Ⅰ 造成拱壩失事的原因主要是
1、裂縫。
2、表面損壞。
3、抗滑穩定性不夠。
4、兩岸壩肩失穩。
通過拱座穩定分析,如發現不能滿足要求,可採取以下改善措施:
1、加強地基處理,對不利的節理等進行有效的沖洗和固結灌漿,以提高其抗剪強度。
2、加強壩肩岩體的灌漿和排水措施,減小岩體的滲透壓力。
3、將拱端向岸壁深挖嵌進,以擴大下游的抗滑岩體,也可避開不利的滑裂面。這種做法對增加拱座的穩定性較有效。
(1)分析拱壩壩肩岩體穩定的方法擴展閱讀
平面上呈拱形並在結構上起拱的作用的壩。拱壩的水平剖面由曲線形拱構成,兩端支承在兩岸基岩上。豎直剖面呈懸臂梁形式,底部座落在河床或兩岸基岩上。拱壩一般依靠拱的作用,即利用兩端拱座的反力,同時還依靠自重維持壩體的穩定。拱壩的結構作用可視為兩個系統,即水平拱和豎直梁系統。
水荷載及溫度荷載等由此二系統共同承擔。當河谷寬高比較小時,荷載大部分由水平拱系統承擔;當河谷寬高比較大時,荷載大部分由梁承擔。拱壩比之重力壩可較充分地利用壩體的強度。其體積一般較重力壩為小。其超載能力常比其他壩型為高。拱壩主要的缺點是對壩址河谷形狀及地基要求較高。
Ⅱ 邊坡穩定性極限理論有哪些各有哪些優缺點
首先計算是手段,不是目的。參數是你選的、邊界是你定的,那是決定因素,即使使用目前最好的軟體。我個人認為它們都是對你已經形成模型的演示,沒有創造性。但可以幫助你理解,再有就是審查需要。
首先要根據情況選:
(1)極限平蘅理論:簡單明了,實踐經驗多。用的也不少。但你需要假設破壞面。這需要經驗,也是該方法的致命缺點所在。
(2)極限分析理論:採用塑性邊界理論。主要包括了對岩土破壞的可能上下限區間的分析。同樣,難以解決復雜破壞機理的穩定問題。
(3)圖解法:很直觀和簡捷,半定量化。如果是明顯的結構面控制穩定性的岩石邊坡,不妨使用極限平衡法,它可以多可以把坡面、多個不連續結構面的組合表示出來,即所謂的楔體破壞和不利結構面組合岩體狀態。這里可以和優勢結構面的分析結合,可以使你的分析更有魅力,顯然是其它任何計算方法不能代替的。試想:有5個不同傾角的結構面控制的地質體判斷穩定,有限單元和其它哪個能搞定?我在搞大壩時,用赤平投影進行過邊坡穩定分析,甚至可以用到壩肩穩定(EM規范要求)判斷。
(4)有限單元法:現在很流行,不用我多說。優點顯而易見的,比如整體性、變形異常、應力集中等都可以得到很好反映,當然作動力分析也是它的強項。難以確定岩土的狀態,特別是和安全系數等常規判定標准結合。另外,參數都是你選的,不連續結構面和斷裂也是你定義的。搞簡單的一兩組結構面還可以,多了光劃分單元格、定參數和邊界條件都累死你。
綜合上述,在實踐中建議靈活選用計算方法、採用多種方法計算,甚至結合使用[比如有復雜斷裂時局部採用邊界元要簡單,涉及結構和斷裂時把邊界元計算的結果作為有限元的輸入參數,優勢互補!]。望給好評!
