滑坡稳定性定量分析法(最新)

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滑坡稳定性定量分析方法

目前，滑坡稳定性分析和工程治理主要是依据工程地质类比、自然历史分析、工程地质力学分析、极限平衡力学计算、弹塑性有限元计算等进行的，且在一定的程度上都有一定的实效性和可靠性。滑坡是一个复杂的、非线性的动态系统，且大型滑坡规模大、机制复杂、破坏性强，不仅失稳影响范围广，而且防治难度高、治理措施复杂。采用工程地质类比、历史反演和地质力学分析，需弄清地层结构、地质构造、地壳演化历史等问题。通过对滑坡形成的地质环境条件、影响因素、变形破坏及形成机制等特征的综合性分析,滑坡堆积体在天然状态下处于稳定状态, 在连续降雨、暴雨影响下处于基本稳定状态。在连续降雨、暴雨及地震等影响下处于欠稳定状态。

一、传统的稳定系数法。

稳定系数预测法是最早的滑坡空间预测方法，它是基于极限平衡法理论提出来的，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。简化的极限平衡法有瑞典法，Bishop法、Spencer法,Janbu法, Sarma法等。通过计算滑坡体的安全系数Fs，来预测边坡的稳定性。

Fs=F抗滑力/F下滑力

当Fs<1.0,不稳定状态;

当Fs=1.0,临界状态;

当Fs>1.0,稳定状态。

二、数值分析方法。

①有限单元法

有限元法是目前使用最广泛的一种数值分析方法。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。

②离散单元法

离散单元法是处理结构控制型岩体工程问题较成熟方法。该程序不但允许有限位移和离散体的转动及脱离,而且在计算过程中可以自动判别块体之间可能出现新的接触关系,因此它可以方便地实现对复杂结构体变形破坏的模拟，可以将所研究的区域划分为一个个多边块体单元，单元之间通过接触关系,建立位移和力的相互作用规律,通过迭代使得每一个块体都达到平衡状态。在稳定分析中,它的功能在于反映岩块之间接触的滑移、分离和倾翻等大位移的同时,又能计算岩块内部的变形与应力,该法的另一个优点是利用显式时间差分解求解动力平衡方程,可方便地求解非线性大位移和动力稳定。

③统计分析方法。

这是目前国内外研究人员研究滑坡稳定性使用较多的一类方法。统计分析方法建立在对滑坡影响因子和滑坡分布关系的分析之上,因此,它能最大程度反映滑坡分布与致灾因子之间的关系,使地质灾害危险性评价更加趋近于客观现实。包括信息量法、多元统计方法、聚类分析方法等。

三、瑞典法的基本理论

瑞典圆弧滑动法是条分法中最古老而又最简单的方法。除了假定滑裂面是个圆柱面外, 在求条底反力时忽略了条间力的作用, 且在求安全系数时仅考虑对同一点的力矩平衡。其安全系数方程为:

再将求出得到安全系数与设计安全系数对比，从而分析出该系统的安全性。

四、有限元强度折减法

边坡稳定性分析的有限元强度折减法是通过不断降低边坡岩土体抗剪强度参数直至达到极限破坏状态为止, 程序自动根据弹塑性有限元计算结果得到滑动破坏面, 同时得到边坡的强度储备安全系数。

e.若滑体未充水，而在地震作用下滑动时，则稳定系数为：

⑵滑动面为折线时

大多数滑坡的滑动面为若干平面的组合，在主轴断面上呈折线，如图2.3。对于这种类型的滑坡，稳定性计算又有若干简化假定:

①.假定以主轴断面1m宽土条代表整个滑坡，土条侧面的摩擦力不计；

值； ②.由于各段滑面的物质构成和含水状态不尽相同，故分别取各段不同的抗剪强度指标（参数）C、

③.以不同倾斜角度的滑面为依据将滑体分为若干块，块与块的相互作用简化为平行于滑面的推力，如图

2.3的E1和E3。