組合賦權(quán)功效系數(shù)法的巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

第5卷第6期中國水運(yùn)vol.5no.6 2007年6月chinawatertransportjune2007 收稿日期：2007-4-28 作者簡介：田文彪男（1983-）中國地質(zhì)大學(xué)工程學(xué)院碩士研究生（430074） 赤平極射投影法在路塹巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)中的應(yīng)用 田文彪 摘要：本文通過對(duì)赤平極射投影的原理的介紹，結(jié)合邊坡巖體破壞的三個(gè)必要條件及滑動(dòng)塊體的力學(xué)分析，對(duì)邊坡巖 體進(jìn)行穩(wěn)定性分析，介紹了極限穩(wěn)定坡角的確定方法，并結(jié)合工程實(shí)例，證明了該方法在路塹巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)中的 實(shí)用性。 關(guān)鍵詞：路塹邊坡穩(wěn)定坡角赤

該公路橋橋基區(qū)位于高山峽谷地區(qū),邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)問題尤為重要。本文選擇具有代表性的兩類典型地質(zhì)剖面,巖土體分層和結(jié)構(gòu)面切割控制滑移模式。設(shè)計(jì)了結(jié)構(gòu)面不同切割厚度、不同剪出口位置和不同剪出角度等計(jì)算方案,對(duì)該區(qū)高陡邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行了探討。根據(jù)計(jì)算得到的安全系數(shù),確定了其最不利滑移模式。在此基礎(chǔ)上,對(duì)其自然狀態(tài)、自然+地震、飽水狀態(tài)和飽水+地震等工況下的穩(wěn)定性進(jìn)行了計(jì)算分析,發(fā)現(xiàn)存在兩類典型最不利失穩(wěn)模式,即淺層滑移模式和結(jié)構(gòu)面切割滑移模式。前者規(guī)模有限,危害不大;后者規(guī)模相對(duì)較大。對(duì)工程危害較大,建議對(duì)其作錨固和護(hù)面處理,也應(yīng)對(duì)坡腳相對(duì)軟弱層作補(bǔ)強(qiáng)處理。

針對(duì)高邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)中指標(biāo)賦權(quán)及其模糊隸屬度等不確定問題,提出了一種基于組合賦權(quán)模糊云理論的高邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法.通過構(gòu)建多因素協(xié)同驅(qū)動(dòng)的高邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及其等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn),綜合利用梯層指標(biāo)的主客觀組合賦權(quán)方法,并考慮到評(píng)價(jià)中的模糊性和隨機(jī)性特點(diǎn),引入模糊熵和云理論,建立了適應(yīng)于高邊坡穩(wěn)定性多維評(píng)價(jià)梯級(jí)云模型.最后應(yīng)用于錦屏i級(jí)水電站左岸邊坡的穩(wěn)定性評(píng)價(jià),對(duì)比分析了不同評(píng)價(jià)方法的計(jì)算結(jié)果,從而佐證了文中提出方法的有效性.

該邊坡主要由志留系龍馬溪組泥質(zhì)砂巖和粉砂質(zhì)泥巖與第四系洪坡積碎石土等構(gòu)成，高邊坡為12型，文章某高邊坡的工程地質(zhì)條件進(jìn)行了分析，并結(jié)合穩(wěn)定性計(jì)算方對(duì)其提出了防治措施。

巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的工程地質(zhì)研究——本資料為巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的工程地質(zhì)研究，共51頁。簡介：邊坡變形：指坡體只產(chǎn)生局部的位移和微破裂，巖塊只出現(xiàn)微量的變化，沒有顯著的剪切位移或滾動(dòng)，因而邊坡不至引起整體失穩(wěn)。邊坡破壞：指坡體以一定的速度出現(xiàn)較大的...

在巖質(zhì)邊坡中,大多數(shù)的失穩(wěn)破壞主要受結(jié)構(gòu)面控制,其基本破壞模式可分為3種:平面滑動(dòng)、楔形體滑動(dòng)和傾倒破壞.運(yùn)動(dòng)學(xué)分析在研究受結(jié)構(gòu)面控制的巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性中應(yīng)用較為廣泛,它是一種利用立體投影與矢量代數(shù)理論,在赤平極射投影圖中初步確定邊坡穩(wěn)定性及破壞模式的方法.介紹了利用dips軟件進(jìn)行邊坡運(yùn)動(dòng)學(xué)分析的方法,并以巴基斯坦某水電站廠房后邊坡為例,進(jìn)行分析和探討.

