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边坡稳定性的影响因素及分析方法

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边坡稳定性的影响因素及分析方法边坡稳定性的影响因素及分析方法边坡稳定问题是最常见的工程地质问题之一,随着我国现代化建设事业的迅速发展,高层建筑等大量工程项目开工建设,在这些工程的建设过程或建成后的运营期内,不可避免地形成了大量的边坡工程。而且,随着工程规模的加大加深及场地的限制,经常需在复杂地质环境条件下,人为开挖各种各样的高陡边坡,所有这些边坡工程的稳定状态,事关工程建设的成败与安全,会对整个工程的可行性、安全性及经济性等起着重要的制约作用,并在很大程度上影响着工程建设的投资及效益。合理有效地选用与之相适应的边坡稳定性分析与加固方法,是值得深...

边坡稳定性的影响因素及分析方法
边坡稳定性的影响因素及分析方法边坡稳定问题是最常见的 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 地质问题之一,随着我国现代化建设事业的迅速发展,高层建筑等大量工程项目开工建设,在这些工程的建设过程或建成后的运营期内,不可避免地形成了大量的边坡工程。而且,随着工程规模的加大加深及场地的限制,经常需在复杂地质环境条件下,人为开挖各种各样的高陡边坡,所有这些边坡工程的稳定状态,事关工程建设的成败与安全,会对整个工程的可行性、安全性及经济性等起着重要的制约作用,并在很大程度上影响着工程建设的投资及效益。合理有效地选用与之相适应的边坡稳定性分析与加固方法,是值得深入研究的问题。一、边坡稳定性的影响因素地形是制约边坡稳态的第一控制要素。边坡变形主要由地形的改造引起,而变形易发部位是地形坡度陡变部位,变形域规模则取决于边坡的高度。在边坡工程中,区域构造环境问题可涉及四级构造单元及其后续各级构造。当工程的部位集中分布多个崩滑体时,则是区域构造环境和地震地质环境。区域构造环境的分析要点是自老至新构造应力场的转化,包括主应力的偏转(移)、压(剪)应力场向张(剪)应力场的转化、初始应力释放环境、蠕(流)变环境以及对渗流场和风化作用的制约作用(优势面)等。居地地质构造是判断独立变形、运动单元的根本依据。(一)节理裂隙序次第一序次:周边完整基岩的节理裂隙和劈理;第二序次:破碎岩体各独立块体的节理裂隙和劈理,含微构造、显微构造系列;第三序次:新近出现的变形裂隙(缝)。(二)坡体结构坡体的整体刚度取决于节理裂隙的发育程度;坡体的变形、失稳类型取决于各类地质结构面产状同坡面产状之间的相互关系。地层岩性的边坡变形、失稳效应最终反映在各层的刚度与抗剪强度。如果坡体各组成层位的刚度比值大于1/3,该坡体可作为准均质体考虑;若刚度比值不大于1/3,变形第一控制层位是刚度比值最小的那一层位。分析塑性域扩展趋势时,各层抗剪强度值都有影响,但控制层位仍然是刚度最小的那个层位。当一处坡体具备变形、失稳条件时,导致其失稳的直接诱发因素之一是水的作用,包括地表水和地下水的作用,其中地表水及大气降雨又往往是该部位地下水的直接补给源,故对一处坡体的研究,它的研究范围应该是地表水汇水域。地表水系的展布格局往往提示变形域或崩滑体的分布轮廓,同时又往往是崩滑体的解体边界。其次,一次大气降雨有多少渗入地下和渗入到什么深度(不一定都渗入到地下水位而使地下水位回升)等,即大气降雨怎样改变原有渗流场,都要通过该汇水域的水文计算才能推断。一处边坡的新的变形都是从改造地形而开始的。所以,人类的改造活动对边坡稳态的影响首先是不合理的开挖、切脚。人为的诱发作用还有爆破、(给)排水和排污失控以及乱砍滥伐等。二、边坡稳定性分析方法边坡稳定分析方法很多,不同边坡、分析目的与精度要求可采用不同的力学模型与分析方法。在工程初期基本资料不充分,分析精度要求不高的情况下,对粘性土质边坡可采用刚体极限平衡理论中的圆弧法分析;对于无粘性土边坡可采用相应的折线法;对岩质边坡可采用刚性块体稳定分析法或Sarma法。在技术设计或施工设计阶段,分析精度要求高,分析所需的资料也较充分,可采用较精确的连续介质力学方法-有限单元法或离散介质力学方法-离散单元法分析;对于可滑动边坡的稳定性分析,采用条分法来得更直接、方便;对于某些滑动可能性不大但变形要求高的边坡则必须采用变形介质假定下的分析方法-有限元法,包括弹塑性有限元分析、粘弹塑性有限元分析及渗流有限元分析等。对于地震、爆破等动荷作用下边坡的稳定性分析及其滑速、涌浪分析,还应采用有限元动力大位移模型分析。土坡稳定分析是一个较复杂的问题,因为有一些不定因素有待研究。(一)刚体极限平衡分析法刚体极限平衡分析法的基本思路是:假定岩土体破坏是由于滑体内滑动面上发生滑动而造成的,滑动面上土体服从破坏条件,假设滑动面已知,其形状可以是平面、圆弧面、对数螺旋面或其它不规则曲面,通过考虑由滑动面形成的隔离体的静力平衡,确定沿这一滑面发生滑动时的破坏荷载。最小的破坏荷载就是要求的极限荷载,与之对应的滑动面应是最危险的滑动面。(二)边坡稳定性的神经网络分析BP神经网络(neuralnetworks)是由大量处理元广泛互连而成的网络。网络的信息处理由神经元之间的相互作用来实现,知识与信息的存贮表现为网络元件互连分布式的物理联系,网络的学习和识别决定于各神经元连接权系的动态演化过程。它特别适用于无数学表达式的复杂工程问题,一个简单的神经网络模型可以反映一个非常复杂的映射关系。(三)节理化岩质边坡的离散单元法离散单元法是将所研究的区域划分成一个个分立的多边形块体单元,单元之间可以看成是角角接触、角边接触或边边接触,而且随着单元的平移和转动,允许调整各个单元之间的接触关系。最终,块体单元可能达到平衡状态,也可能一直运动下去。(四)遗传算法遗传算法基于自然界优胜劣汰的生物进化机制,是一种自适应搜索技术。在特定的环境中,依据这种规则,适应性强的个体生存下来的可能性就大。遗传算法是一个迭代操作过程,该迭代操作是针对多个待求问题的候选解进行的,而这些候选解组成了一个固定规模的群体。候选解是模拟生物体的染色体,将待求问题通过编码而形成的。三、结语边坡是人类地质工程活动的最普遍也是极为重要的地质环境,与人类的各种活动密切相关。在人类发展过程中,无时不与它相互冲突、相互协调,进而达到相互依存。经过国内外无数工程地质工作者的努力,已形成了边坡工程的一套理论体系及工作方法,为人类工程建设活动奠定了理论与实践基础。
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