王 毅 李中堯 史海平 王培清

（西藏農(nóng)牧學(xué)院， 西藏 林芝 860000）

本文重點(diǎn)對(duì)實(shí)際工作中常用的一般研究分析法來(lái)展開探究，進(jìn)而推動(dòng)其相關(guān)研究的進(jìn)程，為其提供更加合理化、科學(xué)化的學(xué)術(shù)依據(jù)。就現(xiàn)階段來(lái)看，常用的分析法主要是以極限平衡法、有限單元法、強(qiáng)度折減法以及一些定性分析法為主，針對(duì)其確定性與不確定性相關(guān)穩(wěn)定性分析法。由此可見，面對(duì)多元化的方式方法，了解其每一項(xiàng)特點(diǎn)與作用，進(jìn)而才能夠在實(shí)際工作當(dāng)中進(jìn)行合理的應(yīng)用，使其作用得到充分發(fā)揮。

1 不確定性分析法

1.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析法

人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析法是通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)和聯(lián)想記憶功能，來(lái)把邊坡穩(wěn)定分析與治理情況進(jìn)行匯總，通過信息化技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)而能夠形成一種網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)。不過此分析法仍在不斷研究中，還有很多方面需要完善，其體系還需要進(jìn)一步健全，因而在實(shí)際工作當(dāng)中的實(shí)用性不強(qiáng)，不過其優(yōu)良的非線性表示能力與優(yōu)質(zhì)學(xué)習(xí)能力比較突出，在未來(lái)或許會(huì)成為推動(dòng)邊坡穩(wěn)定分析研究變革的關(guān)鍵因素。

1.2 灰色系統(tǒng)分析法

灰色系統(tǒng)分析法是將灰色系統(tǒng)能夠?qū)⑦吰驴醋鳛橐粋€(gè)完整系統(tǒng)，并通過灰色模糊集理論對(duì)其進(jìn)行分析，將系統(tǒng)中未知部分進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)、建模與預(yù)測(cè)，從而能夠?qū)φ麄€(gè)邊坡的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行管控，并且還能夠根據(jù)其不確定性因素從而衡量因素間關(guān)聯(lián)程序，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)其穩(wěn)定性的分析。

1.3 模糊分析法

模糊分析法是將模糊理論融入到邊坡穩(wěn)定性分析中，從而能夠通過函數(shù)的方式來(lái)獲取影響邊坡穩(wěn)定性的相關(guān)因素，其特點(diǎn)就是在于應(yīng)用的范圍，比較適用于一些邊界不清且有多變量影響因素中，最大的缺點(diǎn)就是函數(shù)的確定與因素權(quán)重分配較為主觀性，因而應(yīng)用較少，還是要根據(jù)實(shí)際情況，符合其應(yīng)用相關(guān)條件，才會(huì)使用這種分析法[1]。

2 確定性分析法

2.1 有限單元法

有限單元法的核心理念就是把巖體看作連續(xù)力學(xué)介質(zhì)，并采取離散化方式，進(jìn)而構(gòu)建起近似函數(shù)，將有界區(qū)域中無(wú)限問題簡(jiǎn)化為有限問題，進(jìn)而對(duì)邊坡內(nèi)部結(jié)構(gòu)性質(zhì)進(jìn)行編寫，實(shí)現(xiàn)應(yīng)力與變形分析。這種方法能夠?qū)吰率芰ζ茐倪M(jìn)行過程模擬，進(jìn)而體現(xiàn)出其適用性特點(diǎn)，全面剖析邊坡變形破壞機(jī)理，并掌握其變形破壞規(guī)律，通過計(jì)算的方式，可得出滑動(dòng)面應(yīng)力，這種分析法雖然結(jié)果更加精確，不過缺陷就是在于數(shù)據(jù)準(zhǔn)備工作量大，且整個(gè)計(jì)算效率偏低?，F(xiàn)階段，在實(shí)際的工作當(dāng)中，應(yīng)用最為廣泛的就是有限元強(qiáng)度折減法和有限元重度增加法以及有限元圓弧搜索法[2]。

