边坡稳定性分析方法的研究
边坡稳定性分析方法及其应用综述
边坡稳定性分析方法及其应用综述引言：一、边坡稳定性分析方法1.隐式方法：隐式方法是边坡稳定性分析中常用的一种方法，它基于潜在平衡的假设，将边坡分析问题转化为求解非线性方程的问题。
其中最常用的方法为切线法、牛顿法和递归算法。
2.极限平衡方法：极限平衡方法是边坡稳定性分析中最常用的方法之一，它将边坡划分为滑动体和支撑体两个部分，通过平衡力的分析来确定边坡的稳定状态。
常用的方法有切片平衡法、切块平衡法和变形平衡法等。
3.数值模拟方法：数值模拟方法是近年来发展起来的一种边坡稳定性分析方法，它通过数值模拟地质体的力学行为来评估边坡的稳定性。
常见的方法有有限元法、有限差分法和边界元法等。
4.统计方法：统计方法是一种通过统计数据分析边坡稳定性的方法，它通过收集边坡历史数据来建立统计模型，然后预测未来边坡的稳定性。
常用的方法有回归分析、灰色系统理论和神经网络等。
二、边坡稳定性分析方法的应用1.土石坡的稳定性分析：土石坡是边坡稳定性分析的重要对象之一，它常见于土木工程和交通运输工程中。
通过对土石坡的稳定性进行分析，可以确定合适的边坡坡度和护坡措施，从而确保工程的安全和稳定。
2.岩质边坡的稳定性分析：岩质边坡是指由岩石构成的边坡，常见于水利工程和隧道工程中。
岩质边坡的稳定性分析需要考虑岩石的强度和岩体的结构特征，通过对岩质边坡的稳定性分析，可以确定合理的爆破参数和支护方式，从而确保工程的安全施工。
3.深部边坡的稳定性分析：深部边坡是指边坡的深度较大的边坡，常见于矿山工程和城市基础设施工程中。
深部边坡的稳定性分析需要考虑地应力、岩体的变形特性和地下水的影响等因素，通过对深部边坡的稳定性分析，可以确定合理的开采方式和支护措施，从而确保工程的安全运营。
4.风化边坡的稳定性分析：风化边坡是指由风化松散物质构成的边坡，常见于山区公路和铁路等工程中。
风化边坡的稳定性分析需要考虑土壤的强度和湿度等因素，通过对风化边坡的稳定性分析，可以确定合适的排水和防护措施，从而确保工程的安全与可靠。
边坡稳定性分析方法
边坡稳定性分析方法目前，边坡稳定性的研究方法有很多，一般将其分为定性分析法、定量分析法与数值分析法等，其中，定性分析方法中主要有自然(成因)历史分析法、工程类比法、图解法等；定量分析方法中运用最为广泛的是极限平衡法；数值分析法中包括有限元法、离散元法、边界元法等；另外，随着各种新型理论的引入及对边坡认识的深入，不确定性分析方法也更多的运用到了边坡的稳定性研究当中，其中有代表性的研究方法有可靠性评价法、模糊理论评价法、灰色系统理论评价法、神经网络评价法、突变理论评价法及分形理论评价法等等。
由于不同的边坡工程所处具体情况的不同，使得目前对边坡进行稳定性分析、评价尚无统一的方法。
众多方法的出现虽然可以使我们从不同侧面了解边坡的稳定性状况，但是这正也说明由于边坡岩体及其工程条件、环境的复杂性，不可能用简单的一种方法就把边坡的特性分析清楚，同时也没有任何一种方法可以解决所有的边坡稳定性评价问题。
总的来说，目前进行边坡稳定性评价分析的方法很多，但是各自都有其一定的局限性，定性分析法：不论是类比法、自然历史分析法还是图解法，都是经验性的分析方法，没有实际的根据，所以人为因素影响较大，结论准确性差。
极限平衡法：将滑体视为刚体来分析，边界条件过多的进行了简化，并加了许多假设条件，不能解决超静定问题。
有限单元等数值分析法：虽然有限元计算方法具有不可比拟的优点，但所建立模型的可靠性、适用性以及分析当中所采用的各种参数的可靠性对边坡稳定性的最终判断有非常大的直接性影响；还有网格划分的不确定性、随意性大，只要能把上述问题解决好，该方法依然是目前对边坡稳定性进行数值分析中最有力的数值模拟工具。
