余鑫

【摘 要】現(xiàn)如今關(guān)于巖石邊坡穩(wěn)定性方面的分析問(wèn)題越來(lái)越多，采取一種有效地分析方法來(lái)處理是非常關(guān)鍵的，這便使得我們要通過(guò)合理的分析方法，來(lái)促進(jìn)分析工作的進(jìn)一步開(kāi)展。因此，本文針對(duì)巖石邊坡的分析方法開(kāi)展了定性描述，希望本文的分析能給廣大工作者帶來(lái)進(jìn)一步的理解。

【關(guān)鍵詞】巖石邊坡；穩(wěn)定性；分析方法

一、邊坡穩(wěn)定性分析注意要點(diǎn)

在巖石邊坡穩(wěn)定性的分析當(dāng)中，往往不能只單獨(dú)地采取一種方法。由于只采取一種方法往往會(huì)導(dǎo)致分析進(jìn)行的不是很全面，因此我們?cè)诜治鲞^(guò)程中往往要采取兩種或兩種以上的分析方法來(lái)對(duì)巖石邊坡的穩(wěn)定性問(wèn)題開(kāi)展全面分析，以保證其全面性。

二、巖石邊坡穩(wěn)定性分析背景

巖石邊坡穩(wěn)定性相關(guān)的問(wèn)題一直是我們巖石工程所探討的重點(diǎn)。在我國(guó)的許多建設(shè)工程中往往都要涉及到這一方面的問(wèn)題，因此當(dāng)我們?cè)谔幚磉@些問(wèn)題的過(guò)程中便進(jìn)一步促進(jìn)了巖石邊坡穩(wěn)定性分析方法的進(jìn)步。隨著我們對(duì)巖石邊坡穩(wěn)定性分析方法地進(jìn)一步運(yùn)用，這一方面的知識(shí)運(yùn)用變得越來(lái)越成熟，本文便在此對(duì)巖石邊坡穩(wěn)定性分析方法做出相應(yīng)闡述，以此來(lái)為巖石邊坡穩(wěn)定性分析的理論與應(yīng)用提供相應(yīng)意見(jiàn)。

三、巖石邊坡穩(wěn)定性分析方法

目前巖石邊坡穩(wěn)定性分析方法往往分為兩大類。第一類便是在明確滑坡面之后，根據(jù)其滑裂面上的上滑力與下滑力的大小來(lái)計(jì)算出邊坡的安全系數(shù)。此類方法的代表有極限平衡法、關(guān)鍵塊理論等。而另外一類卻是運(yùn)用數(shù)值分析的方法來(lái)明確邊坡的位移場(chǎng)以及應(yīng)力場(chǎng)，再運(yùn)用超載法來(lái)使得邊坡達(dá)到極限狀態(tài)，由此來(lái)獲取安全系數(shù)?，F(xiàn)便將這幾類主要的巖石邊坡穩(wěn)定性分析方法來(lái)做進(jìn)一步闡述。

（一）極限平衡法

由于其運(yùn)用的十分簡(jiǎn)便，而且其適用性也很強(qiáng)，在巖石邊坡穩(wěn)定性的分析方法中，極限平衡法往往運(yùn)用地相當(dāng)頻繁。巖石工程當(dāng)中大多數(shù)均采用剛體極限平衡法，其內(nèi)容便是把巖塊看成一個(gè)剛體，問(wèn)了計(jì)算的簡(jiǎn)便而忽略了巖體的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系[1]，因此此類方法便無(wú)法考慮到邊坡的變形與應(yīng)力分布。然而在實(shí)際分析的過(guò)程中，采取極限平衡法來(lái)對(duì)巖石的邊坡穩(wěn)定性開(kāi)展分析時(shí)，能夠全面體現(xiàn)出巖石邊坡巖體穩(wěn)定性中碎裂巖體的不均勻性[2]。

