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摘要：土体或岩体边坡稳定性问题是道路工程、建筑工程、水电工程及其它岩土工程中一个重要的研究课题。本文介绍了几种边坡稳定性分析理论与方法，以便于在实践中根据不同的工程地质条件选择合适的边坡稳定性计算方法， 最大程度地减小边坡失稳的可能性。
关键词：边坡稳定；定性分析方法；定量分析方法
Abstract：The problem of soil or rock slope stability is an important research topic in the road works, construction engineering, hydropower engineering and geotechnical engineering. This article describes several slope stability analysis theory and methods, in order to practice according to the different engineering geological conditions to select the appropriate calculation of slope stability, to minimize the likelihood of slope failure.
Key words: slope stability; qualitative analysis; quantitative analysis methods
中图分类号：U213.1+3文献标识码：A 文章编号：
0．前言
近年来，高等级公路和大型水电站等工程的快速发展，不可避免地对边坡地形地貌产生破坏，使边坡稳定性受到影响，有的甚至导致滑坡，从而给工程安全性带来了严重影响，制约了工程进度，增加了工程投资。因此，研究边坡的稳定性，对如何预防滑坡的发生，具有重要的现实意义。
1．边坡稳定性的内涵
边坡是人工边坡和自然岸(斜)坡的统称。按照成因分为天然边坡和人工边坡。按照稳定程度，分为稳定边坡、不稳定边坡以及极限平衡状态边坡。影响边坡稳定的因素有：地层岩性、地质构造、地形地貌、水文地质条件、降雨以及爆破、开挖等人为因素。不稳定的天然斜坡和设计坡角过大的人工边坡，在岩土体重力、水压力及振动力等外力作用下，常发生滑动或崩塌破坏。
边坡稳定性分析是判断边坡是否失稳、是否需要加固及采取何种防护措施的主要依据。因此它是边坡工程中最基本的问题，也是边坡工程设计与施工中最难且迫切需要解决的问题之一。
2．边坡稳定性的研究方法
边坡稳定性分析一直是岩土工程中的重要研究内容，边坡稳定性的研究方法大体分为定性分析方法和定量分析方法。
2.1定性分析法
该法是基于通过地质勘察资料研究边坡稳定性的影响因素，分析边坡体的成因、演变史等，从而获得可能失稳破坏方式与力学机理，是工程实践中大多采用的方法。
2.2定量分析法
该法是采用土力学、岩体力学及理论力学的理论与方法，基于经典的数学物理方程与计算机技术求解稳定安全系数、计算滑坡结构体内的应力应变关系分析边坡稳定性。
极限平衡分析法
确定性分析方法
定量分析法数值分析方法
灰色系统评价法
不确定性分析方法可靠度分析方法
模糊综合评价法
2.2.1 极限平衡法
极限平衡法是经典的确定性分析方法，在工程界应用最为广泛。其实质是将滑动趋势范围内的边坡土体按某种规则划分为小块体，通过块体的平衡条件来建立整个边坡的平衡方程，并以此为基础进行边坡稳定分析。常用的方法有：瑞典条分法、Bishop条分法、Sarma法、斯宾塞法、摩根斯坦—普賴斯法、传递系数法。用极限平衡理论分析边坡稳定性，其关键问题是确定最危险滑动面及其对应的最小安全系数。在确定最危险滑动面圆心时，经常使用二分法和坐标轮换法，由于方法本身的局限性易陷入局部最小值。
2.2.2 数值分析方法
表2中列出了五种数值分析方法。
表2 边坡稳定性数值分析法
2.2.3灰色系统评价法
