几种常用的滑坡稳定性评价方法的对比分析研究

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滑坡稳定分析是土力学中的一个经典的领域,是岩土工程中一个重要课题。目前,进行滑坡稳定性分析的方法有很多种。其中,滑坡稳定性定量计算研究,到目前为止,己提出了几十种方法,这些方法大致可分为两类:极限平衡法、数值分析法。在目前的工程实际应用中,多以极限平衡条分法为主要分析方法,它也是一种工程上使用最多、最成熟的定量分析方法。该法以Mohr-Coulmb强度理论为基础,通过分析土体在破坏那一刻的静力平衡来求得问题的解。其主要原因是:首先,它引入了一些简化假定,从而使问题变得静定可解,概念清晰,使分析计算工作大为简化,很容易被工程人员理解和掌握;其次,它可以给出反映边坡稳定的安全系数值,能直观的评价边坡的稳定安全度。然而,由于对土体应力状态条件的忽视和条分法本身的缺陷,使方法的严密性受到了损害,但对稳定性计算结果的精度影响并不大,由此带来的好处是这也是迄今国内外对滑坡稳定问题的分析仍广泛采用极限平衡法的原因所在。 随着研究的深入,滑坡稳定性的研究又出现了一些新的思路,比如采用多种方法结合,进行结果分析对比、进行综合分析,已成为当今边坡稳定性分析的研究趋势。 各种方法在求解中所作的假设不同,导致了计算结果间存在着差异。若方法选择不当,计算结果将与实际存在误差,最终影响了滑坡稳定性的评价。因此,掌握每一种方法的特征,了解其具体的适用条件和计算结果间的相互关系,对正确分析滑坡稳定性具有十分重要的意义。 本文经过广泛的调查研究,在大量的国内外相关文献资料的基础上,对滑坡稳定性的影响因素、分析方法和计算理论进行了深入探讨。然后针对常用的滑坡稳定性分析方法——刚体极限平衡法中的Fellneius法、Bishop法、Janbu法和传递系数法进行了理论上的剖析和比较,总结了四种方法各自的优点和不足,同时还详细的分析了传递系数法的三种不同类型的方法的差异。并以下土地岭滑坡为计算实例,对刚体极限平衡法中的Fellenius、简化Bishop法、Janbu法和传递系数法在分析圆弧形滑动面和折线形滑动面的滑体稳定性中存在的差异进行了讨论和比较,并对综合分析的思路进行了新的探索。具体研究工作如下: 1.阐述了国内外滑坡稳定性评价方法的研究现状,详述了影响滑坡稳定性的因素,为滑坡稳定性分析方法的研究工作打下基础。 2.将文章主要的研究对象极限平衡法中的——Fellenius、简化Bishop法、Janbu法和传递系数法的计算表达式作了详细的阐述,并给出了具体的推导过程,以期可以揭示这四种方法的具体特征和内在联系,并可以从理论上对各种方法的差异有一个深刻的认识。 3.从理论分析四种方法的差异和共同点入手,结合下土地岭滑坡工程实例,对各种方法计算滑坡稳定性进行了分析,分析表明: (1)一般情况下,对于圆弧滑动面的滑体,Bishop法计算的结果要比Fellenius条分法大;采用Janbu法和传递系数法分析的结果与实际偏差不大,可以用于圆弧滑动面滑体的稳定性分析。 (2)传递系数法的几种不同类型的计算方法,其中超载法在计算稳定系数时中会导致很大的误差,强度储备法虽然在计算稳定系数上和改进方法一致,但是其计算的剩余下滑力偏小,不适合防治工程设计的需求。 (3)Janbu法虽然存在着收敛困难的问题,但是它考虑了全部平衡条件,其计算结果比较准确。
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