杭徽高速高邊坡穩(wěn)定性分析文獻(xiàn)綜述

1、杭徽高速高邊坡穩(wěn)定性分析文獻(xiàn)綜述杭徽高速高邊坡穩(wěn)定性分析文獻(xiàn)綜述前言：近年來我國(guó)公路尤其是高等級(jí)公路建設(shè)發(fā)展迅速但由于我國(guó)高等級(jí)公路建設(shè)起步較晚缺少經(jīng)驗(yàn)技術(shù)水平較低由此引發(fā)了一系列的環(huán)境治理技術(shù)問題路基邊坡失穩(wěn)問題則是其中急需解決的主要問題之一。公路路基邊坡穩(wěn)定與否不僅直接影響公路能否正常使用而且還會(huì)影響國(guó)家的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展。如何提高公路邊坡穩(wěn)定性防止邊坡失穩(wěn)是當(dāng)前高等級(jí)公路建設(shè)中一項(xiàng)重要研究課題。邊坡穩(wěn)定性是指邊坡巖、土體在一定坡高和

2、坡角條件下的穩(wěn)定程度。按照成因，邊坡分為天然斜坡和人工邊坡兩類，后者又分為開挖邊坡和堤壩邊坡等。按照物質(zhì)組成，邊坡分為巖體邊坡、土體邊坡以及巖、土體復(fù)合邊坡3種。按照穩(wěn)定程度，分為穩(wěn)定邊坡、不穩(wěn)定邊坡，以及極限平衡狀態(tài)邊坡。邊坡穩(wěn)定性的影響因素①地質(zhì)構(gòu)造。②巖體結(jié)構(gòu)。③風(fēng)化作用。④地下水。⑤邊坡形態(tài)。⑥其他作用。邊坡破壞的類型很多，常見的是崩塌和滑坡。陡坡前緣部分巖、土體突然與母體分離，翻滾跳動(dòng)崩墜崖底或塌落而下的過程和現(xiàn)象，稱為崩塌。

3、邊坡部分巖、土體沿著先前存在的地質(zhì)界面，或新形成的剪切破壞面向下滑動(dòng)的過程和現(xiàn)象，稱為滑坡。在邊坡破壞中，滑破是最常見，危害最嚴(yán)重的一類。所有的邊坡失穩(wěn)，均涉及到邊坡巖、土體在剪切應(yīng)力作用下的破壞。因此，影響剪切應(yīng)力和巖、土體抗剪強(qiáng)度的因素，都影響邊坡的穩(wěn)定性。研究邊坡穩(wěn)定性的方法有很多種，在了解杭徽高速邊坡的地質(zhì)狀況，邊坡形態(tài)等內(nèi)容之后，選擇一個(gè)最合適的方法來對(duì)其穩(wěn)定性研究是最需要考慮的問題。所以了解過去分析研究動(dòng)態(tài)展望未來找到合適的

4、方法提出可靠的措施手段，具有十分重要的意義。本文的以下內(nèi)容也是對(duì)穩(wěn)定性分析的方法展開，分析了各種不同時(shí)期的研究方法。正文：1邊坡穩(wěn)定性分析方法回顧與現(xiàn)狀1.1定性分析方法定性分析方法主要是通過工程地質(zhì)勘察對(duì)影響邊坡穩(wěn)定性的主要因素、可能的變形破壞方式及失穩(wěn)的力學(xué)機(jī)制等分析對(duì)已變形地質(zhì)體的成因及其演化史進(jìn)行分析從而給出被評(píng)價(jià)邊坡的一個(gè)穩(wěn)定性狀況及其可能發(fā)展趨勢(shì)的定性說明和解釋。常用方法主要有:自然歷史分析法、工程地質(zhì)類比法、邊坡穩(wěn)定性分析

5、數(shù)據(jù)庫、專家系統(tǒng)及圖解法等。圖解法又可以分為諾模圖法和投影圖法諾模圖法實(shí)際上是數(shù)理分析方法的一種簡(jiǎn)化方法如Tayl圖解等它目前主要用于土質(zhì)或全強(qiáng)風(fēng)化的具弧形破壞面的邊坡穩(wěn)定性分析投影圖法包括赤平極射投影圖法、實(shí)體比例投影圖法、J.J.Markl投影圖法等目前主要用于巖質(zhì)邊坡巖體的穩(wěn)定性分析。1.2定量分析方法1.2.1極限平衡法極限平衡法是目前邊坡穩(wěn)定性分析中最常用的方法。目前適用于可滑動(dòng)邊值分析方法。DDA方法于1985年由石根華和G

