巖土邊坡穩(wěn)定性的影響因素及分析方法

陳琴

摘 要：在現(xiàn)代工程項目建設(shè)過程中，需要對巖土邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行有效地分析，這樣才能確保建筑主體結(jié)構(gòu)的安全。當(dāng)前在對巖土邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行分析時采用的分析方法具有多樣性的特點，因此，需要針對基本原理和適用范圍來選擇科學(xué)、合理的分析方法，有效地降低自然災(zāi)害所帶來的危害。文章分析了巖土邊坡穩(wěn)定性的主要影響因素，并進(jìn)一步對巖土邊坡穩(wěn)定性的常用分析方法進(jìn)行了具體的闡述。

關(guān)鍵詞：巖土工程；邊坡穩(wěn)定性；影響因素；分析方法

引言

在各類工程項目建設(shè)中，由于建筑主體結(jié)構(gòu)自身的重量，再加之受到外力作用，在其共同作用下，巖土邊坡的穩(wěn)定性會受到較大的影響。這就需要對巖土邊坡的變化情況進(jìn)行有效控制，避免其對建筑的安全性和可靠性帶來不利影響。當(dāng)構(gòu)造物建設(shè)在巖土邊坡上面時，實體表面的平穩(wěn)性會受到較大的影響，由于構(gòu)造物處于傾斜狀態(tài)，這樣在其使用年限不斷延長的情況下下，避免不了會出現(xiàn)的滑動趨勢，一旦這種滑動力超出主體結(jié)構(gòu)的承擔(dān)范圍，則會導(dǎo)致滑坡事故的發(fā)生。所以在一些巖土邊坡所占比例較大的區(qū)域進(jìn)行工程項目建設(shè)時，需要合理分析邊坡的穩(wěn)定性，選擇科學(xué)的分析方法，并將其在工程項目整體建設(shè)工作中進(jìn)行有效地應(yīng)用。而且在全面對巖土邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，工程技術(shù)人員能夠制定有效地防范措施，從而有效地降低或是避免滑坡等自然災(zāi)害的發(fā)生。

1 巖土邊坡穩(wěn)定性的主要影響因素

1.1 內(nèi)部因素

1.1.1 邊坡巖土體的類型和性質(zhì)

巖土體邊坡的穩(wěn)定性會受到邊坡巖土體類型和性質(zhì)差異的影響，不同的邊坡巖土體類型和性質(zhì)，其內(nèi)部所能夠承載的作用力也會有所差異，這樣對邊坡所帶來的破壞形式也會具有較大的不同。

1.1.2 邊坡的地質(zhì)構(gòu)造

巖土邊坡穩(wěn)定性受到地質(zhì)構(gòu)造所帶來的影響是多方面的，其表現(xiàn)形式也具有多樣化的特點，如構(gòu)造面的發(fā)育程度、形狀、規(guī)模、連通性、內(nèi)部填充物成分和程序等都會對巖土邊坡的穩(wěn)定性帶來不同的影響，即使同一地質(zhì)構(gòu)造下其所對巖土邊坡穩(wěn)定性帶來的影響也會存在一定的差異，受邊坡傾斜度影響較大。

1.1.3 邊坡的總體形態(tài)

邊坡的總體形式是分析巖土邊坡穩(wěn)定性的內(nèi)在因素，其對巖土邊坡穩(wěn)定性的影響具有直接性。特別是當(dāng)坡頂?shù)膹埩蚴菓?yīng)力過大時，所形成的總體形態(tài)不利，從而導(dǎo)致坡頂局部或大部分產(chǎn)生裂縫現(xiàn)象，給建筑物的質(zhì)量和安全帶來嚴(yán)重的隱患。

1.2 外部因素

1.2.1 氣候條件

當(dāng)外部出現(xiàn)降水、氣溫和濕度變化時都會影響到巖土邊坡的穩(wěn)定性，而這其中以降水對巖土邊坡穩(wěn)定性帶來的影響較大。在氣候條件變化的影響，巖土邊破會發(fā)生不同的物理和力學(xué)反應(yīng)，從而導(dǎo)致邊坡巖土體內(nèi)部剪應(yīng)力發(fā)生變化，對其整體穩(wěn)定性和可靠性帶來較大的影響。

1.2.2 震動作用

震動作用對巖土邊坡穩(wěn)定性所帶來的影響主要表現(xiàn)為地震，地震作為地質(zhì)性災(zāi)害其會對巖土邊坡穩(wěn)定性帶來嚴(yán)重的影響。在地震力作用下，巖土邊坡會出現(xiàn)急劇加大的下滑力，從而導(dǎo)致邊坡結(jié)構(gòu)發(fā)生變化或是受到不同程度的破壞，使邊坡出現(xiàn)大小不一的裂痕，一些原有的裂縫會進(jìn)一步加大，并進(jìn)而影響到構(gòu)造物主體結(jié)構(gòu)的安全。

