【正文】 ..... 12 隨機(jī)模型方法 .......................................................................................... 12 克里格法 ................................................................................................. 13 數(shù)學(xué)模型反演求解法 ............................................................................... 14 分形理論 ................................................................................................. 14 第五章 邊坡滲流研究的趨勢(shì) ..................................................................................... 14 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................ 16 第一章 邊坡穩(wěn)定性研究的現(xiàn)狀 定性分析方法 該方法從邊坡演化破壞中的主要影響因素、失穩(wěn)力學(xué)機(jī)制以及變形破壞方式等進(jìn)行考慮，以此分析評(píng)價(jià)邊坡穩(wěn)定的狀態(tài)及預(yù)測(cè)邊坡發(fā)展的趨勢(shì)。該方法的優(yōu)點(diǎn)是綜合考慮了影響邊坡穩(wěn)定的各種因素，能快速的對(duì)其穩(wěn)定性做出評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)。常用的方法有工程地質(zhì)類比法、地質(zhì)成因分析法、功能圖解法、 邊坡穩(wěn)定專家系統(tǒng)等。 定量分析方法 定量分析方法可以分為確定性分析方法和不確定性分析方法。 確定性分析方法 將影響邊坡穩(wěn)定的各個(gè)因素都作為確定的量來(lái)分析，往往用其安全系數(shù)來(lái)作為衡量標(biāo)準(zhǔn)，以邊坡所能承受的荷載與所受荷載之比大于某個(gè)值為安全，這是分析邊坡穩(wěn)定性的基本方法，同時(shí)也是判斷邊坡是否穩(wěn)定安全的重要依據(jù)，確定性分析方法主要包括以下幾種： 1) 極限平衡法 極限平衡法是一種古老的方法，該法根據(jù)邊坡巖土體的抗剪強(qiáng)度與作用于巖土體中潛在破壞面上的剪切力之比 ，來(lái)求取邊坡的安全系數(shù)。發(fā)展至今主要有瑞典條分法、畢肖普簡(jiǎn)化法、斯賓塞法等。因其概念清晰，容易被工程人員理解和掌握，并能直接給出反映邊坡穩(wěn)定的安全系數(shù)，一直以來(lái)在工程界被廣泛應(yīng)用。然而極限平衡法在計(jì)算邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)時(shí)也有很多不足之處：第一，計(jì)算安全系數(shù)時(shí)，均要事先假定滑動(dòng)面的位置和形狀，然后計(jì)算滑體沿該滑面發(fā)生滑動(dòng)破壞的安全系數(shù)，不同的滑動(dòng)面 對(duì)于不同的安全系數(shù)，比較這些安全系數(shù)取其最小值，作為該邊坡的穩(wěn)定安全系數(shù)。該方法要經(jīng)過(guò)多次試算，并且最后得出的滑動(dòng)面也并不一定是邊坡實(shí)際發(fā)生滑動(dòng)的滑動(dòng)面；第二，僅滿足 力和力矩的平衡，在滑動(dòng)面上滿足莫爾 庫(kù)倫破壞準(zhǔn)則和應(yīng)力的邊界條件，無(wú)法反映巖土體自身的應(yīng)力 應(yīng)變關(guān)系；第三，難以分析較復(fù)雜的土層，土體填筑、開(kāi)挖等施工活動(dòng)對(duì)邊坡的影響也難以分析；第四，只能分析靜態(tài)條件下邊坡體的穩(wěn)定狀態(tài)，不能夠模擬邊坡失穩(wěn)的整個(gè)動(dòng)態(tài)過(guò)程；第五，分析中沒(méi)有把水作為一種變量考慮其中，因而不能反映水對(duì)邊坡體穩(wěn)定的影響。雖然，極限平衡法存在諸多不足之處，但因其歷史悠久，積累了豐富的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，仍被證明是分析邊坡穩(wěn)定較為可靠的方法。 2) 塑性極限分析法 塑性極限分析法由 Druck 和 Prager 在 1952 年首先提出 ， 其最大優(yōu)點(diǎn)是考慮了材料的應(yīng)力 應(yīng)變關(guān)系 ， 并利用極限狀態(tài)時(shí)自重和外荷載所做的功等于滑裂面阻力所消耗的功為條件 ， 結(jié)合塑性極限分析的上 、 下限定理求得邊坡的極限荷載與安全系數(shù) 。 