Ⅲ 請問在水工建築物當中怎樣說明拱壩壩肩地質條件對拱壩穩定的影響.有勞各位了
壩肩岩體穩定是拱壩安全的根本保證。壩肩岩體失穩的最常見的形式是壩肩岩體受荷載後發生的滑動破壞。另一種情況是當壩的下游岩體中存在著較大的軟弱帶活斷層時,即使壩肩岩體抗滑穩定能夠滿足要求,但過大的變形仍會在壩體內產生不利的應力,同樣會給工程帶來危險,應當盡量避免。
Ⅳ 初始地應力對拱壩壩肩岩體穩定的影響的主要表現
保護檢測。山體是要經常性的進行檢測的,初始地應力對拱壩壩肩岩體穩定的影響力主要表現在對保護的檢測程度,初始地應力能夠更快的檢測出地面的振動情況,能夠在第一時間進行反饋和保護。
Ⅳ 拱壩應力分析中拱梁分載法的基本原理是什麼
拱壩應力分析中拱梁分載法的基本原理:拱梁分載法又稱為傳統試載法,將拱壩視為水平拱圈和垂直懸臂梁兩種體系的組合。根據拱梁交點的變位協調條件,求出拱、梁各自所承擔的荷載,進而可求得各自的內力。
結構分析中,引入了桿件力學中的平截面假定和伏格特地基模型。在建立變位協調時,考慮了徑向、切向和水平扭轉的三個主要變位,並通過「2M」法計入垂直扭轉的影響。
拱、梁劃分的參考面為中曲面,拱和梁在基礎面上交於一點,以「梁站在拱上」求計算基礎變位,並由程序自動形成拱梁網格系統。根據拱壩的工作條件,本程序能計算各種外荷載作用下的壩體應力。
成勘院ADSCPC程序經過了三維有限元法和結構模型試驗的驗證,並通過了較多的實際工程應用,都表明了它的計算成果是可信的,且有較高的計算精度,廣泛用於二灘、錦屏、溪洛渡等工程。
拱壩應力分析:
拱壩應力分析(stress analysis of arch dam)是拱壩壩體和壩基在各種荷載作用下的應力和變形的分析計算。通過應力計算可以驗證初步擬定的拱壩布置形式和輪廓尺寸是否合適,據此進行修改和調整。
拱壩為空間殼體結構,邊界條件及荷載均較復雜,影響壩體應力的因素很多,難以得到應力嚴格的理論求解。
工程設計中採用的計算方法可以概括為兩類,一是只考慮拱的作用如圓筒法、純拱法;一是考慮壩體的整體作用如拱梁分載法。
Ⅵ 拱壩的地基處理
拱壩的地基處理和岩基上的重力壩基本相同,只是要求更加嚴格,對兩岸壩肩的處理尤為重要。
壩基開挖:高壩一般應開挖至新鮮或微風化的下部基岩、中壩應盡量開挖至微風化或弱風化的中、下部基岩。整個壩基利用岩面的縱坡應平順而無突變,拱端開挖應注意本章第三節所述的拱端布置原則。河床覆蓋層原則上應全部挖除,如有困難,應在結構上採取措施。例如貴州貓跳河窄巷口拱壩,高39.5m,因河床覆蓋層較厚,採用雙拱壩體型,以基礎拱橋跨過覆蓋層,並用兩排混凝土防滲牆作為覆蓋層防滲。
固結灌漿和接觸灌漿:拱壩壩基一般都要進行全面的固結灌漿,以增加基岩的整體性。對於節理、裂隙發育的壩基,尚需擴大固結灌漿范圍。對於坡度大於50o~60o的陡壁面,上游壩基接觸面以及基岩中開挖的所有槽、井、洞等回填混凝土的頂部,尚應進行接觸灌漿,以提高接觸面上的抗剪強度和抗壓強度,防止沿接觸面滲漏。
帷幕灌漿:帷幕線一般布置在壓應力區,並盡可能靠近上游面。帷幕灌漿可利用壩體內的廊道進行;當壩體較薄或未設廊道時,可在上游壩腳處進行(圖3.25,b)當有壩頭繞滲,將影響拱座岩體穩定,或將引起庫水的水量損失時,防滲帷幕還應深入兩岸山坡內,與重力壩的情況類似,但要求應更嚴格
壩基排水:在防滲帷幕後應設置壩基排水孔和排水廊道。高壩以及兩岸地形較陡、地質條件復雜的中壩,宜在兩岸設。
Ⅶ 重力壩、拱壩、土石壩之間的穩定破壞形式有什麼不同
重力壩多是壩基的滑動破壞,拱壩多是壩肩的破壞,土壩多是滲透破壞,