2 巖土邊坡穩(wěn)定性的常用分析方法

巖土邊坡穩(wěn)定性分析方法是當(dāng)前巖土工程項目建設(shè)的重要依據(jù)，也是當(dāng)前巖土行業(yè)研究的重點課題，通過對巖土工程邊坡穩(wěn)定性分析方法的研究，可以有效地提高構(gòu)造物整體的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)前國內(nèi)外工程建設(shè)行業(yè)在巖土工程項目建設(shè)中總結(jié)出了較多種在的巖土邊坡穩(wěn)定性的分析方法，但還沒有形成系統(tǒng)的體系，因此，文中對一些較為常用的巖土邊破分析方法進(jìn)行簡要的分析，以便為巖土邊坡穩(wěn)定性的研究提供必要的參考。

2.1 界面元分析法

界面元分析法作為當(dāng)前巖土邊破穩(wěn)定性分析中應(yīng)用范圍最廣泛的一種方法，其主要是通過對巖土邊破的累積單元進(jìn)行變形，使其成為一個完整的界面，通過對各種地質(zhì)信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，將其構(gòu)建成為什界面應(yīng)力元模型，以便于在非均勻、不連續(xù)及各向異性問題的分析上進(jìn)行適用。由于界面元分析法應(yīng)用時間較長，技術(shù)上相對較為成熟，其已形成一套較為系統(tǒng)和完整的理論，對于復(fù)雜邊坡巖土體的穩(wěn)定性具有極其重要的意義。而且在相關(guān)專家的不斷研究過程中，將工程力學(xué)機(jī)理與界面元分析法有效地結(jié)合在一起，能夠?qū)r體穩(wěn)定薄弱部位、危險滑面、潛在滑面及抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)進(jìn)行評判。

2.2 有限元分析法

有限元分析法是最早應(yīng)用于巖土邊坡穩(wěn)定性分析的方法之一，也是最具代表性的數(shù)值分析方法。應(yīng)用有限元分析方法，可以有效解決巖土邊坡彈塑性、彈性、粘塑性、粘彈塑性等方面的數(shù)值計算問題。有效元分析法在巖土邊坡穩(wěn)定性分析中的應(yīng)用，其優(yōu)點主要表現(xiàn)為：計算公式科學(xué)、結(jié)果精確、連續(xù)性強(qiáng)等。與極限平衡分析法相比，有限元分析法可以通過對巖土邊坡應(yīng)力及應(yīng)變規(guī)律的分析，全面掌握巖土邊坡的變形與破壞機(jī)制。

2.3 地質(zhì)分析法

由于內(nèi)部和外部因素會對巖土邊坡的穩(wěn)定性帶來較大的影響，因此地質(zhì)分析法針對內(nèi)部因素出發(fā)，對巖土邊坡發(fā)育的地質(zhì)環(huán)境及各種基本規(guī)律進(jìn)行分析，從而對影響巖土邊坡穩(wěn)定性的內(nèi)部因素和外部因素進(jìn)行了解，準(zhǔn)確預(yù)判巖土邊坡的總體發(fā)展及可能出現(xiàn)的破壞情況。

2.4 隨機(jī)分析法

隨機(jī)分析法始創(chuàng)于上世紀(jì)70年代，美國和加拿大的地質(zhì)研究機(jī)構(gòu)將概率統(tǒng)計理論首次應(yīng)用于巖土邊坡穩(wěn)定性的分析中。隨機(jī)分析法的基本原理為：由于巖土邊坡穩(wěn)定性的影響因素是表現(xiàn)在諸多方面的，所以可以認(rèn)為其具有一定的隨機(jī)性，而且多表現(xiàn)為具有一定概率的隨機(jī)變量（一般包括：巖土邊坡的幾何尺寸，如邊坡邊界尺寸、內(nèi)部結(jié)構(gòu)面等；邊坡巖體材料總體性能，如泊松比、彈性模量等；邊坡外部荷載，如重力場、地震力、滲流場等），因此，在巖土邊坡穩(wěn)定性的分析中，工程技術(shù)人員可以將實際考察獲取的各種有可能影響其穩(wěn)定性的因素分解為多個樣本，利用概率統(tǒng)計原理進(jìn)行分析，在求出其概率分布和特征參數(shù)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用較為先進(jìn)的可靠性分析方法進(jìn)行求解，最終得出巖土邊坡的破壞概率。從理論上講，隨機(jī)分析法是較為合理的，但是由于受到各類外界因素的影響，隨機(jī)因素的表現(xiàn)形式多樣，所以如果不能對其進(jìn)行系統(tǒng)的研究，難以確定各種影響因素的準(zhǔn)確概率。

3 結(jié)束語

當(dāng)前工程項目建設(shè)開始向復(fù)雜化的方向發(fā)展，而且內(nèi)外部因素所帶來的影響也在不斷加大。因此，在巖土邊坡穩(wěn)定性分析過程中需要采取多種方法有效結(jié)合的方式，遵循具體的分析流程，確保分析結(jié)果的科學(xué)性和可靠性。特別是在現(xiàn)代電子計算機(jī)技術(shù)快速發(fā)展的新形勢下，可以嘗試應(yīng)用電子信息及網(wǎng)路技術(shù)來對巖土邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行分析，從而形成一套完整的智能化和規(guī)范化的評價系統(tǒng)，確保巖土邊坡穩(wěn)定性和可靠性的提升，有效的保障巖土邊坡上構(gòu)造物的安全性。

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