從本質(zhì)上講 ,塑性極限分析法和極限平衡法一樣 ， 都只是靜態(tài)解 ，只能反映某個(gè)特定時(shí)空下邊坡的穩(wěn)定狀況 ， 不能反應(yīng)邊坡巖土體的應(yīng)力 變形發(fā)展變化規(guī)律 ， 更不能模擬邊坡失穩(wěn)破壞的動(dòng)態(tài)過(guò)程 。 因而 ,也只是作為工程分析的一種方法 。 3) 數(shù)值分析法 該分析方法是通過(guò)某種數(shù)值方法求得滑坡體的應(yīng)力分布 、 變形特征及其變化過(guò)程 ， 通過(guò)求取各點(diǎn)上的局部穩(wěn)定性系數(shù) ， 判斷滑坡的穩(wěn)定性 。 發(fā)展至今主要有以下幾種方法 ： 有限單元法 (FEM)： 該方法未將坡體視為剛體 ， 考慮了邊坡體的非均質(zhì)性 、不連續(xù)性等特征 ， 并綜合考慮了巖土體的應(yīng)力 、 應(yīng)變發(fā)展規(guī)律 ,能夠準(zhǔn)確地以應(yīng)力 、 應(yīng)變?yōu)橐蛩胤治鲞吰伦冃纹茐牡陌l(fā)生機(jī)制 ,對(duì)了解邊坡的應(yīng)力分布 、 變形發(fā)展有很大幫助 。 但有限單元法也有其不足之處 ： 原始數(shù)據(jù)易出錯(cuò) ， 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備工作量大 ， 且不能保證整個(gè)區(qū)域內(nèi)某些物理因素的連續(xù)性 ， 對(duì)解決應(yīng)力集中 、 無(wú)限性等問(wèn)題精度較差 。 離散單元法 (DEM)： 該方法能夠直接反映巖土體應(yīng)力場(chǎng) 、 位移場(chǎng) 、 速度場(chǎng)以 及滲流場(chǎng)等的變化特征 ,同 時(shí)能夠模擬邊坡從穩(wěn)定到變化失穩(wěn)的整個(gè)過(guò)程 。 此外 ，裂隙塊體介質(zhì)的大變形及破壞問(wèn)題的分析也適用于該法 。 其不足之處為 ： 阻尼系數(shù)難以確定 ， 計(jì)算時(shí)步較小 。 邊界單元法 (BEM)： 是在有限單元法之后發(fā)展起來(lái)的一種數(shù)值方法 。 該方法 早在 20 世紀(jì) 70 年代由英國(guó)南安普敦大學(xué)土木工程系開(kāi)始使用 。 該方法只需對(duì)已知區(qū)域的邊界進(jìn)行極限離散化 ， 具有輸入數(shù)據(jù)少 、 計(jì)算精度較高的特點(diǎn) ， 在處理無(wú)限域方面有明顯的優(yōu)勢(shì) 。 其不足之處為 ： 有限元中成熟的求解稀疏對(duì)稱矩陣的方法不能被采用 ， 邊界單元法得到的線性方程組的關(guān)系矩陣是不對(duì)稱矩陣 。 快速拉格朗日分析法 (FLAC)： 一些學(xué)者根據(jù)顯式有限差分原理 ， 提出了 FLAC 數(shù)值分析方法 ， 該法克服了有限元等數(shù)值法不能求解巖土體大變形問(wèn)題的缺陷 。 該方法較有限元方法能更全面地考慮巖土體的不連續(xù)性 、 各向異性及大變形特征 ，且求解速度較快 。 塊體理論 (BT)： 該方法是以構(gòu)造地質(zhì)和簡(jiǎn)單的力學(xué)平衡計(jì)算為基礎(chǔ) ， 利用拓樸學(xué)提出的一種評(píng)價(jià)三維不連續(xù)巖體穩(wěn)定性的方法 。 隨著關(guān)鍵塊體類型的確定 ，塊體理論能夠找出具有潛在危險(xiǎn)的關(guān)鍵塊體的臨空面位置及分布 。 在邊坡穩(wěn)定性分析中數(shù)值方法與傳統(tǒng)的極限平衡法相比雖然具有諸多優(yōu)勢(shì) ，但由于 地質(zhì)條件的復(fù)雜性和認(rèn)識(shí)的局限性 ， 建立的地質(zhì)模型和采用的巖土體本構(gòu)關(guān)系往往與實(shí)際情況存在著一定的差異 ， 且計(jì)算參數(shù)的選取也可能是以某種簡(jiǎn)化為基礎(chǔ)的 ， 因而與實(shí)際情況會(huì)有誤差 ， 從而影響了計(jì)算結(jié)果的精度 。 非確定性分析方法 該方法的評(píng)價(jià)依據(jù)是工程地質(zhì)類比法 、 對(duì)滑坡靜態(tài)規(guī)律的認(rèn)識(shí)以及科學(xué)預(yù) 測(cè)的一般原理 。 類比法是建立在邏輯推理之上的 ， 但由于推理的依據(jù)不足 ， 其 結(jié)論往往具有不可靠性 。 非確定性分析方法是根據(jù)滑坡預(yù)測(cè)理論的廣義系統(tǒng)科 學(xué)原理 ， 在類比法的基礎(chǔ)上應(yīng)運(yùn)而生的一類研究方法 。 隨著概率論 、 數(shù)理統(tǒng)計(jì) 、 模糊數(shù)學(xué) 、 信息理論等方法應(yīng)用于滑坡預(yù)測(cè) ， 目前己形成了多種預(yù)測(cè)模型 。 其 預(yù)測(cè)成果可相互對(duì)比 、 檢驗(yàn) ， 從而可使預(yù)測(cè)成果更加