Ⅷ 請大家幫我找一下重力壩失穩的實例 剛才百度了 根本就沒有這樣的例子
1895年4月,法國Bouzey重力壩失事。事後分析,失事的原因是該壩設計時未考慮作用於壩基上的揚壓力。20世紀初建造的許多重力壩多未考慮揚壓力,如印度的Khadakwasla等壩(Kulkarni,1994),均因不夠穩定而採取加固。1959年法國Malpasset壩失事是拱壩第一次潰壩記錄,經檢查,壩的設計符合規范,施工質量良好。直到1987年,通過一次以潰壩為主題的國際研討會,才有了初步結論:左壩肩地基中過大的水壓力使壩基岩塊沿F1斷層滑動而潰壩。1976年,當時世界上最高的土壩,美國Teton壩發生潰壩,經反復查證,確認壩基岩石節理發育,庫水流經岩石裂隙使心牆齒槽土體發生管涌而最終遭致潰壩。
1985年,美國Bath County抽水蓄能電站高壓鋼管中的一條出現了屈曲破壞。盡管設計在鋼管區域精心布置了排水幕,但由於砂岩的層狀構造的特點,排水幕並未起到預期的作用。水電站高壓鋼管在外水壓作用下屈曲破壞的事故國內外均屢有發生。高壓水工隧洞產生水力劈裂也不乏實例。水工隧洞及其它隧道工程塌方事故頻繁,多為岩石裂隙水的不利作用所引發。
滑坡是多發性的自然災害。較大的天然滑坡大多是岩體中的滑坡。1963年義大利Vajont拱壩近壩左岸庫區岩體大滑坡體積達2.5億m3,在當時是有記載滑坡中規模、滑速及造成的災害均是最大的。19世紀60年代,岩石力學,特別是岩石水力學尚處於萌芽狀態,沒有估計到滑坡會造成數千人死亡的重大災害,因而未能採取有效的處理及預報措施。2000年4月,西藏易鞏藏布江左岸花崗岩山體發生約3億m3大滑坡。據分析,這次滑坡是山體積雪融化,水滲入山體而觸發的。在水電站工地、公路、鐵路沿線都有因人工開挖而出現岩石高邊坡問題。不少人工岩石邊坡因受降雨、施工用水、生活用水的影響而產生滑坡,造成程度不同的損失。許多工程因採取了以排水為主的綜合處理措施而有效地防止了滑坡。
綜上所述,許多工程事故都與岩石水力學有關。本文僅以幾個重大工程事故的實例來說明研究、學習與掌握岩石水力學的重要性和迫切性。
2 法國Malpasset拱壩潰決
2.1 Malpasset拱壩簡介 Malpasset雙曲拱壩位於法國南部Rayran河上,壩高66m,水庫總庫容5100萬m3。壩頂高程102.55m,頂部弧長223m。壩的厚度由頂部1.5m漸變到中央底部6.76m,屬雙曲薄拱壩。左岸有帶翼牆的重力推力墩,長22m,厚6.50m,到地基面的混凝土的最大高度為11m,開挖深度6.5m。在壩頂中部設無閘門控制的溢洪道。壩基為片麻岩,片理傾角在30°~50°之間,傾向下游偏右岸。較大的片理中部充填糜棱岩。壩址范圍內有兩條主要斷層。一條為近東西向的F1斷層,傾角45°,傾向上游。斷層帶內充填含粘土的角礫岩,寬度80cm。另一條為近南北向的F2,傾向左岸,傾角70°~80°(圖1)。
圖1 Malpasset拱壩主要地質構造
圖2 Malpasset拱壩水庫蓄水過程線