應(yīng)用極限平衡法,對(duì)首鋼水廠鐵礦邊坡的代表性剖面及優(yōu)化方案的各剖面進(jìn)行穩(wěn)定性分析,分別得到了各種情況下各剖面的整體和局部最小安全系數(shù),并得到以下結(jié)論:按照原設(shè)計(jì)境界開采,邊坡最小安全系數(shù)在震動(dòng)情況下小于1.20,低于規(guī)范值,安全儲(chǔ)備不足,邊坡處于不穩(wěn)定狀態(tài),需對(duì)其剖面進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整與優(yōu)化。優(yōu)化調(diào)整后穩(wěn)定性增強(qiáng),邊坡達(dá)到允許安全系數(shù)要求,邊坡安全儲(chǔ)備充足。在此基礎(chǔ)上,應(yīng)用強(qiáng)度折減法進(jìn)行數(shù)值模擬,初始狀態(tài)下塑性區(qū)分布較淺;參數(shù)調(diào)整優(yōu)化之后,塑性區(qū)分布向坡底延伸,邊坡破壞方式可能由局部轉(zhuǎn)變成整體,邊坡可能發(fā)生整體性破壞。計(jì)算結(jié)果顯示,滑動(dòng)面與極限平衡法相近,驗(yàn)證了結(jié)果的合理性。

邊坡穩(wěn)定性問題一直是道路工程中的重點(diǎn)問題,而且邊坡一旦失穩(wěn),造成的損失和傷害不可估量,因此對(duì)它的監(jiān)測與研究工作勢在必行。文中結(jié)合邊坡地質(zhì)條件,詳細(xì)分析了邊坡錨桿拉力的變化,使用多點(diǎn)位移計(jì)對(duì)邊坡的變形進(jìn)行長期的跟蹤監(jiān)測,對(duì)錨桿應(yīng)力計(jì)和多點(diǎn)位移計(jì)的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行總結(jié)和反饋。分析結(jié)果表明:文中c邊坡的錨桿拉力及坡內(nèi)多點(diǎn)位移均趨于穩(wěn)定,說明該邊坡整體上處于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài),提出的錨桿設(shè)計(jì)方法是成功的。在3個(gè)斷面中,錨桿最大拉力為29kn,出現(xiàn)在雨季c2斷面c2c1錨桿；多點(diǎn)位移計(jì)最大位移為18.7mm,出現(xiàn)在雨季c2斷面c2d1孔深5m位置。c2斷面的坡頂位置在雨季最為危險(xiǎn),在雨季存在發(fā)生滑動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn),應(yīng)作為重點(diǎn)監(jiān)測對(duì)象。連續(xù)降雨對(duì)c邊坡的穩(wěn)定性有重要影響。降雨會(huì)增加c邊坡的錨桿拉力和坡內(nèi)位移。隨著雨季結(jié)束,錨桿內(nèi)力和坡內(nèi)位移會(huì)逐漸下降并趨于穩(wěn)定。

以南票某邊坡為研究對(duì)象,采用傳遞系數(shù)法,對(duì)天然狀態(tài)下、暴雨?duì)顟B(tài)下和地震狀態(tài)下的邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行了計(jì)算分析,結(jié)果表明:邊坡在天然狀態(tài)下穩(wěn)定性安全系數(shù)為1.470;在暴雨工況下安全系數(shù)為1.293,在地震工況下,邊坡穩(wěn)定性安全系數(shù)與天然工況下的相差很小,該邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài)。

工程地處于灰?guī)r分布廣泛的貴州地區(qū)，基坑支護(hù)設(shè)計(jì)中常用到放坡開挖的巖質(zhì)邊坡，本文通過對(duì)工程所在地巖質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性分析，能快速確定類似巖質(zhì)邊坡的滑裂面，便于邊坡的支護(hù)設(shè)計(jì)，為類似工程邊坡的設(shè)計(jì)提供一定參考。

分析了地層巖性特征、巖體應(yīng)力分布、水、地形地貌特征、坡形、外部動(dòng)力荷載(如爆破荷載)、工程活動(dòng)、時(shí)間和風(fēng)化的影響等對(duì)層狀巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性的影響,進(jìn)而深入了解層狀巖質(zhì)邊坡巖體穩(wěn)定性和變形失穩(wěn)的破壞機(jī)理,為井巷工程實(shí)踐提供指導(dǎo)。

