岩土工程勘察边坡稳定性的分析方法研究

■万克方

（赣北地质工程勘察院江西九江332100）

岩土工程勘察边坡稳定性的分析方法研究

■万克方

（赣北地质工程勘察院江西九江332100）

在现代水利、建筑、道桥、工矿等工程项目的建设中，对于岩土边坡稳定性的分析都是十分重要的，也是保证建筑主体结构稳定性的重要条件。目前，国内外工程建设单位采用的岩土边坡稳定性分析方法较多，但是在分析方法的选用过程中，必须对其基本原理和适用范围进行综合考虑，进而才能选择科学、合理、有效的分析方法。

岩土工程勘察 边坡稳定性 分析方法

我国是山地灾害频繁发生的国家，一定程度上给国民经济发展带来较大影响。边坡灾难已经成为地震中的第二大地质灾害，边坡稳定性的研究向来都是国内外学术界所关注的课题，由于其将直接关系到边坡工程的经济性和安全性。边坡稳定性评价包含两个方面：一方面对边坡稳定性做出精确评价；另一个方面则需要对人工边坡进行合理设计，并提出整治边坡的有效措施，提供相应设计的依据。

1 岩土边坡稳定性的影响因素

影响岩土边坡稳定性的因素有很多，从工程学、专业地质学以及勘测学的角度分析，可将其分为：内部、外部两方面因素，只有综合考虑这两方面因素，才能选出科学、有效、合理的边坡稳定性分析方法。

1.1 岩土工程的内部因素

内部因素包括岩土边坡土体的性质、类型、边坡的地质构造以及边坡的总体形态等。根据国内外岩土工程的施工经验得出，土体的性质和类型直接影响着边坡的稳定性，其土体的性质和类型不同，能够承载的内部作用力也不同，从而使得边坡的破坏形式也就有所差异；地质构造对岩土边坡的影响主要表现在构造面的形状、连通性、发育程度、规模、内部填充物成分及程度等，地质构造不同，受其倾斜度的影响边坡稳定性也不同；边坡的整体形态对边坡的稳定性有直接影响，在工程建设过程中，由于坡顶受到的应力或张力过大，比较容易出现裂缝现象，对工程的总体形态很不利，易造成严重的质量安全问题。

1.2 岩土工程的外部因素

影响边坡稳定性的外部因素包括气候条件和震动作用等。气候条件主要有湿度变化、气湿、降水等，降水对边坡稳定性的影响最为明显，岩土边坡受到气候的影响会出现力学或物理反应，导致边坡土体的内部剪应力发生改变，对边坡的整体稳定性产生影响；地震是各种地质灾害中对边坡稳定性的影响最为严重的，由于受到强大的外力作用，导致边坡土体急剧下滑，从而使得边坡土体的结构遭到破坏或发生变化，造成边坡表明的裂痕增加或扩大，不利于构造物主体结构的安全性。

2 岩土边坡稳定性的常用分析方法

在岩土工程项目的建设中，对于边坡稳定性分析方法的研究不但是行业内面临的重点技术课题，而且是保证构造物整体安全性、可靠性和经济性的重要基础。目前，国内外工程建设行业已经总结出了多种岩土边坡稳定性的分析方法，但是尚未形成系统的研究体系，本文仅对其中几种常见的分析方法进行简要的概述。

2.1 界面元分析法

在岩土边坡的稳定性分析中，界面元分析法的应用范围较广，而且是国内外重要研究的分析方法之一。界面元分析法基本原理是：将岩土边坡的累积单元变形形成一个完整的界面，并且根据采集的各种地质信息和数据构建界面应力元模型，其主要适用于非均匀、不连续、各向异性问题的分析。在界面元分析法的长期研究和应用中，已经基本形成了一套系统的理论，对于复杂边坡岩土体稳定性的分析具有积极的意义。同时，在国内外地质及工程学专家的不断探索中，将界面元分析法与工程力学机理有机结合，逐步建立了一套可以用于评判岩体稳定薄弱部位、危险滑面、潜在滑面及最小抗滑稳定安全系数的准则。

2.2 有限元分析法

有限元分析法是最早应用于岩土边坡稳定性分析的方法之一，也是最具代表性的数值分析方法。应用有限元分析方法，可以有效解决岩土边坡弹塑性、弹性、粘塑性、粘弹塑性等方面的数值计算问题。有效元分析法在岩土边坡稳定性分析中的应用，其优点主要表现为：计算公式科学、结果精确、连续性强等。与极限平衡分析法相比，有限元分析法可以通过对岩土边坡应力及应变规律的分析，全面掌握岩土边坡的变形与破坏机制。

2.3 地质分析法

岩土边坡的稳定性是受内部和外部因素的共同影响，地质分析法则是从内部因素出发，通过对于岩土边坡发育的地质环境，以及各种变形、破坏迹象的基本规律进行分析，了解影响岩土边坡稳定性的内外部因素，并且从地质学的角度对其总体发展趋势和有可能出现的破坏形式进行预判。

2.4 随机分析法

随机分析法始创于上世纪70年代，美国和加拿大的地质研究机构将概率统计理论首次应用于岩土边坡稳定性的分析中。随机分析法的基本原理为：由于岩土边坡稳定性的影响因素是表现在诸多方面的，所以可以认为其具有一定的随机性，而且多表现为具有一定概率的随机变量（一般包括：岩土边坡的几何尺寸，如边坡边界尺寸、内部结构面等；边坡岩体材料总体性能，如泊松比、弹性模量等；边坡外部荷载，如重力场、地震力、渗流场等），因此，在岩土边坡稳定性的分析中，工程技术人员可以将实际考察获取的各种有可能影响其稳定性的因素分解为多个样本，利用概率统计原理进行分析，在求出其概率分布和特征参数的基础上，应用较为先进的可靠性分析方法进行求解，最终得出岩土边坡的破坏概率。从理论上讲，随机分析法是较为合理的，但是由于受到各类外界因素的影响，随机因素的表现形式多样，所以如果不能对其进行系统的研究，难以确定各种影响因素的准确概率。

3 结束语

在岩土边坡的稳定性分析中，由于受到工程项目建设复杂性，以及各种内外部因素的影响，对于其稳定性的分析一般要采取多种方法相结合的方式，这样才能保证分析流程和结果的科学性与可靠性。同时，随着现代电子计算机技术的不断发展，在岩土边坡的稳定性分析中也要尝试应用电子信息及网路技术，并且在现有经验的基础上，逐步形成一套智能化、规范化的评价系统。

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U213.1+3[文献码]B

1000-405X（2016）-5-204-1