2.2 權(quán)限平衡法

極限平衡法的原理主要指按照靜力平衡關(guān)系進(jìn)行分析，應(yīng)用在邊坡穩(wěn)定分析中就是，通過力學(xué)模型進(jìn)行展現(xiàn)，在計(jì)算方面也比較簡(jiǎn)便，且容易處理工程中復(fù)雜的土層剖面和外部荷載問題，同時(shí)，還能夠定量對(duì)邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)。目前，關(guān)于這種方法的應(yīng)用越來(lái)越成熟，也是應(yīng)用最廣泛的一種，特別是在近幾年中，得到了大力地推廣，已經(jīng)成為邊坡穩(wěn)定分析方法中作用和優(yōu)勢(shì)最明顯的一種。不過這一方法與其他方法一樣，也有一定的缺陷存在，主要就是局限性。比如說，在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中，使用這種分析法時(shí)，若沒有對(duì)巖土體應(yīng)力和應(yīng)變之間的關(guān)系作進(jìn)一步了解，而只關(guān)注土體破壞瞬間變形機(jī)制，則不能夠獲取更加精確的邊坡破壞發(fā)生與發(fā)展過程分析結(jié)果，同時(shí)，還需提前了解滑動(dòng)面位置與形狀這些因素，由此可見任何一種方法的應(yīng)用都一定要充分考慮到應(yīng)該注重的事項(xiàng)，進(jìn)而才能夠使其作用得到發(fā)揮。就目前的形勢(shì)來(lái)看，三維極限平衡法發(fā)展越來(lái)越好，其理論模型分別為三維簡(jiǎn)化簡(jiǎn)布法、三維普通條分法、三維斯賓塞法等等，都是以二維極限平衡法為基礎(chǔ)而形成[3]。

這種方法的計(jì)算效果良好，例如：根據(jù)統(tǒng)一公式中非嚴(yán)格條分法計(jì)算安全系數(shù)的正確性某邊坡，容重 =30kN/m3，粘結(jié)力 =40kPa，內(nèi)摩擦角=18°，坡高 =20m，坡角 =30°，圓心座標(biāo)Xc=68.138m，Yc=10.245m，圓弧深度3=30.525m，土條分成20 塊的圓弧滑移面用統(tǒng)一公式及土質(zhì)邊坡穩(wěn)定分析，其安全系數(shù)值見表1。

表1 計(jì)算結(jié)果

2.3 邊界單元法

邊界單元法與有限單元法有很大區(qū)別，并不是把邊坡整體進(jìn)行劃分，則是對(duì)其邊界區(qū)域危險(xiǎn)滑坡體劃分，采取構(gòu)建邊界積分方程與線性方程的方式進(jìn)而求解邊界處單元體應(yīng)力與位移，最終以計(jì)算邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)為主。這種方法也有一定的局限性，就是由于性能不夠全面需要根據(jù)實(shí)際特殊情況才能進(jìn)行應(yīng)用，一般來(lái)說，在非均質(zhì)和非線性邊坡問題方面，都不適用于這種分析法。

2.4 離散單元法

離散的含義就是把邊坡離散成多個(gè)塊體單元，進(jìn)而通過單元間接觸關(guān)系創(chuàng)設(shè)出力和位移之間的聯(lián)系，并根據(jù)迭代求解動(dòng)力平衡方程進(jìn)行求解，進(jìn)而能夠精確的得出巖塊間接觸面滑移數(shù)據(jù)信息，同時(shí)，還能對(duì)分離和傾翻大位移以及巖塊內(nèi)部變形和應(yīng)力分布進(jìn)行求解。這種方法的缺點(diǎn)就是不能夠?qū)嶋H模擬巖體裂縫產(chǎn)生和失穩(wěn)過程，致使部分參數(shù)過于盲目[4]。

