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摘要：岩石边坡的稳定性主要受岩性、地质构造特征，结构面和路线的关系，裂隙发育程度风化作用及水的作用等因素影响。对岩石边坡的稳定性分析方法较多，本文对各种分析方法进行了评述，并对其优缺点进行了一定的分析。
关键词： 边坡稳定性岩性地质构造分析方法
中图分类号：U448文献标识码： A
1影响岩石边坡坡度各因素的分析
岩石边坡是一种多因素相互影响、共同作用的产物。对大量边坡的分析、研究结果表明，影响岩石边坡坡度的各因素中，按其重要性依次是岩体块度、岩石回弹值、结构面长度、结构面等。产状和地下水的影响因难以直接与坡度关联或难以量化而未排序。研究表明，边坡的稳定是由它的物质特征和岩体结构特征所控制的。在影响边坡稳定的各因素中，岩石回弹值反映岩块的强度，岩体的块度反映岩体的破碎程度，它们的综合特征反映了岩体的力学性质和强度特征。根据边坡应力分析结果，岩体的强度将决定坡度的陡缓。地下水的作用之一是将会降低边坡物质的力学强度，因此，也直接影响边坡坡度。
岩体结构面的特征反映边坡岩体的切割特征。如果被结构面切割出的块体在边坡面出露，在某种外界因素（重力、水流、地震、工程荷载、人类活动等）的作用下，这些块体就可从边坡上滑落下来，造成边坡的局部破坏。如果结构面贯通边坡，造成大规模的块体移动，边坡可能产生整体破坏。岩体结构面的特征虽然影响边坡的破坏，但随边坡空间位置的改变，它们的影响也随之变化，因此岩体结构面的特征与边坡坡度是间接的关系。
综上所述，岩石回弹值、岩体块度和地下水代表岩体的物质特征，直接决定边坡坡度；岩体结构面特征影响边坡的稳定性，这种影响随坡面产状的变化而变化。这些因素量化后可作为岩石边坡坡度的确定和稳定性分析的定量参数。
2边坡稳定性分析方法综述
边坡稳定性研究由来己久，早期的边坡研究是仅以土体为研究对象的，其方法的显著特點是采用材料力学和简单的均质弹性、弹塑性理论为基础的半经验半理论性质的研究方法，并把此方法用于岩质边坡的稳定性研究，但是由于其力学机理的粗浅或假设的不合理，其计算结果与实际情况差别较大。后来，人们在对边坡稳定的研究中逐渐认识到了这一点不足，以弹塑性理论为基础和改进的极限平衡法应用为主的多种方法应运而生，从而促进了边坡稳定性研究向前迈进了一大步。随后又出现了有限元法等多种数值方法在边坡中开始应用，边坡稳定性分析方法不断走向成熟和完善。边坡稳定性分析方法很多，总的来说大致可以分为两大类:定性分析方法和定量分析方法。
2．1定性分析方法
定性分析方法主要是通过工程地质勘察，对影响边坡稳定性的主要因素、可能的变形破坏方式及失稳的力学机制等的分析，对已变形地质体的成因及其化史进行分析，从而给出被评价边坡稳定性状况及其可能发展趋势的定性说明解释。其优点是能综合考虑影响边坡稳定性的多种因素，快速地对边坡的稳定况及其发展趋势作出评价。定性分析方法主要包括:自然(成因)历史分析法、解法、边坡稳定性分析数据库和专家系统等。
自然(成因)历史分析法
自然(成因)历史分析法主要根据边坡发育的地质环境、边坡发育历史中的种变形破坏迹象及其基本规律和稳定性影响因素等的分析，追溯边坡演变的全程，对边坡稳定性的总体状况、趋势和区域性特征作出评价和预测，对己发生坡的边坡，判断其能否复活或转化。它主要用于天然斜坡的稳定性评价。
图解法
图解法可以分为诺模图法和投影图法。诺模图法是用诺模图来表征与滑坡关参数间的关系并由此求出边坡稳定安全系数，主要用于土质或全强风化的具弧形破坏面的边坡稳定性分析。投影图法就是用赤平极射投影的原理来评价坡的稳定性，并为力学计算提供信息。常用的有赤平极射投影图法、实体比例影图法、MarklandJJ投影图法等，主要用于岩质边坡岩体的稳定性分析。
边坡工程数据库