灰色系统理论认为,若在决定事物的因素中既有己知的,又有未知或者不确定的,该系统则被称为灰色系统。把系统中的一切信息量看作灰色量,采用特殊方法建立数学模型。利用灰色关联度分析原理确定边坡稳定性各影响因素的影响程度,进而利用多因素叠加综合分析评估边坡的稳定性。
灰色系统评价法是将边坡视为一个灰色系统，根据影响边坡稳定性的不确定性因素之间发展状态的相似或相异程序，来衡量各个因素间的关联程序，确定它们对边坡稳定性影响的主次关系，从而对边坡的稳定进行分析。
2.2.4可靠度分析方法
可靠度方法是边坡稳定分析中应用最广的不确定性方法。它充分考虑了影响安全系数的各个要素和变异性，通过对边坡系统的实地调查了解了各种因素不确定性的情况，利用概率分析方法和可靠尺度描述边坡工程系统的质量。与传统确定性理论相较,可靠性分析能更好地反映边坡工程的实际状态,正确合理地解释许多用确定性理论无法解释的工程问题,但是该方法尚处于研究探索阶段, 有待进一步发展完善。
2.2.5模糊综合评价法
模糊综合评价法将模糊理论应用于边坡稳定性分析中，用隶属函数代替确定性分析法中非此即彼的量，对那些边界不清的过渡问题进行描述，应用模糊模式识别和模糊聚类分析方法对影响边坡稳定的因素进行分析，最后用综合评价理论对边坡稳定性进行总的评价。实践证明,模糊分级评判方法用于分析多变量、多因素影响的边坡稳定性，行之有效。其优点是能通过得到的边坡稳定性等级分类指标判断出边坡的稳定性情况，缺点是在实际操作过程中, 但其各个因素的权重分配多由经验确定，主观判断性较大。
3.结论
由于岩体本身相当复杂，影响边坡稳定性的因素很多，边坡的稳定性分析还有很多工作要做。文中介绍的几种方法均局限性，因此，在进行边坡稳定性分析时，应综合应用各种分析方法，结合已有的工程经验进行定量和定性分析，只有将科学方法与工程经验相结合，才能更好地改进、完善上述方法，使之服务于工程实践。
参考文献
[1]黄昌乾,丁恩保.边坡工程常用稳定性分析方法[J].水电站设计,1999,15(1):53-58.
[2]孙玉科,牟会宠,姚宝魁.边坡岩石稳定性分析[M].科学出版,1998:50-59.
[3]潘明杰.高边坡加固综述[J].水利科技与经济，2007,13(1):65-66
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：边坡稳定；定性分析方法；定量分析方法
Abstract：The problem of soil or rock slope stability is an important research topic in the road works, construction engineering, hydropower engineering and geotechnical engineering. This article describes several slope stability analysis theory and methods, in order to practice according to the different engineering geological conditions to select the appropriate calculation of slope stability, to minimize the likelihood of slope failure.
Key words: slope stability; qualitative analysis; quantitative analysis methods
中图分类号：U213.1+3文献标识码：A 文章编号：
0．前言
近年来，高等级公路和大型水电站等工程的快速发展，不可避免地对边坡地形地貌产生破坏，使边坡稳定性受到影响，有的甚至导致滑坡，从而给工程安全性带来了严重影响，制约了工程进度，增加了工程投资。因此，研究边坡的稳定性，对如何预防滑坡的发生，具有重要的现实意义。
1．边坡稳定性的内涵