模糊理论法：该法当中不同指标的隶属函数、隶属度以及指标的权重值均难以准确确定，带有一定人为性、经验性的成分，且评价结果只能是定性的判断。
神经网络法：网络不易收敛，容易陷入局部最小，计算和训练十分费时。
由此可见，尽管目前边坡稳定性分析方法比较多，但由于边坡工程的复杂性，更合理的稳定性评价方法还有待进一步的探索、开发。
第3章边坡稳定性分析
§3.1 边坡稳定性分析概述
学风严谨 崇尚实践
边坡工程
§3.1 边坡稳定性分析概述
学风严谨 崇尚实践
当结构面的倾向与坡面倾向相反时，边坡为稳定结构。
当结构面的倾向与坡面倾向基本一致但其倾角大于坡角时，边坡为基 本稳定结构。
当结构面的倾向与坡面倾向之间夹角小于30°且倾角小于坡角时，边 坡为不稳定结构。
注：使用本表时应考虑地区性水文、气象等条件，结合具体情况予以修正。本表 不适用于岩层层面或主要节理面有顺坡向滑动可能的边坡。
边坡工程
§3.1 边坡稳定性分析概述
(3) 图解法
图解法可以分为两类：
① 用一定的曲线和图形来表征边坡有 关参数之间的定量关系，由此求出边 坡稳定性系数，或已知稳定系数及其
它参数（f 、c、r、结构面倾角、坡
力学分析。通过反复计算和分析比较，对可能的滑动面给出
稳定性系数。
目前，刚体极限平衡方法已经从二维发展到三维。
边坡工程
§3.1 边坡稳定性分析概述
学风严谨 崇尚实践
刚体极限平衡分析方法很多，在处理上，各种条分法在以下 几个方面引入简化条件：
(a) 对滑裂面的形状作出假定，如假定滑裂面形状为折线、 圆弧、对数螺旋线等；(b) 放松静力平衡要求，求解过程中仅满 足部分力和力矩的平衡要求；(c) 对多余未知数的数值和分布形 状做假定。
§3.1 边坡稳定性分析概述
学风严谨 崇尚实践
对于新设计的大型边坡，根据设计对边坡的要求及 边坡的荷载情况，分别预选2～3个坡角并按坡高段进行 稳定性验算，作出包括开挖、支护费用在内的技术经济 比较，然后从中选出最优的坡角、坡形。
目前，针对不同类型的边坡，已经提出一种或多种 分析方法。在具体应用中，根据具体边坡工程地质条件， 选取一种或几种方法进行综合分析。
边坡稳定性分析方法
边坡稳定性分析方法边坡稳定性问题涉及矿山工程、道桥工程、水利工程、建筑工程等诸多工程领域。
岩土边坡是一种自然地质体，一般被多组断层、节理、裂隙、软弱带切割，使边坡存在削弱面，在边坡角变化、地下水、地震力、水库蓄水等外因作用下，使边坡沿削弱面产生相对滑移而产生失稳。
边坡稳定性分析过程一般步骤为：实际边坡→力学模型→数学模型→计算方法→结论[4]。
其核心内容是力学模型、数学模型、计算方法的研究，即边坡稳定性分析方法的研究。
边坡稳定分析方法研究一直是边坡稳定性问题的重要研究内容，也是边坡稳定研究的基础。
1 边坡稳定性研究发展状况边坡稳定性的分析研究始于本世纪二十年代，最早是对土质边坡的稳定性进行分析和计算，直到60年代初，岩体边坡的稳定性分析研究才开始进行。
早期对边坡稳定性的研究主要从两方面进行的：一是借用刚体极限平衡理论，根据三个静力平衡条件计算边坡极限平衡状态下的总稳定性。
二是从边坡所处的地质条件及滑坡现象上对滑坡发生的环境及机制进行分析，但基本上都是单因素的。
50年代，我国许多工程地质工作者，在研究中采用前苏联的“地质历史分析”法，也是偏重于描述和定性分析。
60年代初的意大利瓦依昂水库滑坡及我国一些水电工程及露天矿山遇到的大型滑坡和岩体失稳事件，使工程地质学家们认识到边坡是一个时效变形体，边坡的演变是一个时效过程或累进性破坏过程，每一类边坡都有其特定的时效变形形式或时效变形过程，这些过程所包含的力学机制只有用近代岩石力学理论才能解释，从而使边坡稳定性研究进入了模式机制研究或内部作用过程研究的新阶段。
进入80年代以来，边坡稳定研究进入了蓬勃发展的新时期。
