【文章內(nèi)容簡介】 合理 、 科學(xué) 。 當(dāng)前應(yīng)用較多的非確定性定量分析方法主要有 ： 經(jīng)驗方法 ， 數(shù)理統(tǒng)計方法 ， 信息模型法 ， 模糊數(shù)學(xué)評判法 ， 灰色系統(tǒng)方法 ， 模式識別方法 ， 非線性模型預(yù) 測法 ， 人工智能法等 。 總之 ， 邊坡穩(wěn)定性分析是個復(fù)雜的課題 ， 在進行邊坡穩(wěn)定性分析時 ， 應(yīng)綜合運用多種分析方法 ， 結(jié)合己有的工程經(jīng)驗進行定量的和定性的分析 ， 只有將科學(xué)方法與工程經(jīng)驗相結(jié)合 、 才能更好的改進和完善各種分析方法 ， 使之更好地服務(wù)于工程實踐 。 第二章 滲流研究的現(xiàn)狀 地下水在巖土空隙間的運動非常復(fù)雜 ， 研究起來非常困難 ， 為了方便研究 ， 人們就用一種假想水流來代替在巖石空隙運動的真實水流 ， 這種假想水流具有 以下性質(zhì) ：（ 1） 通過任一斷面的流量與真實水流相等 ；（ 2） 在某一斷面的水頭 和壓力與真實水流一樣 。 這一假想水流就稱滲流 。 縱觀國內(nèi)外的研究成果可以 發(fā)現(xiàn) ， 滲流研究大致經(jīng)歷了以下三個階段 ： 以實驗研究為主的初級階段 1856 年 ， 法國工程師達西 (HerriDarcy)通過實驗提出了表示地下水運動的Darcy 定律 ， 開創(chuàng)了滲流研究的先河 。 1863 年 以 Darcy 定律為基礎(chǔ)研究了一維穩(wěn)定流動和向水井的二維穩(wěn)定流動 ， 以后 等研究了更復(fù)雜的滲流問題 ， 從而奠定了地下水穩(wěn)定流理論的基礎(chǔ) 。 此后數(shù)十年 ,滲流理論一直沿著這條主線發(fā)展 ， 但這種理論不包括時間這個變量 ， 不能反映發(fā)展變化的地下水實際運動狀態(tài) ， 具有一定的局限性 。 以解析法為主要研究手段的發(fā)展階段 隨著地下水開采量的越來越大 ， 人們發(fā)現(xiàn)地下水的運動狀態(tài)表現(xiàn)出明顯的隨時間變化的特征 ， (1928)研究了地下水運動的不穩(wěn)定性和承壓含 水層貯水性質(zhì) ， (1935)在此基礎(chǔ)上提出了地下水流向承壓水井的非穩(wěn)定流公式 。 Theis 公式的出現(xiàn)開創(chuàng)了現(xiàn)代地下水運動理論的新紀(jì)元 ， 在 Theis 公式出現(xiàn)后的數(shù)十年內(nèi) ， 解非穩(wěn)定流的解析法得到了很大發(fā)展 ， Buoltnon (1954)，(1967)， (1972)等進行了不同條件下地下水非穩(wěn)定滲流的理論研究 ， 并各自推導(dǎo)出各種條件下地下水非穩(wěn)定滲流運動的解析公式 ， 這些求解非穩(wěn)定滲流的解析法不僅是對 TheiS 公式的推廣 ， 而且建立了越流理論和潛水含水層中非穩(wěn)定滲流理論 。 以數(shù)值模擬為主的高級階段 在二十世紀(jì)五十年代至六十年代前期 ， 以電網(wǎng)絡(luò)模擬為代表的模擬技術(shù)發(fā) 展起來 ， 成為解決大范圍含水層系統(tǒng)的有力工具 ， 但隨著電子計算技術(shù)的進步 ， 數(shù)值模擬逐漸取代電網(wǎng)絡(luò)模擬成為主要的模擬手段 ， 與電網(wǎng)絡(luò)模擬相比 ， 數(shù)值 模擬不僅易于處理電網(wǎng)絡(luò)模擬不易處理的潛水流問題和無法處理的溶質(zhì)運移問 題 ， 而且其本身就具有很大的通用性 。 數(shù)值方法發(fā)展到今天 ， 其常用的方法有 有限元法 、 邊界元法 、 有限差分法等等 。 第三章 滲流作用下 邊坡穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀 目前國內(nèi)外針對考慮滲流作用下的邊坡穩(wěn)定性分析作了大量的研究工作 。 趙尚毅 ,鄭穎人 （ 20xx） 采用有限元強度折減法進行了邊 (滑 )坡的穩(wěn)定性分析 ，但計算中忽略了地下水滲流作用的影響 ； 豐定祥 (1990)提出在考慮滲流影響作用下的邊坡穩(wěn)定性分析中 ， 一般應(yīng)采用基于滲流力合力作用效果的 “ 替代容重法 ”。之后考慮滲流作用的邊坡應(yīng)力 變形關(guān)系的有限元數(shù)值模擬技術(shù)發(fā)展起來 ， 并出現(xiàn)了一些新方法 ， 如張孟喜 (1991)提出了有限元追蹤法 、 邵龍?zhí)?