边坡工程数据库是收集已有的多个自然斜坡、人工边坡实例的计算机软件。建立边坡工程数据库的目的主要是进行工程类比、信息交流。斯坎克(Schank)在1982年提出了范例推理方法，1983年科勒登(Kofodner)开始在计算机上实现。范例推理就是由目标范例的提示而获得记忆中的源范例，并且由源范例来指导目标范例求解的一种策略。刘沐宇等提出了基于模糊相似优先的边坡稳定性评价范例推理方法。在边坡工程数据库的基础上又发展出了工程类比法和专家系统。
2．2定量分析方法
定量分析方法分为确定性分析方法和不确定性分析方法，其中确定性分析方法主要包括极限平衡分析法和数值分析方法；不确定性分析方法主要包括灰色系统评价法、可靠度分析方法、模糊综合评价法等。
确定性分析方法
确定性分析方法是将影响边坡稳定的各种因素都作为确定的量来考虑。通常以计算安全系数为基础的，边坡所能承受的荷载与所受外力之比为安全系数。
极限平衡理论的主要思想是将有滑动趋势范围内的边坡岩体按某种规则划分为一个个小块体，通过块体的平衡条件建立整个边坡平衡方程来分析边坡的稳定性。极限平衡法主要包括:条分法(Fellenius法、Bishop法、Janbu法、Moenstem&priee法、spenee法)，滑楔法、不平衡推力法、sanna法等。
不确定性分析方法
不确定性分析方法在边坡稳定分析中应用最早大约出现在20世纪70年代初。一方面是由于一些新理论和方法如可靠度、人工智能等的出现；另一方面是由于在边坡工程设计和分析中涉及有大量不确定因素越来越被人们认识到。目前，不确定性分析方法主要包括灰色系统评价法、可靠度分析方法、模糊综合评价法等。
1）灰色系统评价法
灰色系统理论认为，在决定事物的诸因素中若既有己知的，又有未知的或不确定的，它们所在系统则称为灰色系统。把系统中的一切信息量看作灰色量，采用特有的方法建立描述灰色量的数学模型。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分析评估边坡的稳定性。陈新民，罗国煌提出了一种基于经验的边坡稳定性灰色系统分析方法，该方法所得的结果与边坡实际状态相一致，并且，该方法直观、简单、可操作性强。
2）可靠度分析方法
边坡工程可靠度分析是把边坡岩体性质、荷载、地下水、破坏模式、计算模型等作为不确定量，借鉴结构工程可靠性理论方法，结合边坡工程的具体情况，用可靠指标或破坏概率来评价边坡安全度。目前工程结构可靠度常用的计算方法有一次一阶矩法(FOSM)、改进的一次一阶矩法(即验算点法)、JC法、帕罗黑莫法(Paloheimo)、蒙特卡罗法 (MonteCarlo)等。祝玉学等对边坡随机分析进行了系统研究，为边坡可靠性分析作了大量基础工作。黄志全等，严春风等对岩体力学参数和强度参数的可靠性问题进行了研究。正确合理地解释许多用确定性理论无法解释的工程问题，但是该方法还处于研究和探索阶段，还有待进一步发展完善。
3）模糊综合评价法
模糊综合评价是应用模糊变换原理和最大隶属度原则，综合考虑被评事物或其属性的相关因素，进而进行等级或类别评价。实践证明，模糊分级评判方法为多变量、多因素影响的边坡稳定性分析提供了一种行之有效的手段。其优点是能得到边坡稳定性等级分类指标，据此判断出边坡的稳定性情况；缺点是在实际操作过程中，评判中权数的分配带有一定的经验性和主观性，并且并没有考虑到各个影响要素。
3．结论
边坡的稳定涉及到岩土性质与结构、边坡高度、工程质量与经济等多种因素。岩石边坡的稳定性，很大程度上取决于岩石产状与结构，边坡失稳岩体的滑动面主要是地质构造上的软弱面。边坡稳定分析应首先进行定性分析，确定失稳岩体的范围和软弱面，然后进行定量力学计算。地质与水文条件复杂、高填深挖或特殊需要的路基，应进行边坡稳定性分析计算，据此选定合理的边坡坡度及相应的工程技术措施。
参考文献:
1．邓学钧《路基路面工程》人民交通出版社