在邊坡的勘察設(shè)計(jì)中,對(duì)邊坡穩(wěn)定性準(zhǔn)確判斷是至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié),一直以來,邊坡穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)都得到了愈來愈多工程師和科研人員的重視。曾負(fù)責(zé)了《福建省某縣河濱北路員潭至參洋段市政道路(邊坡)工程巖土工程勘察報(bào)告》,在對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行綜合分析,得出以下結(jié)論:巖質(zhì)邊坡和土質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)存在孑然不同的方面,對(duì)于土質(zhì)邊坡的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)應(yīng)采取定量計(jì)算的方法,得出穩(wěn)定性系數(shù)進(jìn)行定量評(píng)價(jià);對(duì)于巖質(zhì)邊坡,主要考慮巖體節(jié)理裂隙的發(fā)育情況,查明各組巖體節(jié)理裂隙的傾向與傾角,與邊坡的走向及傾角進(jìn)行對(duì)比,作出節(jié)理裂隙玫瑰花圖和赤平投影圖,從而定性的對(duì)邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

邊坡穩(wěn)定性分析是一個(gè)涉及多因素、多層次的高度非線性系統(tǒng)。針對(duì)影響邊坡穩(wěn)定性因素的復(fù)雜性和不確定性等問題,通過正交試驗(yàn)法和改進(jìn)pca法相結(jié)合,在保留邊坡原始數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上對(duì)傳統(tǒng)pca法在數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化和處理指標(biāo)因素在變異程度上的局限性進(jìn)行改進(jìn),得出相應(yīng)的邊坡穩(wěn)定性綜合評(píng)價(jià)模型,然后通過蒙特卡羅法對(duì)邊坡穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)。研究結(jié)果表明,改進(jìn)pca法相對(duì)于傳統(tǒng)的pca法具有顯著的降維作用,主要表現(xiàn)為第一主成分方差貢獻(xiàn)率得到明顯提高,能夠更為合理的保存原始數(shù)據(jù)的信息,提取主成分個(gè)數(shù)更少,為后續(xù)計(jì)算綜合評(píng)價(jià)模型減少了工作量；通過邊坡穩(wěn)定性綜合評(píng)價(jià)模型不僅能夠計(jì)算出邊坡在不同水平因素組合下的安全系數(shù),在水晶球軟件的幫助下還可以快速對(duì)其進(jìn)行可靠度分析,具有一定的工程實(shí)用價(jià)值。

利用極限平衡法,對(duì)順層巖質(zhì)邊坡進(jìn)行雙強(qiáng)度系數(shù)折減分析,提出了折減系數(shù)增幅比,根據(jù)增幅比確定抗剪強(qiáng)度折減原則,當(dāng)坡體達(dá)到極限狀態(tài)時(shí)確定其極限折減系數(shù)。分別以坡體的張拉裂縫深度和充水深度為單一變量,對(duì)比分析坡體穩(wěn)定性發(fā)生變化時(shí)內(nèi)摩擦角和黏聚力對(duì)其影響程度,最后根據(jù)雙強(qiáng)度折減分析中極限折減系數(shù)定義坡體權(quán)重安全系數(shù)。研究表明:雙強(qiáng)度折減法能夠考慮內(nèi)摩擦角和黏聚力對(duì)坡體的影響程度,對(duì)順層巖質(zhì)坡體進(jìn)行雙參數(shù)折減分析,最終定義雙參數(shù)折減中內(nèi)摩擦角的折減系數(shù)值為坡體安全系數(shù),該結(jié)果更符合實(shí)際工程,能夠?yàn)橥悊栴}提供參考。

將強(qiáng)度折減技術(shù)與快速拉格朗日元法相結(jié)合,對(duì)某巖質(zhì)高邊坡進(jìn)行了穩(wěn)定性分析評(píng)價(jià).并與極限平衡法分析結(jié)果進(jìn)行了比較.結(jié)果表明,基于強(qiáng)度折減的快速拉格朗日元法不需要假設(shè)滑動(dòng)面形狀位置,確定的最危險(xiǎn)滑移面是一條具有一定寬度的滑移帶,與實(shí)際情況極為吻合,它能合理簡便地確定邊坡的穩(wěn)定性系數(shù),是進(jìn)行巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)的有效方法.