2.2 拱壩潰壩過程 Malpasset拱壩於1954年末建成並蓄水。庫水位上升緩慢。歷經5年至1959年11月中旬,庫水位才達到95.2m。這時的壩址下游20m,高程80m處有水自岩石中流出。因下了一場大雨,到12月2日晨,庫水位猛增到100m(圖2)。當日下午,工程師們到大壩視察,研究如何防止滲水的不利作用。因未發現大壩有任何異常,決定下午6點開閘放水,降低庫水位。開閘後未發現任何振動現象。管理人員晚間對大壩進行了反復巡視,亦未見任何異常現象,於近21點離開大壩。21點20分,大壩突然潰決,當時庫水位為100.12m。據壩下游1.5km對這一災難少數目擊者描述,他們首先感到大壩劇烈顫動,隨之聽到類似動物吼叫的突發巨響,然後感到強烈的空氣波。最終他們看到巨大的水牆順河谷奔騰,同一時間電力供應中斷。洪水出峽谷後流速仍達20km/h,下游12km處Frejus城鎮部分被毀,死亡421人,財產損失達300億法郎。次日清晨發現大壩已被沖走,僅右岸靠基礎部分有殘留拱壩,一些壩塊被沖到下游1.5km處,左岸壩基岩體被沖出深槽。
2.3 潰壩後的調查及分析 1959年Malpasset拱壩潰壩並造成的重大災難震驚了工程界,也因在此之前尚未有拱壩潰壩的先例。事故發生在壩工建設方面,尤其是在拱壩建設方面為世界最先進的國家;該壩是由最負盛名的設計大師Andce Coyne設計的;它是當時潰壩記錄中最高的壩;潰壩毀滅了Frejus市,在最富的地中海區造成重大災害;這次事故表明任何型式的包括被認為最安全的拱壩都會遭到破壞(Serafim,1987)。Malpasset拱壩的失事,說明了當時對岩體內水的流動規律知之甚少。這一慘痛的教訓大大促進了岩石力學,特別是岩石水力學的發展。本文將摘引已發表的文獻,從岩石水力學觀點分析其失事的機理。
2.3.1 潰壩原因的官方分析 Malpasset拱壩所有者法國農業部於12月5日組建了一個調查委員會。幾個月後提交了一個臨時報告。1960年8月提出代表官方的最終報告,1962年夏報告對外公布(Laeger,1963)。該報告正文只有55頁,因有40個附件,共形成三厚本報告。委員會委託法國電力公司(EDF)對大壩應力作了復核,最大壓應力為6.1MPa,混凝土抗壓安全系數為5.3。拱冠局部有1MPa拉應力。EDF還對拱的獨立工作工況進行了校核。對左岸重力墩也進行了復核,在拱圈單獨作用下重力墩是安全的。沖走的附有基岩的大量混凝土塊均未發現混凝土與岩石接觸面有破壞跡象。混凝土質量良好,其抗壓強度為33.3MPa~53.3MPa。由此判斷,壩失事是由壩基岩石引發的。委員會認為,水的滲流在壩下形成的壓力引發了第一階段的破壞(Jaeger,1979,391頁)。
2.3.2 壩工界對潰壩原因的討論 法國官方最終報告公開後,引起了壩工界廣泛重視。Coyne and Bellier公司對Malpsset拱壩地基片麻岩進行滲透試驗(Bellier and Londe,1976),得出了滲透性與應力明顯關系。就這一關系對拱壩失事原因給出了明確的解釋,並由Londe(1985,1987)在工程地基國際會議及大壩失事國際研討會上作了報告。這一期間,還發表了一些重要論文');">論文和專著,主要有Jaeger(1963,1979)、Habib(1987)、Post和Bonazzi(1987)、Serafim(1981,1982,1987)、Wittke和Leonards(1987)及汝乃華和姜忠勝(1995)等。Malpasset拱壩失事至今已40多年,對其失事的原因至今尚未取得完全一致的認識。但絕大多數專家都認為壩基內過大的孔隙水壓力是造成失事的主要原因。
2.3.3 Londe(1987)的分析 片麻岩有片理構造。試驗研究表明,當窄條形荷載與片理垂直時,應力向岩體深部傳布呈擴散狀,而當荷載與片理平行時,受片理影響,應力分布呈條帶狀傳至岩體深部而不能擴散(圖3)。Malpasset拱壩由於其與片麻岩片理空間相對關系,左壩肩拱推力與片理平行,右壩肩拱推力則與片理垂直。左右兩壩肩岩體承載後的應力分布有很大差異。由於壩左有F1斷層,在左壩肩從拱座到F1斷層形成高應力岩體條帶。Bernaix在Malpasset拱壩潰壩後對地基片麻岩體進行過室內滲透性與應力關系的試驗,發現片麻岩的滲透性與應力關系十分明顯。將這一關系用指標S表示:
圖3 荷載垂直片理與平行處理應力分布
S=k-1/k50
(1)
式中:k-1為拉應力為0.1MPa時岩塊的滲透系數,k50為壓應力為5MPa時岩塊的滲透系數。
試驗表明,S指標最大值可達200。按岩石滲透性與應力關系的試驗結果,在拱壩推力作用下左壩肩拱座到F1斷層實際上形成了條狀防滲帷幕,相當於一個地下大壩。該區域的滲透系數僅為周圍岩石的滲透系數的1/100或更小。由於條帶內與條帶外滲透系數相差100倍,繞壩滲流水頭全消耗在防滲條帶內。因而,在防滲條帶上游就作用有相應於全水頭的壓力。左壩基岩體在全水頭壓力作用下沿F1斷層滑動致使拱壩潰決(圖4)。
2.3.4 Wittke和Leonards的分析 西德Aachen大學Wittke教授在1984年秋考察了Malpasset拱壩遺址後,隨即開展了對該壩失事原因的研究。作為Aachen大學訪問學者,作者曾部分地參予了該項研究工作。Wittke從岩體滲流的增量荷載理論,用有限元方法分析壩與壩基在水壓力、自重及滲流荷載作用下的變形和應力。結果表明,拱壩壩踵處岩體在垂直片理方向產生拉應力,該處片理產生張裂縫。庫水進入裂縫並將裂縫劈開至下部斷層處,在裂縫內形成全水頭壓力,使左壩肩至F�1斷層的岩塊失穩(圖5),大壩潰決。
圖4 Londe對Malpasset拱壩潰壩原因的解釋
圖5 Wittke對Malpasset拱壩潰壩原因的解釋
圖4及圖5對Malpasset拱壩破壞分析形式上一致,但出發點不相同。岩體中有節理、裂隙、片理、層面及斷層等各種構造面,水流主要順這些構造而運動。對多數岩石,岩塊的滲透性常可忽略不計。從這個觀點,Wittke提出的Malpasset拱壩潰壩原因的分析是比較最實際的。Serafim與Wittke的觀點基本一致。
2.4 小結 Malpasset拱壩潰壩造成了災害。對這一事故的分析研究加深了工程界對岩石力學的認識,並促進了岩石水力學的發展,目前已成為岩石力學的一個重要的學科分支。顯然,岩石水力學的形成無論對科學的發展或對工程的安全都有重大意義。1987年在Pure大學召開的以大壩失事為主題的國際研討會上G.A.Leonards主席總結發言中有一段評論:「……Malpasset壩的潰決是推動初步形成的岩石力學成為一個茁壯成長的岩石工程學科的 主要動力,這一學科可以廣泛應用於土木工程,包括大壩、隧道、大型地下洞室、自然岩石邊坡及人工岩石邊坡的穩定性各類問題上。……」
Ⅸ 主要有那兩類結構面影響拱壩壩肩岩體抗滑穩定性
呃,影響壩體穩定性呢,其實有兩方面,一個就是說這個壩體所做的用用的那個材料,它比如說那個石灰的等級,然後另外一個呢,就是說它這個呃,壩體它設計的這個樹的力學結構到底是設成一個,呃,什麼樣的坡度或者是什麼樣的形狀
Ⅹ 邊坡穩定性評價方法
1.定性分析方法
分析影響邊坡穩定性的主要因素、失穩的力學機制、變形破壞的可能方式及工程的綜合功能,並對邊坡的成因及演化歷史進行分析,以此評價邊坡穩定狀況及其可能的發展趨勢。該方法的優點是綜合考慮影響邊坡穩定性的因素,快速地對邊坡穩定性做出評價和預測。常用的方法有:
(1)地質分析法(歷史成因分析法)