2．窦明健， 陈洪凯《公路工程地质》人民交通出版社
作者简介:
刘庚（1981—），男，汉族，天津人，工程师，从事道路桥梁工程建设管理工作。
关键词： 边坡稳定性岩性地质构造分析方法
中图分类号：U448文献标识码： A
1影响岩石边坡坡度各因素的分析
岩石边坡是一种多因素相互影响、共同作用的产物。对大量边坡的分析、研究结果表明，影响岩石边坡坡度的各因素中，按其重要性依次是岩体块度、岩石回弹值、结构面长度、结构面等。产状和地下水的影响因难以直接与坡度关联或难以量化而未排序。研究表明，边坡的稳定是由它的物质特征和岩体结构特征所控制的。在影响边坡稳定的各因素中，岩石回弹值反映岩块的强度，岩体的块度反映岩体的破碎程度，它们的综合特征反映了岩体的力学性质和强度特征。根据边坡应力分析结果，岩体的强度将决定坡度的陡缓。地下水的作用之一是将会降低边坡物质的力学强度，因此，也直接影响边坡坡度。
岩体结构面的特征反映边坡岩体的切割特征。如果被结构面切割出的块体在边坡面出露，在某种外界因素（重力、水流、地震、工程荷载、人类活动等）的作用下，这些块体就可从边坡上滑落下来，造成边坡的局部破坏。如果结构面贯通边坡，造成大规模的块体移动，边坡可能产生整体破坏。岩体结构面的特征虽然影响边坡的破坏，但随边坡空间位置的改变，它们的影响也随之变化，因此岩体结构面的特征与边坡坡度是间接的关系。
综上所述，岩石回弹值、岩体块度和地下水代表岩体的物质特征，直接决定边坡坡度；岩体结构面特征影响边坡的稳定性，这种影响随坡面产状的变化而变化。这些因素量化后可作为岩石边坡坡度的确定和稳定性分析的定量参数。
2边坡稳定性分析方法综述
边坡稳定性研究由来己久，早期的边坡研究是仅以土体为研究对象的，其方法的显著特點是采用材料力学和简单的均质弹性、弹塑性理论为基础的半经验半理论性质的研究方法，并把此方法用于岩质边坡的稳定性研究，但是由于其力学机理的粗浅或假设的不合理，其计算结果与实际情况差别较大。后来，人们在对边坡稳定的研究中逐渐认识到了这一点不足，以弹塑性理论为基础和改进的极限平衡法应用为主的多种方法应运而生，从而促进了边坡稳定性研究向前迈进了一大步。随后又出现了有限元法等多种数值方法在边坡中开始应用，边坡稳定性分析方法不断走向成熟和完善。边坡稳定性分析方法很多，总的来说大致可以分为两大类:定性分析方法和定量分析方法。
2．1定性分析方法
定性分析方法主要是通过工程地质勘察，对影响边坡稳定性的主要因素、可能的变形破坏方式及失稳的力学机制等的分析，对已变形地质体的成因及其化史进行分析，从而给出被评价边坡稳定性状况及其可能发展趋势的定性说明解释。其优点是能综合考虑影响边坡稳定性的多种因素，快速地对边坡的稳定况及其发展趋势作出评价。定性分析方法主要包括:自然(成因)历史分析法、解法、边坡稳定性分析数据库和专家系统等。
自然(成因)历史分析法
自然(成因)历史分析法主要根据边坡发育的地质环境、边坡发育历史中的种变形破坏迹象及其基本规律和稳定性影响因素等的分析，追溯边坡演变的全程，对边坡稳定性的总体状况、趋势和区域性特征作出评价和预测，对己发生坡的边坡，判断其能否复活或转化。它主要用于天然斜坡的稳定性评价。
图解法
图解法可以分为诺模图法和投影图法。诺模图法是用诺模图来表征与滑坡关参数间的关系并由此求出边坡稳定安全系数，主要用于土质或全强风化的具弧形破坏面的边坡稳定性分析。投影图法就是用赤平极射投影的原理来评价坡的稳定性，并为力学计算提供信息。常用的有赤平极射投影图法、实体比例影图法、MarklandJJ投影图法等，主要用于岩质边坡岩体的稳定性分析。
边坡工程数据库