作者分析總結(jié)了當(dāng)前基于gis平臺(tái)的邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)系統(tǒng)的研發(fā)現(xiàn)狀。采用邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)分析模型與gis相結(jié)合的方法,求解邊坡的穩(wěn)定系數(shù)?；诖朔椒?選用arcgis為二次開發(fā)平臺(tái),以oracle為后臺(tái)數(shù)據(jù)庫,開發(fā)試驗(yàn)系統(tǒng)。擬使用成熟的二維和三維邊坡穩(wěn)定性分析模型構(gòu)建系統(tǒng)專業(yè)模塊。初步開發(fā)的系統(tǒng)可以存儲(chǔ)海量的邊坡數(shù)據(jù),可進(jìn)行邊坡三維分析。系統(tǒng)已經(jīng)耦合了二維邊坡分析模型,可進(jìn)行構(gòu)造簡單邊坡的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。系統(tǒng)若要得到廣泛的實(shí)際應(yīng)用,還需要耦合三維邊坡穩(wěn)定性分析模型和更多的二維復(fù)雜邊坡穩(wěn)定性計(jì)算模型。

自適應(yīng)神經(jīng)模糊推理系統(tǒng)將模糊推理的可解釋性和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)的能力結(jié)合起來,克服了邊坡巖體的不確定性問題帶給邊坡穩(wěn)定性分析的巨大困難,同時(shí)針對(duì)模糊推理系統(tǒng)內(nèi)部參數(shù)設(shè)定的合理性問題,建立了基于遺傳算法的自適應(yīng)模糊推理評(píng)判模型。結(jié)果表明,ga-anfis評(píng)判模型結(jié)果與現(xiàn)場監(jiān)測情況吻合,從而使其成為邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)的一種有效方法。

邊坡的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)是一個(gè)復(fù)雜的不確定系統(tǒng)問題。結(jié)合投影尋蹤算法、粒子群優(yōu)化算法和邏輯斯諦曲線函數(shù),建立了邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)的粒子群優(yōu)化投影尋蹤模型(pso-pp)。該模型一方面利用粒子群算法(pso)優(yōu)化投影指標(biāo)函數(shù)及邏輯斯諦曲線函數(shù)參數(shù),確保了模型參數(shù)的準(zhǔn)確性;另一方面利用邏輯斯諦曲線函數(shù)建立投影值與經(jīng)驗(yàn)等級(jí)之間的非線性關(guān)系。模型的測試結(jié)果顯示了良好的精度。將該模型應(yīng)用到雅礱江錦屏一級(jí)水電站左岸邊坡的穩(wěn)定性分析中,實(shí)例分析結(jié)果與實(shí)際狀態(tài)吻合較好,表明該模型在邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)中的可行性和有效性。

通過實(shí)踐提出了一種巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性綜合評(píng)價(jià)方法,分析影響邊坡穩(wěn)定性的九種評(píng)價(jià)因子及其量化方法,并用此方法對(duì)湖北省十堰地區(qū)的局部邊坡進(jìn)行了評(píng)價(jià),結(jié)果表明,本方法綜合性強(qiáng),效果好,且簡便易行,對(duì)工程勘察和邊坡治理有較好的參考價(jià)值

邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)分析概述培訓(xùn)講義——本資料為邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)分析概述培訓(xùn)講義，共31頁，格式為ppt。工程概況：下列建筑邊坡應(yīng)進(jìn)行穩(wěn)定性評(píng)價(jià)：1、選作建筑場地的自然斜坡；2、由于開挖或填筑形成并需要進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算的邊坡；3、施工期出現(xiàn)不利工況的邊坡；...

某鋁廠坐落于\"5.12\"地震震中附近的漩口鎮(zhèn)圣音村岷江右岸,廠區(qū)內(nèi)邊坡因\"5.12\"地震影響發(fā)生多處滑塌破壞或開裂變形,已造成較大的危害。文章以該鋁廠某邊坡為研究對(duì)象,分析了其工程地質(zhì)條件,定性和定量相結(jié)合評(píng)價(jià)了其穩(wěn)定性,并結(jié)合實(shí)際情況提出了合理建議。

巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性受到多種隨機(jī)性因素和不確定性因素綜合作用的影響,是影響邊坡工程安全的重要課題。隨著科學(xué)的發(fā)展和學(xué)者們對(duì)于巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性認(rèn)識(shí)的不斷進(jìn)步,其發(fā)展逐漸由定性向定量方向發(fā)展,表現(xiàn)傳統(tǒng)研究方法逐步完善,新理論新方法不斷出現(xiàn)并得到應(yīng)用。邊坡可靠性評(píng)價(jià)作為一門新學(xué)科,其研究方法手段正處于迅猛發(fā)展階段。本文對(duì)這些方法的發(fā)展做了簡要的總結(jié),并提出了新的發(fā)展方向,為研究者提供參考。