一方面随着计算理论和计算机科学的迅猛发展，数值模拟技术已广泛应用于边坡稳定性研究。
边坡稳定性分析的研究也开始采用数值模拟手段定量或半定量地再现边坡变形破坏过程和内部机制作用过程，从岩石力学和数学计算的角度认识边坡变形破坏机制，认识边坡稳定性的发展变化。
边坡稳定性分析方法
边坡稳定性分析方法至今为止，广大学者针对边坡稳定性的分析方法主要包括以下两个方面。
(一)定性分析方法此方法的研究对象主要包括边坡稳定性的影响因素、边坡失稳破坏时的力学作用、边坡的工程价值等，以及结合边坡的形成历史，从定性的角度解释和说明了边坡的发展方向及稳定性情况。
该方法的优势在于充分地分析了影响边坡稳定性中各个因素的相互作用关系，能够快速地评价边坡的自稳能力。
具体包括以下几个方面：(1)自然历史分析法自然历史分析法主要是通过分析边坡发育历史进程中的各种自然影响因素，包括边坡自身的变形情况、发育程度以及边坡分布区域的地貌特征、岩层性质、构造活动等，进而评价边坡的总体情况和稳定性特征，同时也可以预测将来可能导致边坡变形和失稳的触发因素。
该方法对边坡稳定性所做出的评价是从边坡的自然演化方面入手的。
(2)工程地质类比法工程地质类比法首先需要对边坡概况进行充分了解，包括组成边坡的岩体岩性、产状和结构面特征。
然后将目前已知的边坡稳定性情况和需要研究的边坡进行对比，记录两者之间的相似性与差异性，以此分析出所要研究边坡的稳定性情况和破坏模式。
为了能够准确地类比分析，就需要对现有边坡的环境地质条件进行全面的调查记录，并建立数据库。
该方法能够大致判断出研究对象的稳定性发展状况和趋势。
(3)图解法图解法通过在示意图上表示出边坡本身各类参数的组合关系来对边坡的稳定情况、破坏特征、破坏因素以及未来的发展方向进行分析。
常用的图解法包括极射赤平投影、边坡等比例投影等。
该方法的优势在于可以直观地表示影响边坡稳定性的因素。
(二)定量分析方法此方法主要通过数值法和极限平衡法等数学手段，依靠计算软件，更加精确地给出满足实际情况的边坡稳定性分析结果。
(1)极限平衡法主要是按照摩尔-库伦强度准则，通过分析作用在土体上的静力平衡条件来判断边坡的稳定性情况，最常见的极限平衡法是条分法，该方法经过100多年的发展，已经成为目前工程实践中使用最为广泛的一种方法。
边坡稳定性分析2篇
边坡稳定性分析2篇边坡稳定性分析（一）引言边坡是指在道路、河道、铁路、水库、矿山等山区地带或特殊地质条件下，因建设需要而开挖或局部破坏岩土体，形成的斜坡或峭壁。
由于其受自然环境、地质条件、工程施工等诸多因素的影响，边坡容易发生滑坡、崩塌和塌方等不稳定现象，给工程运行和周围环境造成极大的危害与损失。
因此，边坡稳定性分析对于确保工程安全运行和人民生命财产安全具有十分重要的意义。
稳定性分析方法边坡稳定性分析常见的方法有多种，主要包括力学分析法、有限元数值模拟法、模型试验法等。
以力学分析法为例，首先需要对边坡的主要信息进行调查，包括边坡地质、工程地质、水文地质、地下水位、工程建设历史等。
其次，根据荷载和载荷的方向、大小、分布等条件，选取合适的地质模型、荷载模型，并采用合理的力学方法进行稳定性分析。
最后，根据分析结果，提出相应的加固和治理方案。
分析评估指标边坡稳定性分析的主要指标包括破坏形式、安全系数以及承载能力等。
其中，破坏形式是指发生破坏时边坡的形态和特征，它直接影响到治理方案的制定和实施。
安全系数是衡量边坡稳定性的重要指标，其定义为承载力与荷载的比值，即：$${\rm {安全系数}}={\rm {承载力}}\div{\rm {荷载}}$$三种承载状态及相应的安全系数如下：1.安全状态：安全系数大于1.5；2.可疑状态：安全系数介于1.0-1.5，需要加强监测和治理；3.失稳状态：安全系数小于1.0，已进入失稳状态，需立即采取加固措施。