（二）數(shù)值計(jì)算方法

采取此類方法來(lái)分析巖石邊坡的穩(wěn)定性時(shí)有許多優(yōu)點(diǎn)。由于巖石邊坡工程其地質(zhì)環(huán)境相當(dāng)復(fù)雜，加上巖體的不連續(xù)性、不均勻性、各向異性等特性，便使得邊坡工程問(wèn)題的處理過(guò)程變得極其困難。數(shù)值計(jì)算方法卻可以有效地應(yīng)付此類難點(diǎn)。其主要原理在于分析出巖石邊坡巖體的破壞準(zhǔn)則，從而相應(yīng)地區(qū)分出拉裂區(qū)、塑性區(qū)以及壓碎區(qū)，同時(shí)也能明確得出巖石邊坡的起始破壞地點(diǎn)以及巖石漸進(jìn)破壞的過(guò)程，通過(guò)這一方面的分析環(huán)節(jié)便可充分把握住巖石邊坡的位移場(chǎng)、應(yīng)變場(chǎng)與應(yīng)力場(chǎng)，從而制定出分步開(kāi)挖的計(jì)劃，此外也能在施工期間掌握巖石邊坡與工程加固彼此的相互影響，而相應(yīng)的在這一環(huán)節(jié)里也要綜合考慮到外界因素對(duì)巖石邊坡穩(wěn)定性所帶來(lái)的影響，比如爆破、地震、地下水滲流等[3]。當(dāng)我們對(duì)其開(kāi)展分析時(shí)往往采取的分析手段分為有限元法、離散元法、邊界元法等，而數(shù)值計(jì)算方法便是將這幾類手段綜合運(yùn)用起來(lái)聯(lián)合處理相關(guān)的問(wèn)題，以此來(lái)簡(jiǎn)化復(fù)雜的巖石邊坡問(wèn)題。

（三）定性分析法

定性分析法是巖石邊坡分析方法中最基本的方法，然而相對(duì)于另外的兩種常用手段，其需要收集整理的資料非常多，此外，也得對(duì)巖石邊坡的地質(zhì)環(huán)境做出進(jìn)一步的分析。當(dāng)處于地質(zhì)環(huán)境分析期間，其分析的關(guān)鍵點(diǎn)還是在于工程地質(zhì)的類比以及水庫(kù)塌岸等方面內(nèi)容。同時(shí)我們也能夠和過(guò)去對(duì)此地的巖石邊坡穩(wěn)定性的分析資料做出對(duì)照，以此進(jìn)一步提高分析的準(zhǔn)確性[4]。

（四）其它方法

由于巖石邊坡工程所涉及到的巖體其形態(tài)、形成條件各有不同，彼此存在的差異很大。各類方法均是根據(jù)不同的角度來(lái)對(duì)巖石邊坡的穩(wěn)定性問(wèn)題開(kāi)展了探討，例如離散元是根據(jù)離散塊體這一內(nèi)容來(lái)對(duì)邊坡開(kāi)展應(yīng)力以及位移計(jì)算，而極限平衡法只是考慮了變形破壞的極限狀態(tài)。由于巖體形態(tài)相當(dāng)復(fù)雜，確定性的計(jì)算手段不能概括這一特性，經(jīng)過(guò)一個(gè)抽象的數(shù)學(xué)模型所求取答案會(huì)與實(shí)際有所偏差，為此，便誕生了一系列的不確定性手段。

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法可以模擬人腦的思維，具備了非線性、并行性以及強(qiáng)泛化性等特點(diǎn)。如今，BP網(wǎng)絡(luò)在地質(zhì)體神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中運(yùn)用較多，對(duì)于此種方法廣大學(xué)者對(duì)其作出的研究也十分全面。如盧才金等（1999）[5]對(duì)照之前所作出的研究結(jié)論對(duì)此方面內(nèi)容作出了綜合性改進(jìn)，并將其運(yùn)用于巖石邊坡穩(wěn)定性評(píng)判之中，同時(shí)也相應(yīng)地構(gòu)建出了評(píng)判模型。

邊坡穩(wěn)定性分析的過(guò)程充滿了不確定性、隨機(jī)性以及模糊性，傳統(tǒng)的手段為定值方法，這一手段往往忽略了其不確定性因素，所給的安全系數(shù)無(wú)法充分體現(xiàn)出分析對(duì)象的安全可靠程度，針對(duì)這一類問(wèn)題可以通過(guò)模糊的數(shù)學(xué)方法來(lái)處理它，如劉瑞玲等（1999）[6]通過(guò)Fuzzy數(shù)學(xué)方法來(lái)全面顧及工程的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，并構(gòu)建出Fuzzy綜合評(píng)判模型。