边坡工程数据库是收集已有的多个自然斜坡、人工边坡实例的计算机软件。建立边坡工程数据库的目的主要是进行工程类比、信息交流。斯坎克(Schank)在1982年提出了范例推理方法，1983年科勒登(Kofodner)开始在计算机上实现。范例推理就是由目标范例的提示而获得记忆中的源范例，并且由源范例来指导目标范例求解的一种策略。刘沐宇等提出了基于模糊相似优先的边坡稳定性评价范例推理方法。在边坡工程数据库的基础上又发展出了工程类比法和专家系统。
2．2定量分析方法
定量分析方法分为确定性分析方法和不确定性分析方法，其中确定性分析方法主要包括极限平衡分析法和数值分析方法；不确定性分析方法主要包括灰色系统评价法、可靠度分析方法、模糊综合评价法等。
确定性分析方法
确定性分析方法是将影响边坡稳定的各种因素都作为确定的量来考虑。通常以计算安全系数为基础的，边坡所能承受的荷载与所受外力之比为安全系数。
极限平衡理论的主要思想是将有滑动趋势范围内的边坡岩体按某种规则划分为一个个小块体，通过块体的平衡条件建立整个边坡平衡方程来分析边坡的稳定性。极限平衡法主要包括:条分法(Fellenius法、Bishop法、Janbu法、Moenstem&priee法、spenee法)，滑楔法、不平衡推力法、sanna法等。
不确定性分析方法
不确定性分析方法在边坡稳定分析中应用最早大约出现在20世纪70年代初。一方面是由于一些新理论和方法如可靠度、人工智能等的出现；另一方面是由于在边坡工程设计和分析中涉及有大量不确定因素越来越被人们认识到。目前，不确定性分析方法主要包括灰色系统评价法、可靠度分析方法、模糊综合评价法等。
1）灰色系统评价法
灰色系统理论认为，在决定事物的诸因素中若既有己知的，又有未知的或不确定的，它们所在系统则称为灰色系统。把系统中的一切信息量看作灰色量，采用特有的方法建立描述灰色量的数学模型。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分析评估边坡的稳定性。陈新民，罗国煌提出了一种基于经验的边坡稳定性灰色系统分析方法，该方法所得的结果与边坡实际状态相一致，并且，该方法直观、简单、可操作性强。
2）可靠度分析方法
边坡工程可靠度分析是把边坡岩体性质、荷载、地下水、破坏模式、计算模型等作为不确定量，借鉴结构工程可靠性理论方法，结合边坡工程的具体情况，用可靠指标或破坏概率来评价边坡安全度。目前工程结构可靠度常用的计算方法有一次一阶矩法(FOSM)、改进的一次一阶矩法(即验算点法)、JC法、帕罗黑莫法(Paloheimo)、蒙特卡罗法 (MonteCarlo)等。祝玉学等对边坡随机分析进行了系统研究，为边坡可靠性分析作了大量基础工作。黄志全等，严春风等对岩体力学参数和强度参数的可靠性问题进行了研究。正确合理地解释许多用确定性理论无法解释的工程问题，但是该方法还处于研究和探索阶段，还有待进一步发展完善。
3）模糊综合评价法
模糊综合评价是应用模糊变换原理和最大隶属度原则，综合考虑被评事物或其属性的相关因素，进而进行等级或类别评价。实践证明，模糊分级评判方法为多变量、多因素影响的边坡稳定性分析提供了一种行之有效的手段。其优点是能得到边坡稳定性等级分类指标，据此判断出边坡的稳定性情况；缺点是在实际操作过程中，评判中权数的分配带有一定的经验性和主观性，并且并没有考虑到各个影响要素。
3．结论
边坡的稳定涉及到岩土性质与结构、边坡高度、工程质量与经济等多种因素。岩石边坡的稳定性，很大程度上取决于岩石产状与结构，边坡失稳岩体的滑动面主要是地质构造上的软弱面。边坡稳定分析应首先进行定性分析，确定失稳岩体的范围和软弱面，然后进行定量力学计算。地质与水文条件复杂、高填深挖或特殊需要的路基，应进行边坡稳定性分析计算，据此选定合理的边坡坡度及相应的工程技术措施。
参考文献:
1．邓学钧《路基路面工程》人民交通出版社
2．窦明健， 陈洪凯《公路工程地质》人民交通出版社
作者简介:
刘庚（1981—），男，汉族，天津人，工程师，从事道路桥梁工程建设管理工作。