承载能力是指边坡抵抗荷载的能力和承受破坏的最大荷载。
在进行稳定性分析时，需要根据边坡的承载能力和荷载特点来确定合适的安全系数范围，以确保边坡的稳定性。
结论边坡稳定性分析是确保工程安全的重要手段，其目的是找出边坡存在的问题，并提出相应的加固和治理方案，以保障工程的长期运行和人民生命财产安全。
稳定性分析方法多种多样，需要根据具体情况选择合适的分析方法和指标，并在稳定性分析的基础上，制定科学合理的加固和治理措施。
边坡稳定性分析方法及其适用条件
边坡稳定性分析方法及其适用条件边坡稳定性是指边坡在外力作用下保持不倒塌或滑动的能力，边坡稳定性分析方法一般可以分为经验法、力学方法和数值模拟方法三类。
不同方法适用于不同类型的边坡，且各方法在分析准确性、工程实施条件、运算速度以及数据要求等方面有所不同。
1.经验法：经验法是基于大量实际工程经验和观测总结出的简化计算方法，适用于边坡规模较小、地质条件比较简单的情况。
根据边坡的高度、坡度、土质等因素，通过经验公式计算出边坡的稳定性系数，从而判断边坡的稳定性。
2.力学方法：力学方法是通过岩土力学原理和边坡土体的力学性质来分析边坡稳定性。
力学方法主要应用于边坡高度较大、复杂地质条件的情况。
常用的力学方法包括平衡法、极限平衡法、有限元法等。
-平衡法：平衡法是基于边坡的平衡条件进行分析的方法，通过计算剪力平衡方程来确定边坡的稳定性。
平衡法适用于坡度较小、土体不饱和、坡面无裂缝等条件下的边坡稳定性分析。
-极限平衡法：极限平衡法是在平衡法的基础上引入抗剪参数的概念，通过计算抗剪参数的极限值来判断边坡的稳定性。
极限平衡法适用于任意坡度、土体饱和或部分饱和的边坡稳定性分析。
-有限元法：有限元法是一种基于连续介质力学和离散化原理的数值分析方法，将边坡土体划分成网格，通过求解有限元方程来计算边坡的应力和变形，并进而判断边坡的稳定性。
有限元法适用于复杂地质条件和复杂边坡形状的稳定性分析。
3.数值模拟方法：数值模拟方法是通过数值计算和模拟来分析边坡稳定性，主要利用计算机和专业软件进行模拟计算。
数值模拟方法通常适用于复杂地质条件、复杂边坡形状、非线性、动力等问题的研究。
常用的数值模拟方法包括有限差分法、边界元法、粒子法等。
总体来说，经验法适用于边坡规模较小、较简单的情况；力学方法适用于边坡规模较大、地质条件复杂的情况；数值模拟方法适用于复杂的边坡形状和非线性、动力问题。
在实际工程中，边坡稳定性分析通常采用多种方法相结合的方式，综合考虑不同方法的分析结果，从而提高分析的准确性。
两种边坡稳定性分析方法优缺点的探讨
两种边坡稳定性分析方法优缺点的探讨边坡稳定性分析在工程实践中具有非常重要的作用，是确保工程安全和稳定运行的关键。
现有的边坡稳定性分析方法主要包括经验公式法和数值模拟法两种方法。
本文将从这两种方法的优缺点以及实际的应用情况入手，对它们进行探讨。
一、经验公式法分析经验公式法是在数学模型基础上，根据经验公式和理论知识，通过区域地质学、土质力学以及地震学等学科的基础数据，预估边坡的稳定性的方法。
该方法的优点是计算速度较快，无需太多样本数据，可以从实际历史数据中快速选取适用的公式，针对现场实际情况做出合理预估。
但其缺点也很明显，主要表现在以下几个方面：1.理论基础薄弱这种方法是建立在相关领域的经验和理论知识的基础上，而这些理论知识的可靠性和适用性，需要具备一定的科学性和实践验证。
虽然当前经验公式在工程实践中很有效，但随着科学技术的发展和实践的不断积累，必然会暴露出其理论上的不足。
2.适用性较窄由于采用的是经验公式，所以其适用范围受限，只适用于某些特定情况下的边坡稳定问题。
一旦涉及到更复杂、不同类型的地质和土质条件，就难以准确预测和分析，往往需要其他辅助手段的支持。