四、結(jié)論

綜上所述，通過(guò)對(duì)巖石邊坡穩(wěn)定性的分析，進(jìn)一步對(duì)極限平衡法、數(shù)值分析法、定性分析法以及其它分析法開(kāi)展了詳細(xì)敘述，以此來(lái)方便讀者在處理此方面問(wèn)題時(shí)有較好的應(yīng)用。此外，巖石邊坡穩(wěn)定性分析在這十幾年所取得的成果相當(dāng)突出，不僅完善了傳統(tǒng)的手段，而且還誕生了新的理論手段。

（1）如今邊坡穩(wěn)定性的分析方法種類包含很多，很大部分手段均屬于極限平衡法。其優(yōu)點(diǎn)便突出在簡(jiǎn)便、適合性高，可其將滑體當(dāng)成了剛體，邊界條件并不充分，如此便使得其結(jié)果造成了浪費(fèi)以及具備一定的危險(xiǎn)性。而目前很多學(xué)者正在做出進(jìn)一步的努力來(lái)彌補(bǔ)這一方面的不足；

（2）從上個(gè)世界60年代起，邊坡工程的數(shù)值分析出現(xiàn)得越來(lái)越頻繁，如今便可充分地模擬出巖體非線性本構(gòu)關(guān)系以及施工流程、流體以及地震對(duì)邊坡所帶來(lái)的作用效果。然而通過(guò)計(jì)算結(jié)果來(lái)評(píng)判邊坡的穩(wěn)定性程度目前還是缺少相應(yīng)的有效的、被廣泛承認(rèn)的方法。同時(shí)因?yàn)橛绊戇吰路€(wěn)定性的因素涉及到很多方面，加上巖體的復(fù)雜性及其本構(gòu)關(guān)系等，這便讓巖石邊坡的數(shù)值分析還要經(jīng)過(guò)很長(zhǎng)的發(fā)展時(shí)間方可邁向成熟；

（3）因?yàn)閹r石邊坡工程現(xiàn)實(shí)的狀況相當(dāng)復(fù)雜并且其涉及到的影響要素很多，若僅僅只采取一種方法往往無(wú)法明確評(píng)判出一個(gè)邊坡的特性，因此要綜合運(yùn)用兩種或兩種以上的方法來(lái)處理巖石邊坡穩(wěn)定性的相關(guān)問(wèn)題；

（4）巖體參數(shù)確定及穩(wěn)定性分析過(guò)程中涌現(xiàn)出新的手段，諸如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊數(shù)學(xué)等，雖然這些年來(lái)發(fā)展的十分迅速，但畢竟是后起之秀，依舊存在某些缺漏，并不完善，如今還沒(méi)有廣泛運(yùn)用在實(shí)際的邊坡工程之中，因此還得進(jìn)一步全面發(fā)展這一方面的內(nèi)容，爭(zhēng)取早日讓其在巖石邊坡工程中展現(xiàn)出強(qiáng)大的力量。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 王宇，蘇生瑞，余宏明.基于穩(wěn)定性耦合分析法的余王扁邊坡穩(wěn)定性分析[J].煤田地質(zhì)與勘探，2010（05）.

[2] 劉杰，李建林，王樂(lè)華，駱世威，朱敏，周濟(jì)芳，趙宗勇.三種邊坡安全系數(shù)計(jì)算方法對(duì)比研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2011（S1）.

[3] 曾亞武，田偉明.邊坡穩(wěn)定性分析的有限元法與極限平衡法的結(jié)合[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2005（S2）.

[4 ]徐炎兵，劉金龍，伊盼盼.基于有限元技術(shù)的邊坡穩(wěn)定性考察[J].礦業(yè)研究與開(kāi)發(fā)，2009（03）.

[5] 盧才金等.改進(jìn)的BP網(wǎng)絡(luò)在巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，1999 ，18（3）：303-307.

[6] 劉瑞玲等.巖石邊坡穩(wěn)定性和Fuzzy綜合評(píng)判法[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，1999，18（2）：170-175.endprint