邊坡穩(wěn)定性分析是邊坡工程的核心,其涉及到水利水電、鐵路、公路、礦山等多種工程。因此,我們需要對(duì)邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性分析,維持邊坡巖、土體在一定坡高和坡角條件下的穩(wěn)定程度。
因?yàn)椴环€(wěn)定的天然斜坡和設(shè)計(jì)坡角過(guò)大的人工邊坡,在巖、土體重力,水壓力,振動(dòng)力以及其他外力作用下,常發(fā)生滑動(dòng)或崩塌破壞。而大規(guī)模的邊坡巖、土體破壞能引起交通中斷,建筑物倒塌,江河堵塞,水庫(kù)淤填,給人民生命財(cái)產(chǎn)帶來(lái)巨大損失。
對(duì)邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性分析,有利于預(yù)測(cè)邊坡失穩(wěn)的破壞時(shí)間、規(guī)模,以及危害程度,事先采取防治措施,減輕地質(zhì)災(zāi)害,使人工邊坡的設(shè)計(jì)達(dá)到安全、經(jīng)濟(jì)的目的。
在了解邊坡穩(wěn)定性怎么分析前,我們需要對(duì)邊坡分類(lèi)和邊坡破壞類(lèi)型有一個(gè)大致的了解。
按照成因,邊坡分為天然斜坡和人工邊坡兩類(lèi),后者又分為開(kāi)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。按照穩(wěn)定程度,邊坡分為穩(wěn)定邊坡、不穩(wěn)定邊坡,以及極限平衡狀態(tài)邊坡。
邊坡破壞的類(lèi)型很多,常見(jiàn)的是崩塌和滑坡。其中,滑坡是最常見(jiàn),危害最嚴(yán)重的一類(lèi)。
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。例如,構(gòu)成邊坡巖、土體的工程地質(zhì)性質(zhì)及其變化;邊坡中斷層、層面、不整合面等不連續(xù)面的產(chǎn)狀與坡面傾向、傾角之間的關(guān)系;邊坡尺寸和形態(tài)的改變;坡腳遭受水的侵蝕或人工開(kāi)挖;邊坡上天然或人工加載;邊坡巖、土體中地下水位的升降,以及地震和爆破引起的瞬時(shí)振動(dòng)等,均會(huì)在一定程度上改變邊坡的穩(wěn)定性。
邊坡穩(wěn)定性分析一般分為定性分析和定量分析,其中,定量分析又分為確定性分析和不確定性分析。
1.定性分析方法
定性分析方法主要包括:自然(成因)歷史分析法、圖解法、邊坡穩(wěn)定性分析數(shù)據(jù)庫(kù)(工程類(lèi)比法)和專(zhuān)家系統(tǒng)等方法。
2.定量分析方法
定量分析又分為確定性分析和不確定性分析。其中,確定性分析方法主要有極限平衡分析法。不確定分析法分為:灰色系統(tǒng)評(píng)價(jià)法、可靠度分析方法和模糊綜合評(píng)價(jià)法。
極限平衡分析法是邊坡穩(wěn)定性分析的基本方法,現(xiàn)階段,邊坡穩(wěn)定性分析一般采用此方法。
除了上述方法外,隨著B(niǎo)IM技術(shù)在工程全過(guò)程中的應(yīng)用逐漸深入,設(shè)計(jì)和施工單位在水利水電、鐵路、公路、礦山等工程項(xiàng)目動(dòng)工前,會(huì)提前利用巖土工程有限元分析軟件Soilvision進(jìn)行坡面穩(wěn)定性、地下水流、應(yīng)力/變形、飽和/非飽和土壤和耦合過(guò)程的三維概念設(shè)計(jì)和分析,以解決邊坡穩(wěn)定性和其他巖土問(wèn)題。
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