3.精度难以保证由于该方法采用的是统计学及理论研究的方法，无法完全精准地预测和分析所有情况。
虽然可以得出有用的信息，但其精度和准确性仍需进一步提高。
二、数值模拟法分析数值模拟法是将数学模型与计算技术相结合，通过分析物理过程和数学模型，定量评估边坡稳定性的方法。
该方法的优点主要表现在以下几个方面：1.适用性广泛采用数值模拟法可以应对各种类型、复杂度的边坡稳定问题。
如在不同的地质和土质条件下，都可以通过调整模型参数和输入数据，进行分析和预测，提高预测准确率。
2.精度高针对边坡稳定性分析，数值模拟法可以直接求解稳定性方程，具有精度高的优势。
同样的分析数据，在采用数值模拟法和经验公式法的结果比较后，前者的预测精度和准确性都要高出很多。
3.可以辅助决策基于数值模拟所得到的分析结果，可以帮助工程师进行决策，如合理确定保护措施，进一步改善边坡稳定状况，减少不必要的损失。
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极限平衡法 , 是将有滑动趋势范围内的边坡土 体沿某一滑动面切成若干竖条或斜条, 在分析条块 受力的基础上建立整个滑动土体的力或力矩平衡方 程 , 并以此为基础确定边坡的稳定安全系数。这些 方法均假设土体沿着一个潜在的滑动面发生刚性滑 动或转动。在极限平衡法理论体系的形成过程中 , 出现过一 系列简 化方法 , 常 见的有 瑞典 法、 B ishop 法、 Spencer 法, Janbu 法 , M orgenstern price 法 , Sarm a 法等。这些方法从不同的侧面进行了多余变量的简 化 ( 表 1), 因而有各自的适用条件和情况。
主要是通过工程地质勘察 , 对
影响边坡稳定性的主要因素、 可能的变形破坏方式
黄满刚 ( 1981- ) , 男 , 在读硕士研究生 , 100041北京市。
图 1 边坡稳定分析方法框 图
1 . 2 定量分析法 1 . 2 . 1 确定性分析法 1 . 2 . 1 . 1 极限平衡法
34
黄满刚
孙世国: 边坡稳定性分析方法的研究
参
[ 1] [ 2]
不确定性分析方法在边坡稳定分析应用一方面 是由于一些新理论方法可靠度的出现; 另一方面是 由于在边坡程设计和分析中涉及有大量不确定因素 越来越被人们认识, 如岩体性质、 荷载等物理方面的 不确定性、 取样、 试验的统计不确定性, 计算模型的 不确定性和人为过失造成的不确定等, 这些不确定 性造成的影响尽管通过提高岩石测试和计算术的精 度能在一定程序上减少, 但局部试验的精确性、 确定 并不能消除岩石性状宏观判断上的 随意性和模糊 性 , 而且不能无限度提高单项试验的精度、 规模和完 善确定性计算方 , 因此用较简单的测试手段来提高 对岩石工程质量状态判断精度 , 就显得十分必要, 目 前主要的不确定性方法包括可靠度方法、 模糊数学 法和灰色预测系统法等几种。 1 . 2 . 2 . 1 可靠度评价法 边坡稳定性分析中常采用一种确定性方法 , 即 将安全系数定义为作用在滑弧上的抗滑力矩与滑动 力矩的比值。该法的原理是首先通过现场调查 , 以 获得影响边坡稳性影响因素的多个样本, 然后进行 统计分析, 求出它们各自的概率分布及其特征参数 , 再利用某种可靠性分析方法, 如可靠指标法、 统计矩 法、 随机有限元法等来求解边坡岩体的破坏概率即 可靠度。近年来已把该方法应用到边坡稳定性评价 中 , 对岩土体滑动过程的安全性进行研究。 1 . 2 . 2 . 2 模糊综合评判法 最早将模糊数学引入岩石力学与工程研究领域 借以分析 天 然岩 石 不确 定 性的 是 我国 学 者 陶振 宇