根據邊坡的地貌形態、地質條件和邊坡變形破壞的基本規律,追溯邊坡演變的全過程,預測邊坡穩定性發展的趨勢及其破壞方式,從而對邊坡穩定性做出評價,對已發生過滑坡的邊坡,則判斷其能否復活或轉化。
(2)工程地質類比法
其實質是把已有的自然邊坡或人工邊坡的研究設計經驗應用到條件相似的新邊坡的研究和人工邊坡的研究設計中去。需要對已有邊坡進行詳細的調查研究,全面分析工程地質因素和影響邊坡變形發展主導因素的相似性和差異性,同時,還應考慮工程的類別、等級及其對邊坡的特定要求等。它雖然是一種經驗方法,但在邊坡設計中,特別是在中小型工程的邊坡設計中是很通用的方法。
(3)圖解法
可以分為兩類:(1)用一定的曲線和偌謨圖來表徵邊坡有關參數之間的定量關系,由此求出邊坡穩定性系數,或已知穩定系數及其他參數(φ、c、r、結構面傾角、坡角、坡高)僅一個未知的情況下,求出穩定坡角或極限坡高。這是力學計算的簡化。(2)利用圖解求邊坡變形破壞的邊界條件,分析軟弱結構面的組合關系,分析滑體的形態、滑動方向,評價邊坡的穩定程度,為力學計算創造條件。常用的為極射赤平投影分析法及實體比例投影法。
(4)邊坡穩定專家系統
工程地質領域最早研製出的專家系統是用於地質勘查的專家系統Propecter,由斯坦福大學於20世紀70年代中期完成。另外,麻省理工學院在80年代中期研製的測井資料咨詢專家系統也得到成功應用。在國內,許多單位正在進行研製,並取得很多成果。專家系統使得一般工程技術人員在解決工程地質問題時能像有經驗的專家一樣給出比較正確的判斷並做出結論。因此,專家系統的應用為工程地質的發展提供了一條新思路。
2.定量評價方法
其實質仍是一種半定量方法,雖然評價結果表現為確定的數值,但最終判定仍然依賴人為的判斷。目前,所有定量的計算方法都是基於定性基礎之上的。
(1)極限平衡法
極限平衡法在工程中應用最為廣泛。根據邊坡破壞的邊界條件,應用力學分析的方法,對可能發生的滑動面,在各種荷載作用下進行理論計算和抗滑強度的力學分析。通過反復計算和分析比較,對可能的滑動面給出穩定性系數。該方法比較直觀、簡單,對大多數邊坡的評價結果比較令人滿意。該方法的關鍵在於對滑體的范圍和滑面的形態進行分析,正確地選用滑面計算參數,正確地分析滑體的各種荷載。基於該原理的方法很多,如條分法、圓弧法、Bishop法、Janbu法、不平衡傳遞系數法等。
極限平衡方法的最新發展之一是Sarma法。其基本概念:邊坡除非是沿一個理想的平面或圓弧滑動,才可以作為一個完整的剛體運動,否則,必須先破裂成多個可以相對滑動的塊體,才能發生滑動。該方法的優點是:可以用來評價各種類型滑坡的穩定性,如平面滑動、楔體滑動、圓弧及非圓弧滑動等。
(2)數值分析方法
主要是利用某種方法求出邊坡的應力分布和變形情況,研究岩體中應力和應變的變化過程,求得各點上的局部穩定系數,由此判斷邊坡的穩定性。主要有以下幾種:(1)有限單元法(FEM):該方法是目前應用最廣泛的數值分析方法。其優點是部分地考慮了邊坡岩體的非均質、不連續介質特徵,考慮了岩體的應力應變特徵,可以避免將坡體視為剛體、過於簡化邊界條件的缺點,能夠接近實際地從應力應變分析邊坡的變形破壞機制,對了解邊坡的應力分布及應變位移變化有利。其不足之處是:數據准備工作量大,原始數據易出錯,不能保證整個區域內某些物理量的連續性;對解決無限性問題、應力集中問題等精度比較差。(2)邊界單元法(BEM):該方法只需對邊界極限離散化,具有輸入數據少的特點。計算精度較高,在處理無限域方面有明顯的優勢。不足之處:一般邊界元法得到的線性方程組的關系矩陣是滿的不對稱矩陣,不便應用有限元中成熟的對稀疏對稱矩陣的系列解法。