刚果(布)1号公路砂性土边坡稳定可靠度分析

规 定的条 件作 用下 和规 定 的使用 期限 内， 安全 系数
或安 全储 备大 于或 等 于某 一规 定值 （ ． Ｍ。 Ｆ ≥１ ０或
≥０ 的概 率 ， 即边 坡保 持稳 定 的概 率 。在 边坡 工 ） 亦
程 中，ห้องสมุดไป่ตู้可靠度有三种尺度 ： 一是稳定概率 ， 即可靠度或
称可靠 概率（。 Ｐ） 是边坡 能完成预定功 能的概 率 。 。它 是破坏概 率 ， 即不可靠度 。 它是边坡不 能完成预 定 功能 的概 率， 与稳定概率是互补 的， Ｐ＋ 严１ 因此 ， 即 Ｐ 。
粘聚 力 ， 在持 续 降 雨作 用 下 ， 性 土极 易被 冲刷 侵 蚀 ， 砂 边坡 稳 定性 差 。本 文针对 受 降 雨入 渗 影响 的砂 性土
边坡 ， 探讨用可靠度分析和安全 系数相结合的方法， 进行滑动稳定性分析， 既考虑 了不确定性因素， 又是对
定值 法 的一种 补充 。
【 关键 词】 刚 果（ ） 号公 路 布 １
刚 （）号 路 性 边 稳 可 度 析 李 佐 果布１ 公 砂 土 坡 定 靠 分
令 ◇
刚果 （ ） 号公路砂性土边坡稳定可靠度分析 布 １
李 佐
武汉 ４０６ ） ３ ０ ３ （ 中铁 第 四 勘察 设 计 院集 团有 限公 司 道 路 院
【 摘
要】 刚果（ ） 号公 路 所经地 区广泛 分布有 第四 系砂 性 土地 层 ， 层 土为 无塑 性土 ， 布 １ 该 颗粒 间基 本无
组成 的二维 状态 ， 即所谓 极 限状态 的 ． 型 Ｒ Ｓ模
Ｒ Ｌ Ａ Ｕ ＶＥ ＮＤ Ｄ ＳＧＮ ２ １ ）■国■ ＡＩＷ Ｙ Ｓ Ｒ Ｙ Ａ Ｅ Ｉ ０ （ １２
追 勘测与设 计 ’
即把安 全储 备 函数 表达 为抗滑 力（ ） Ｒ 和滑动 力
（） 函数 ， Ｓ的 显然 ， 限状态 面为 一条 ４ 极 ５。的直线 ， 如图 １ 示。 所
可 靠指 标Ｂ 与破 坏概 率 Ｐ有 数值 上 对 应关 系 。 边 坡 稳 定 的可 靠度 计 算 方 法大 多 借 鉴结 构 工 程 的可 靠度 分析 方法 ， 的极 限状 ： 它 冬方程 为
Ｚ ｇＸ ， ， ， ０ ＝ （ Ｘ：… Ｘ ） ＝
分 析方法 是通 过建 立概率 极 限状态 方程 ， 虑各 种 考
ａ Ｉ Ｋ Ｊ
：
Ｇ ｃ ｓ ｔ ｎ（ ｏ ａ ｐ十
３ 砂性土边坡滑动稳定的可靠度分析模型
３１砂性 土边 坡滑 动安全 系数 的计 算 ．
式 中Ｙ 和 分 别 为 边坡 土 体 的容 重 和 饱和 容 重 。 计算砂 性土 边坡 滑动稳 定 安全系 数 时， 在 当式 （） Ｋ＝ 时 ， ４中 Ｉ 该边 坡 处于 临界稳 定状态 ， 由此 ， 边
坡 滑动 稳定 时 的极 限状 态方 程式 为
ｇ＝ 一 １ ‘ （） ５
边 坡可 靠 度 分析 方 法 是基 于 极 限平 衡 原 理 建
立状 态方程 ， 定值 安全 系数 方法 基础 上发 展起来 在
铁道勘测与设计
和 两个 区 域 ， 即安全 域和 破坏 域 。
最 简单 的例 子 ， 由相互 独立 基 是
Ｚ ｇＲ， ） Ｒ Ｓ Ｏ ＝ （ Ｓ＝ ．＝
￡ Ｒ利 Ｓ 重
３２ 砂性 土边 坡滑 动稳 定 可靠度 分析 ． 在可 靠度分 析 时 ， 和ｖａ、３ｉ 看作 常数 ， 将Ｙ ｓｔ６、都
则基本 随机变量 为仅为动 水压力 的浸 水面积Ｑ和边 坡土体 的 内摩擦 角 ， 两个 随机变 量完全 相 互独 这 立 ，根 据 可靠度 理论 的一 次二 阶矩法 ，可靠指 标１ ３ 表 示 为 ｐ＝ 图 １ Ｒ Ｓ模型 的几何 意义 ．
极 限状态 方 程表 征… 个 ｎ 畦面 ， 称 为极 限 维 可 状 态 曲面 。它 把 系统划 分 出三 种状 态 ， 即： Ｚ＝ｇｘ＞ （） ０为安 全状 态 ； Ｚ＝ｇｘ＝ （）０为极 限状 态；
Ｚ＝ｇｘ＜ （）０为破坏 状态 。
２ 坡 可 靠 度 分 析 基 本 理 论 边
在实 际工程 中， 一般 是计算破 坏概率 ， 并提出破坏概 率 的限值 。三 是 可靠指 标 ， 称安 全指标 （） 或 Ｂ 。在边 坡分析 中， 值是 边坡状 态 函数 的平均值 除 以状态 其 函数标 准差 的商 ， 或是在 ｎ 状态 空 间中 ， 维 极 限 维 １ １
标和参 数都定值 化 ， 却忽 略 了岩土参数 的不确 定性 。 大量 的试验 和工 程实 践证 明， 边坡 的稳定性 由内在 因素 和外在 因素 所控 制 。 内在 因素 是边 坡本 身所 固
参数 的不 确定性 ， 从而 更具有 实 际意义 。
刚 果 （ １ 公路 区域气 候 湿热 ， 于 雨季 降 布） 号 由
雨强 度大 ， 时长 ， 历 对工 程 影响较 大 。针 对这 一特
殊性 ， 引入 可靠度 分 析方 法结合 安全 系数 法对 刚果
布 ｌ 公路 的砂 性土边 坡 的稳 定性进 行分 析 ， 号 用概 率 的方 法定 量 的考虑 了实 际存在 的不确定 性 因素 ， 因而更 能客 观定 量 的反 映边 坡 的实 际安全 性 。
砂 性土
可 靠度
安 全 系数
稳 定性 分析
的。 从定 量化 的意义 上讲 ， 亦可 把 可靠度 定 义为 ： 在
１引 言
边坡稳定性 问题 一直是环境 岩土工程 界的一个 重要课题 。在 边坡 稳定性 分析 中，目前 占主导 地位 的还 是传统 的安全系数 法 ， 将各种 设计条件 、 设计指
有 的， 界 因素 主要包 括 降雨 、 外 地震 、 挖等 。其 中 开 许多控 制 因素在 不 同程 度上 具有 随机性 ， 安全 系数 法忽略 了这些 不确 定性 ， 而给边 坡稳 定性评 价带 从 来 了一 定 的误 差 。 基于 随机性 分析 的边坡 稳 定性 而
状 态面 至坐 标原 点 的最短 距离 。在 标准正 态 空间 ，