R esearch on AnalysisM ethod s of S lop e Stab ility H uang M anggang Sun Shiguo ( North China Un iv ersity of T echno lo gy) Abstract : Deform ation and destruct io n of slo pe ' s rock m ass threatened seriously the state property and peop le s ' safety . It should correctly evaluate slope safety and accurately predict defor m at io n trend , and then adopt reasonab le con tro lm easures . These w ere i m portant w ays to reduce earth slip d isaster and eco nom ic loss . T herefore , it w as very i m portant to use correct sa fety eva lu ation m ethods and prediction m eans for the slope . Advantages and d isadvantages of the comm only used stability assessm entm ethods for the slo pe engineerin g w ere analyzed , and the future research orienta tio n and deve lo p m ent trend w ere fore casted . K eyw ord s : S lo pe stab ility; Rock; Earth slip 随着我国的改革开放 , 国内基础建设蓬勃发展。 但由于地震、 洪水和崩塌滑坡泥石流三大地质灾害 之一的滑坡危害到国家财产和人们的生命安全 , 每 年国家在治理滑坡问题上投入大量的资金。所以对 边坡进行稳定性研究的意义非常重要, 它不仅可为 工程施工提供科学的理论依据 , 而且对边坡加固和 滑坡的预测预报也具有重要的指导作用。 1 边坡稳定性分析方法 边坡稳定性评价方法可分为定性和定量分析两 大类。近年来, 人们在前两种分析方法的基础上, 又 引进了一些新的学科、 理论等, 逐渐发展了一些新的 分析方法, 如可靠性分析法、 模糊分级评判法、 系统 工程地质分析法、 灰色系统理论分析法等。见图 1 。 1 . 1 定性分析法 定性分析方法
总第 471 期 1 . 2 . 2 不确定性分析法
矿业快报
2008 年 7 月第 7期
量化结果与定性分析结果不符的现象等弱点。灰色 系统理论则提出了一种新的系统分析方法, 称为系 统的灰色关联 度分析方法。该方法可不受 上述局 限, 它可在不完全的信息中, 对所要分析研究的各因 素, 通过一定的数据处理, 在随机的因素序列间, 找 出它们的关联性发现主要矛盾, 找到主要特性和主 要影响因素。 可靠度方法、 模糊数学法和灰色预测系统法这 些评价边坡稳定采用的新方法, 由于大量的不确定 性因素的存在 , 虽然能很好的广泛的应用于像边坡 稳定性这种数据有限、 没有原型、 复杂而且具有不确 定性问题的分析和评价, 但是由此得出的结论和实 际问题还有一定的距离 , 需要不断的完善和解决。 2 结 论 ( 1)多种稳定性方法并用 , 进行综合分析验证。 力求得出一个更加客观、 可靠、 合理的评价结果。 ( 2)可靠度分析方法的不断完善 , 如失稳概率 分析 , 模糊数学综合评价方法等可靠度分析方法研 究和应用。 ( 3)随着数值分析方法的不断发展 , 不同数值 方法的相互耦合成为一大发展趋势。如有限元, 离 散元与块体元等的相互耦合, 数值解和解析解的结 合, 这些方法的耦合能充分发挥各自的优点 , 解决更 复杂的边坡问题。