(1997)提出了水流邊坡穩(wěn)定法 、 毛趙熙 (20xx)提出了圓弧有限元法等 ； 童富果 (20xx)提出在一定的滲流場下 ,可以將滲流場產(chǎn)生的滲透力作為荷載 ， 分析 坡體的應(yīng)力場 ， 進而評價坡體穩(wěn)定性 ； 田杰 (20xx)認(rèn)為由于坡體應(yīng)力場的存在和改變導(dǎo)致多孔介質(zhì)的孔隙率發(fā)生改變 ， 從而導(dǎo)致其滲透系數(shù)變化 ， 進而對滲流場產(chǎn)生影響 ， 而滲流場產(chǎn)生的滲透壓力又直接影響了應(yīng)力場 ， 因此基于比奧固結(jié)理論分析了滲流場 應(yīng)力場的 耦合 作用 。 國外在滲流對邊坡穩(wěn)定性的研究也產(chǎn)生了一些成果 。 (1999)研究了浸潤面與庫水位作用下的邊坡穩(wěn)定性 ， 采用自編程序 ， 應(yīng)用有限元強度折減 ,通過算例計算得到的邊坡安全系數(shù)與傳統(tǒng)方法計算得到的安全系數(shù)基本一致 ， 但未能顯示滑裂一面 。 Sammoril(1991)等人對滲流方程采用 Richard 方程 ， 提出了穩(wěn)定性分析采用的簡化 Bishop 法 。 第四章 滲流的計算 求解邊坡的滲流場 ， 必須選擇合適的滲流模型 、 滲流參數(shù)、邊界條件及相應(yīng)的計算方法 。 邊坡的滲流呈非線形的特征 。 基于滲透理論 ， 綜合考慮各種因素的影響 ， 國內(nèi)外學(xué)者在滲流的計算模型、滲透系數(shù)、滲流數(shù)值模擬和力學(xué)、變形與滲流等方面的研究取得了大量的研究成果 ， 可概括為滲流模型、滲流計算、應(yīng)力場和滲流場耦合作用、滲流自由面以及滲透系數(shù)分析等 5 個方面 。 滲流模型 求解滲流場 ， 首要確定滲流過程的控制方程 ， 建立合理的地下水滲流模型 ，其可分為物理模型和數(shù)學(xué)模型兩類 。 物理模型 1） 巖質(zhì)邊坡滲流物理模型 巖質(zhì)邊坡滲流模型有兩種趨勢 ： 一是認(rèn)為裂隙巖體為一種具有連續(xù)介質(zhì)性質(zhì)的物質(zhì) ； 二是忽略巖塊的孔隙系統(tǒng) ， 把巖體看成單純的按幾何規(guī)律分布的裂隙介質(zhì) 。 滲流模型有等效非連續(xù)介質(zhì)模型、等效連續(xù)介質(zhì)模型和孔隙 裂隙雙重連續(xù)介質(zhì)模型三類 。 等效非連續(xù)介質(zhì)模型亦稱離散模型 ， 忽略了巖塊的孔隙系統(tǒng) ， 把巖體視為簡單的裂隙介質(zhì) ， 用裂隙水力參數(shù)或幾何參數(shù)來表征裂隙巖體內(nèi)滲透空間結(jié)構(gòu)的具體布局 。 這些水力參數(shù)由現(xiàn)場水文地質(zhì)試驗提供 ， 幾何參數(shù)現(xiàn)場確定 。 該模型可分為 Montecarlo模型、裂隙水力學(xué)模型和典型裂隙面模型 。 離散模型是應(yīng)用最廣的一種模型 ， 但難于用于進行復(fù)雜的三維滲流分析 。 連續(xù)介質(zhì)模型認(rèn)為巖石孔隙介質(zhì)和裂隙網(wǎng)絡(luò)均勻分布于整個研究域內(nèi) ， 裂隙巖體表現(xiàn)出與多孔連續(xù)介質(zhì)相似的滲透特性 ， 水頭隨空間點連續(xù)分布 ， 滲流場的求解以滲透張量為基礎(chǔ) 。 該模型在進行分析域的宏觀滲流分析中具有很好的優(yōu)越性 ， 一般當(dāng)裂隙巖體中巖塊尺寸為工程結(jié)構(gòu)物尺寸的 1/ 20~ 1/ 50時可視裂隙巖體為連續(xù)介質(zhì) ， 但理論上有待進一步研究 。 雙重介質(zhì)模型的基本假定是裂隙 巖體中孔隙、裂隙分布均勻 ， 即在微元體中 ，孔隙與裂隙體積之比保持不變 ， 認(rèn)為裂隙巖體由孔隙性差而導(dǎo)水性強的裂隙系統(tǒng)和孔隙性好而導(dǎo)水性差的巖塊孔隙系統(tǒng)共同構(gòu)成的連續(xù)介質(zhì) 。 該模型對裂隙和孔隙系統(tǒng)作了許多特殊的簡化假定 ， 其客觀性大大降低 ， 尚未達到實際應(yīng)用的程度 。 黎水泉提出了一種考慮介質(zhì)參數(shù)隨壓力變化的雙重裂隙介質(zhì)非線性滲流模型 ； 王恩志在忽略巖塊滲透性的前提下 。 建立了由管狀線單元、縫狀面單元和帶狀體單元組合而成的三維裂隙網(wǎng)絡(luò)滲流數(shù)值模型 。 2） 土質(zhì)邊坡滲流物理模型 考慮土體性質(zhì)的差異可分為砂性土邊坡、粘性土邊坡、土石混合 邊坡、軟土邊坡及黃土邊坡 。 滲流計算中一般都將土體看成是多孔介質(zhì)進行分析 。 數(shù)學(xué)模型 將特定邊坡滲流的基本方程式和定解條件結(jié)