边坡是人工边坡和自然岸(斜)坡的统称。按照成因分为天然边坡和人工边坡。按照稳定程度，分为稳定边坡、不稳定边坡以及极限平衡状态边坡。影响边坡稳定的因素有：地层岩性、地质构造、地形地貌、水文地质条件、降雨以及爆破、开挖等人为因素。不稳定的天然斜坡和设计坡角过大的人工边坡，在岩土体重力、水压力及振动力等外力作用下，常发生滑动或崩塌破坏。
边坡稳定性分析是判断边坡是否失稳、是否需要加固及采取何种防护措施的主要依据。因此它是边坡工程中最基本的问题，也是边坡工程设计与施工中最难且迫切需要解决的问题之一。
2．边坡稳定性的研究方法
边坡稳定性分析一直是岩土工程中的重要研究内容，边坡稳定性的研究方法大体分为定性分析方法和定量分析方法。
2.1定性分析法
该法是基于通过地质勘察资料研究边坡稳定性的影响因素，分析边坡体的成因、演变史等，从而获得可能失稳破坏方式与力学机理，是工程实践中大多采用的方法。
2.2定量分析法
该法是采用土力学、岩体力学及理论力学的理论与方法，基于经典的数学物理方程与计算机技术求解稳定安全系数、计算滑坡结构体内的应力应变关系分析边坡稳定性。
极限平衡分析法
确定性分析方法
定量分析法数值分析方法
灰色系统评价法
不确定性分析方法可靠度分析方法
模糊综合评价法
2.2.1 极限平衡法
极限平衡法是经典的确定性分析方法，在工程界应用最为广泛。其实质是将滑动趋势范围内的边坡土体按某种规则划分为小块体，通过块体的平衡条件来建立整个边坡的平衡方程，并以此为基础进行边坡稳定分析。常用的方法有：瑞典条分法、Bishop条分法、Sarma法、斯宾塞法、摩根斯坦—普賴斯法、传递系数法。用极限平衡理论分析边坡稳定性，其关键问题是确定最危险滑动面及其对应的最小安全系数。在确定最危险滑动面圆心时，经常使用二分法和坐标轮换法，由于方法本身的局限性易陷入局部最小值。
2.2.2 数值分析方法
表2中列出了五种数值分析方法。
表2 边坡稳定性数值分析法
2.2.3灰色系统评价法
灰色系统理论认为,若在决定事物的因素中既有己知的,又有未知或者不确定的,该系统则被称为灰色系统。把系统中的一切信息量看作灰色量,采用特殊方法建立数学模型。利用灰色关联度分析原理确定边坡稳定性各影响因素的影响程度,进而利用多因素叠加综合分析评估边坡的稳定性。
灰色系统评价法是将边坡视为一个灰色系统，根据影响边坡稳定性的不确定性因素之间发展状态的相似或相异程序，来衡量各个因素间的关联程序，确定它们对边坡稳定性影响的主次关系，从而对边坡的稳定进行分析。
2.2.4可靠度分析方法
可靠度方法是边坡稳定分析中应用最广的不确定性方法。它充分考虑了影响安全系数的各个要素和变异性，通过对边坡系统的实地调查了解了各种因素不确定性的情况，利用概率分析方法和可靠尺度描述边坡工程系统的质量。与传统确定性理论相较,可靠性分析能更好地反映边坡工程的实际状态,正确合理地解释许多用确定性理论无法解释的工程问题,但是该方法尚处于研究探索阶段, 有待进一步发展完善。
2.2.5模糊综合评价法
模糊综合评价法将模糊理论应用于边坡稳定性分析中，用隶属函数代替确定性分析法中非此即彼的量，对那些边界不清的过渡问题进行描述，应用模糊模式识别和模糊聚类分析方法对影响边坡稳定的因素进行分析，最后用综合评价理论对边坡稳定性进行总的评价。实践证明,模糊分级评判方法用于分析多变量、多因素影响的边坡稳定性，行之有效。其优点是能通过得到的边坡稳定性等级分类指标判断出边坡的稳定性情况，缺点是在实际操作过程中, 但其各个因素的权重分配多由经验确定，主观判断性较大。
3.结论
由于岩体本身相当复杂，影响边坡稳定性的因素很多，边坡的稳定性分析还有很多工作要做。文中介绍的几种方法均局限性，因此，在进行边坡稳定性分析时，应综合应用各种分析方法，结合已有的工程经验进行定量和定性分析，只有将科学方法与工程经验相结合，才能更好地改进、完善上述方法，使之服务于工程实践。
参考文献
[1]黄昌乾,丁恩保.边坡工程常用稳定性分析方法[J].水电站设计,1999,15(1):53-58.
[2]孙玉科,牟会宠,姚宝魁.边坡岩石稳定性分析[M].科学出版,1998:50-59.
[3]潘明杰.高边坡加固综述[J].水利科技与经济，2007,13(1):65-66
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。