另外,邊界元法在處理材料的非線性和嚴重不均勻的邊坡時,不如有限元法。(3)離散單元法(DEM):可以直觀反映岩體變化的應力場、位移場及速度場等各個參量的變化,可以模擬邊坡失穩的全過程。該方法特別適合塊裂介質的大變形及破壞問題的分析。缺點是計算時步需要很小,阻尼系數難以確定等。(4)塊體理論(BT)該方法利用拓撲學和群論評價三維不連續岩體穩定性,建立在構造地質和簡單力學平衡計算基礎上。塊體理論為三維分析方法,隨著關鍵塊體類型的確定,能找出具有潛在危險的關鍵塊體的臨空面位置及其分布。
3.不確定性分析方法
(1)系統分析方法
由於邊坡處於復雜的岩體力學環境條件下,其穩定性涉及的面很廣,且程度非常復雜,可以認為其是一個復雜系統。因此,邊坡問題也是一個系統工程問題。應用系統分析方法應該遵循的途徑:岩體力學環境條件的研究→變形破壞機制的研究→穩定性計算分析。目前,該方法廣泛應用於邊坡穩定性分析之中。
(2)可靠度分析方法
確定分析方法中經常用到安全系數的概念,實際上只是滑動面上的平均穩定系數,而沒有考慮影響安全系數各個因素的變異性,可靠度分析方法則考慮了這一點。可靠度分析方法在分析邊坡的穩定性時,充分考慮各個隨機要素(如岩體及結構面的物理力學性質,地下水的作用包括靜水壓力、動水壓力、裂隙水壓力、軟化作用、浮托力及各種荷載等)的變異性。
(3)灰色系統方法
灰色系統理論主要以信息利用與開拓為宗旨,以客觀現象量化為目標,除對事物進行描述外,更側重對事物發展過程進行動態研究。應用於滑坡研究中主要有兩方面:一是用灰色預測模型進行滑坡失穩時間的預報,實踐證明該預測的精度仍需進一步提高;二是用灰色聚類理論進行邊坡穩定性分級、分類。該方法的局限性是聚類指標的選取、灰元的白化等帶有經驗性質。
(4)模糊數學評判法
模糊數學對處理經驗模糊性的事物和概念具有一定的優越條件。該方法首先找出影響邊坡穩定性的因素,並進行分類,分別賦予一定的權值,然後根據最大隸屬度原則判斷邊坡單元的穩定性。實踐證明,模糊評判法效果較好,為多變數、多因素影響的邊坡穩定性的綜合定量評價提供了一種有效的手段。其缺點是各個因素的權重選取帶有主觀判斷的性質。
4.確定性和不確定性方法的結合
主要是概率分析方法與有限元法或邊界單元法相結合而形成的隨機有限元法或隨機邊界單元法等。由於是隨機變數,故其結果更能客觀地模擬邊坡岩體的力學性質、邊坡岩體的變形破壞發展及其性態的變化,從而成為數值模擬方法發展的新途徑,是邊坡穩定性研究的新手段。
5.物理模擬方法
早在1971年,英國帝國學院最早把傾斜檯面模型技術用於研究邊坡傾倒破壞機理及過程。隨後,又試製成了基底摩擦試驗模型,廣泛應用於邊坡塊狀傾倒及彎折傾倒。然而,由於受模型尺寸的限制,這些模型技術不能模擬大型復雜的工程及二維、三維的模型。針對這種工程要求,離心模型試驗技術快速發展起來。國外早在20世紀30年代就已起步,特別是近20年來,這一技術有了快速發展,並得到廣泛應用。離心模型試驗主要模擬以自重為主荷載的岩土結構,在模型試驗過程中模型出現了與原型相同的應力狀態,從而避免了使用相似材料,而直接使用原型材料。因此,這項技術已被廣泛地在各個方面得到應用。由於離心模型技術能使模型達到原型的壓力水平,近年來已被廣泛地應用於滑坡研究之中,為復雜的岩石工程的研究提供了有力手段。邊坡工程中的離心模型試驗也存在一些尚未解決的問題,主要是一些模擬理論問題。由於用原型材料進行試驗,在相似規律條件下,並不能使模型滿足所有的條件,從而引起固有誤差。此外,如何確定參數有待進一步研究。