6、oodman創(chuàng)立20世紀(jì)90年代進(jìn)入我國(guó)同濟(jì)大學(xué)孫鈞教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組已開發(fā)了相應(yīng)的計(jì)算程序同時(shí)將非連續(xù)變形分析推廣到巖石力學(xué)與工程方面并將非連續(xù)變形分析與AutoCAD動(dòng)態(tài)技術(shù)結(jié)合使塊體系統(tǒng)非連續(xù)變形分析法的計(jì)算實(shí)施過程形象、直觀完成了塊體系統(tǒng)的變形和破壞全過程的模型。其二維和三維分析程序已在三峽工程高邊坡巖體的變形與穩(wěn)定研究中得到了成功的應(yīng)用。當(dāng)然DDA方法在巖體參數(shù)的選取、計(jì)算時(shí)步的大小、邊坡滲流及解決大變形問題等方面有一定的局限

7、性但它作為一種新型的巖土數(shù)值計(jì)算方法有著廣闊的應(yīng)用前景。1.3不確定分析法近年來隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和滑坡、邊坡理論研究的深入人們已普遍認(rèn)識(shí)到傳統(tǒng)的邊坡穩(wěn)定性分析中還存在許多不確定性因素。因此國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者探索如何在評(píng)價(jià)邊坡穩(wěn)定時(shí)將這些不確定性因素考慮進(jìn)去這幾年發(fā)展起來的主要方法有邊坡穩(wěn)定可靠性分析方法、隨機(jī)過程方法、概率分析法[68]、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析法[910]、模糊綜合評(píng)判法和灰色系統(tǒng)理論分析法等。邊坡穩(wěn)定可靠性分析方法。20世紀(jì)7

8、0年代中后期加拿大能源與礦業(yè)中心和美國(guó)亞利桑那大學(xué)等開始把概率統(tǒng)計(jì)理論引用到邊坡巖體的穩(wěn)定性分析中來。近年來該方法在巖土工程中的研究與應(yīng)用發(fā)展很快為邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)指明了一個(gè)新的方向。但該方法的缺點(diǎn)是:計(jì)算前所需的大量統(tǒng)計(jì)資料難于獲取各因素的概率模型及其數(shù)字特征等的合理選取問題還沒有得到很好的解決。另外其計(jì)算通常也較一般的極限平衡方法顯得困難和復(fù)雜。隨機(jī)過程方法。隨機(jī)過程方法包含時(shí)間序列分析法它是一種純數(shù)學(xué)的理論模型與方法。模糊數(shù)學(xué)法。從

9、國(guó)內(nèi)外報(bào)道文獻(xiàn)看模糊數(shù)學(xué)法用于邊坡穩(wěn)定分析主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面。其一采用模糊極值理論進(jìn)行邊坡穩(wěn)定分析其二用隸屬度概念對(duì)邊坡巖體穩(wěn)定質(zhì)量進(jìn)行分級(jí)評(píng)判。近年來模糊數(shù)學(xué)在工程中的應(yīng)用取得了較豐富的成果研究方法日趨成熟?；疑到y(tǒng)預(yù)測(cè)滑坡失穩(wěn)分析方法。主要采用灰色預(yù)測(cè)和灰色類聚分析方法對(duì)邊坡穩(wěn)定進(jìn)行合理的評(píng)價(jià)。2邊坡穩(wěn)定分析研究發(fā)展趨勢(shì)展望1)定性分析包含很強(qiáng)的主觀因素不能非?？陀^的反映邊坡的時(shí)效變形和邊坡變形的累進(jìn)過程定量分析方法為了建立某個(gè)模型

10、或使某問題可解而人為的進(jìn)行強(qiáng)行簡(jiǎn)化而且將土強(qiáng)度參數(shù)及外界因素都取一個(gè)定值采用安全系數(shù)或類似安全系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)來衡量土坡穩(wěn)定性也有其局限性非確定性分析法歸根結(jié)底還是建立在大量的、詳細(xì)的野外調(diào)查的基礎(chǔ)上即其本質(zhì)是定性分析加現(xiàn)代計(jì)算方法而已。因此繼續(xù)完善和發(fā)展現(xiàn)有理論和方法揚(yáng)長(zhǎng)避短是必要和迫切的。2)由于邊坡問題的復(fù)雜性其失穩(wěn)機(jī)理至今未形成統(tǒng)一的、普遍適用的學(xué)說導(dǎo)致邊坡穩(wěn)定性分析等相關(guān)研究也呈現(xiàn)相同的特點(diǎn)但各種邊坡失穩(wěn)情況之間必然存在著共同的規(guī)律從