考慮安全概念的因素。事實(shí)上，由于在分析或數(shù)值方法中分配最合適的值來(lái)設(shè)計(jì)參數(shù)，對(duì)邊坡穩(wěn)定性的概率性評(píng)估越來(lái)越受歡迎。此外，通過概率概念，將非連續(xù)性對(duì)巖石質(zhì)量和不連續(xù)性的影響最小化。Van，在研究中，利用邊坡穩(wěn)定性概率分類（SSPC）系統(tǒng)，在概率方法的基礎(chǔ)上，對(duì)高陡沉積巖石邊坡的坡度穩(wěn)定性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。概率評(píng)估表明，由于非連續(xù)性的控制和非連續(xù)取向的獨(dú)立質(zhì)量運(yùn)動(dòng)，主要的邊坡穩(wěn)定性問題。幾乎所有被研究的剪切邊坡都有穩(wěn)定的穩(wěn)定性問題，穩(wěn)定性概率非常低。此外，平面和傾倒破壞的概率是對(duì)SSPC系統(tǒng)的高度重視。通過現(xiàn)場(chǎng)勘察，驗(yàn)證了邊坡的穩(wěn)定性問題。應(yīng)采取補(bǔ)救措施，如在研究地點(diǎn)進(jìn)行邊坡重新設(shè)計(jì)和加固，以防止公路沿線發(fā)生危險(xiǎn)事件。另一方面，在巖石邊坡工程中，當(dāng)概率和分析結(jié)果相比較時(shí)，概率方法可能是一個(gè)有用的工具。

邊坡穩(wěn)定性分析和安全邊坡設(shè)計(jì)的精度與分析時(shí)所分配的剪切強(qiáng)度參數(shù)的精度密切相關(guān)。然而，在許多情況下，由于邊坡質(zhì)量的異質(zhì)性，對(duì)這些參數(shù)的精確估計(jì)具有挑戰(zhàn)性。另一方面，在大量節(jié)理巖體中，邊坡破壞發(fā)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(xù)和屬性巖體的行為應(yīng)在高度節(jié)理的巖石單元中共同定義。

邊坡穩(wěn)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(xiàng)研究中使用協(xié)會(huì)的系統(tǒng)調(diào)查。由概率分析的結(jié)果，得出的結(jié)論是，研究的巖石邊坡容易出現(xiàn)穩(wěn)定性問題，這些問題可能出現(xiàn)在不連續(xù)性的表面，或者不考慮不連續(xù)的問題。因此，應(yīng)采取緊急補(bǔ)救措施，對(duì)可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行邊坡、巖體錨桿、巖崩的重新設(shè)計(jì)，防止可能出現(xiàn)的故障，防止生命財(cái)產(chǎn)損失。由于SSPC系統(tǒng)是一個(gè)主要的缺點(diǎn)，因此無(wú)法分析楔形破壞的概率。此外，系統(tǒng)還忽略了地下水對(duì)斷口抗剪強(qiáng)度的影響。此外，在接受安全的概率閾值時(shí)，沒有特定的批準(zhǔn)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(shè)計(jì)的某些概率值，但在SSPC系統(tǒng)中，根據(jù)作者的經(jīng)驗(yàn)，需要至少70%的邊坡穩(wěn)定性概率來(lái)定義邊坡。

三、結(jié)語(yǔ)

邊坡穩(wěn)定和交通、建筑密切相關(guān)，邊坡穩(wěn)定性估計(jì)是一個(gè)涉及多個(gè)參數(shù)的工程問題，分析影響邊坡失穩(wěn)的影響因素仍是一個(gè)重要課題，邊坡穩(wěn)定分析還需研究人員用各種合理方式繼續(xù)探究。

【參考文獻(xiàn)】

[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(jìn)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