3 定性分析法

3.1 工程類比法

工程類比法主要應(yīng)用于工程地質(zhì)條件復(fù)雜且缺乏詳細(xì)資料的邊坡穩(wěn)定性分析，該方法通過全面分析、對(duì)比研究邊坡與已有邊坡間可能存在的相似點(diǎn)和差別點(diǎn)，把已有邊坡的穩(wěn)定性狀況及其影響因素等方面的經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用到類似邊坡的穩(wěn)定性分析和設(shè)計(jì)中，從而分析和判斷研究對(duì)象的穩(wěn)定性狀況、發(fā)展趨勢(shì)和加固處理設(shè)計(jì)等。

3.2 圖解法

圖解法有兩種類型，一種是諾模圖法，另一種則是赤平極射投影法。第一種比較適合應(yīng)用在圓弧形潛在破壞面土質(zhì)類邊坡穩(wěn)定分析中，通過諾模圖進(jìn)而展現(xiàn)出邊坡穩(wěn)定性參數(shù)間影響的關(guān)系，進(jìn)而得出其安全系數(shù)，以此為依據(jù)來(lái)對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)[5]。而第二種則是在于探究巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析，根據(jù)赤平極射投影的根本理念，能夠制定出邊坡破壞邊界與其結(jié)構(gòu)的空間關(guān)系圖，進(jìn)而能夠通過分析邊坡形態(tài)與存在的危險(xiǎn)因素和滑動(dòng)面方向，對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)。這兩種方法科學(xué)性較強(qiáng)，因而得出的結(jié)果準(zhǔn)確性能夠得到有效保障。

4 雙強(qiáng)度折減法

雙強(qiáng)度折減法如今的研究已基本定型，對(duì)于其應(yīng)用已有很多實(shí)際案例以及學(xué)術(shù)文獻(xiàn)作為參考，但要想能夠使其在邊坡穩(wěn)定性分析中作用得到更好的發(fā)揮，就需要對(duì)其進(jìn)一步改善，在實(shí)際折減過程中，可在黏聚力與內(nèi)摩擦角間折減系數(shù)取不同值，計(jì)算如下：

5 結(jié)束語(yǔ)

此次研究重點(diǎn)是基于邊坡穩(wěn)定分析方法的進(jìn)展展開研究，通過對(duì)不同分析方法的解析和探究，對(duì)其進(jìn)行回顧，進(jìn)而體現(xiàn)出不同方法中的特點(diǎn)與缺點(diǎn)所在，以此來(lái)為邊坡穩(wěn)定相關(guān)的研究提供更多的事實(shí)依據(jù)。通過對(duì)當(dāng)下存在的各類分析法進(jìn)行分析，體現(xiàn)出未來(lái)邊坡穩(wěn)定分析發(fā)展趨勢(shì)，為此類研究的開展提供有效保障。本次研究具備一定的技術(shù)性，主要就是以探究各類科學(xué)性、技術(shù)型的分析方法為主，從中發(fā)現(xiàn)了每一種方法的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)?？偟膩?lái)說，具體方法的應(yīng)用還是要根據(jù)分析邊坡穩(wěn)定的實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行選擇，才能夠確保相關(guān)研究順利進(jìn)行。本文通過對(duì)雙強(qiáng)度折減法研究發(fā)現(xiàn)其對(duì)于邊坡穩(wěn)定性分析中存在較多參數(shù)影響，雖然已有相關(guān)部門和專家學(xué)者們提出了解決問題的方法，但是在方法統(tǒng)一方面仍然有對(duì)立觀點(diǎn)存在，關(guān)于邊坡穩(wěn)定分析還需相關(guān)部門和專家學(xué)者們不斷的努力，持續(xù)研究，進(jìn)而才能夠使其得到進(jìn)一步的發(fā)展。