Se rial N o . 471 Ju ly . 2008
矿
பைடு நூலகம்
业
快
报
EXPRESS I N FORM AT I ON OFM I NI NG INDU STRY
总 第 471期 2008 年 7 月第 7 期
边坡稳定性分析方法的研究
黄满刚 孙世国
( 北方工业大学 )
摘
要 : 边坡岩体的变形和破坏严重地威胁到国家财产和人们的生命安全, 对边坡安全性进行
表 1 极限平衡法的类型及安全情况
方法 极限平衡条分法 B ishop法 Sp encer法 Janbu Sar ma ( M orgen stern P rice) 条块间无作用力 条块间只有水平作用力 条块间水平与垂直作用力之比为常数 假定条间作用力的位置 条块间满足极限平衡条件 条间切向力和法 向力之 比与 水平方 向坐 标 之间存在函数关系 : X /E = Af (X ) 安全系数
[ 2]
。有限变形问题是
针对塑性变化历程及延性 破坏机制等问题 提出来 的。在处理有变形问题时, 对材料的非线性给予考 虑, 使由变形造成的对内外力平衡的影响在计算中 得以实现 , 所以需要一种兼顾材料非线性和几何非 线性的一般解析方法。为了克服有限元等方法在求 解大变形问题时的缺陷, 人们根据有限差分法的原 理, 提出了 FLCA ( fast L agrang io n analysis of contin ue) 数值分析方法 , 该方法较有限元能更好 地考虑 岩土体的不连续性和 大变形特性 , 求解速度较 快。 其缺点是计算边界、 单元网格的划分带有很大的随 意性 , 在一定程度上影响计算的精确性。 35
[ 1]
及失稳的力学机制等的分析; 对已变形地质体的成 因及其演化史进行分析; 从而给出被评价边坡一个 稳定性状况及其可能发展 趋势的定性的说 明和解 释。其优点是能综合考虑影响边坡稳定性的多种因 素, 快速地对边坡的稳定状况及其发展趋势作出评 价。缺点是只能用于判断边坡是否处于稳定状态, 而边坡稳定安全系数无法得知。
鉴于极限平衡法在计算中所作的种种假定 : 滑 动土体是理想的刚塑性体, 不考虑土的应力 应变关 系 , 并认为沿滑动面上各点的强度发挥程度及抗剪 强度折减安全系数相同 , 其安全系数的表述与滑坡 体所在区域的变形特点和滑坡体外 区域的地质情 况、 受力条件等完全不发生关系。在最危险滑裂面 的搜索以及最小安全系数的确定上均存在许多的困 难 , 随着理论体系更为严格的数值分析在岩土工程 中的大量应用, 一定程度上减少了极限平衡法的应 用范围。 1 . 2 . 1 . 2 数值分析法 ( 1) 有限单元法 。是目前使用最广泛的一种 方法, 在边坡稳定评价中也是用得最早的方法之一 , 优点是部分地考虑了边坡岩体的非 均质和不连续 性 , 可以给出岩体的应力、 应变大小与分布 , 避免了 极限平衡分析法中将滑体视为刚体而过于简化的缺 点 , 能近似地从应力应变去分析边坡的变形破坏机 制 , 分析最先、 最容易发生屈服破坏的部位和需要首 先进行加固的部位等。但是对于大的变形和位移不 连续问题的求解还不理想。 对于大部分土质边坡及软弱岩体边坡问题 , 变 形边坡自身的弹性变形、 塑性变形或流变变形较大 , 使变形体在后缘张开、 前缘压缩隆起 , 滑动面也早已 不再是滑动前的形状 , 这种情况下, 有限元法就是适 应于变形介质的分析方法。 [ 3, 4] ( 2) 界面元方法 。卓家寿教授和章青教授 提出了基于累积单元变形于界面上的界面应力元模