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浅谈边坡稳定可靠度分析作者：马丽珠许德丽来源：《城市建设理论研究》2014年第03期摘要：边坡的稳定性评价一直是岩土工程中非常重要的研究课题。
迄今，边坡稳定性评价方法已有安全系数法和可靠度方法两类，本文将对边坡稳定的可靠度分析进行初步的探讨。
关键词：边坡稳定性；可靠度中图分类号： U213 文献标识码： A1、边坡稳定性研究现状边坡的稳定性分析是岩土工程的重要研究课题之一，近一百年来，许多学者致力于这一工作，因此边坡稳定分析的内容十分丰富。
边坡稳定性分析方法很多，如:各种极限平衡条分法，有限元法，极限分析法，边界元法等。
但是，各种边坡稳定分析的定值法存在一个共同的缺点，即没有考虑边坡工程中存在的不确定性，这就造成了一些边坡的安全系数大于临界安全系数，可事实上还是发生破坏的现象。
那么，要想正确分析边坡的稳定性，必须考虑边坡工程中存在的种种不确定性。
对于边坡工程而言，土层剖面与边界条件的不确定性；现场与实验室测定的岩土性质指标的不确定性；土的性质的天然可变性；勘探取样方法与试验方法的误差；试验数量与勘探数量的不足；外加荷载大小与分布的不确定性；计算模式的不确定性等都可造成边坡稳定分析结果的误差。
因此，必须进行边坡稳定的可靠度分析。
2、可靠度方法研究现状可靠度理论萌芽于第二次世界大战期间并在战后得到完善与发展。
二战期间由于军事的上的需要，德国在研究飞弹失灵及美国在电子元件失效的问题上，均引用了“概率理论和数理统计”的方法。
这些围绕着军事项目的研究工作最终孕育了一门崭新的学科——可靠度理论。
可靠度理论在岩土工程领域的应用始于1950年代。
作为岩土工程可靠度研究的基础一一土性指标的概率统计分析是岩土工程可靠度研究中最主要的方面之一。
土是自然历史的产物，其不确定性远比人工材料复杂，从20世纪60年代开始到现在，对土性参数的统计性质、概率模型的研究和区域资料的统计分析一直在进行当中。
在这方面有许多学者做了大量的工作，对可靠度理论在岩土工程中的应用做出了较大贡献。
第一部分边坡稳定性分析原理及防治措施1.边坡稳定性基本原理1.1边坡稳定性精确分析原理要对边坡稳定性问题进行精确分析，首先要对材料性能进行透彻的的研究实验，查清它的各种应力--应变关系以及它的屈服、破坏条件。
假定这些问题都已查清，那么从理论上讲，边坡在指定荷载下的稳定性问题是可以精确解决的。
七步骤大致如下：（1）进行边坡在指定荷载下的应力、变形的精确分析。
分析过程中，要采用合理的数学模型来反映材料的特性，务使这种数学模型能够如实表达出材料的主要性能，例如应力—应变间的非线性、卸载增荷性质、屈服破坏性质等等。
分析工作要通过计算机和非线性有限单元法进行。
（2）这种精确计算的数学分析将给出各点应力、应变值。
例如，就抗剪问题讲，通过分析得到了每一点上的抗剪强度τ= c +fσ，从而可以算出每一部分点上的局部安全系数。
如果每一点上的K均大于1，整个计算体系在抗剪上当然是安全的。
如果有个别点已达屈服，则由于在计算程序中已反映力材料性质，这，表明这些部位已进入屈服状态。
只要这些屈服区是些部位的τ将自动等于τf孤立的、小范围的，而没有形成连贯的破坏面，那么，在指定荷载下该体系仍是稳定的。
进入屈服状态的部位大小，野可以给出一个安全度的概念。
反之，如果屈服的部位已经连成一个连贯的破坏面，甚至已求不出一个满足平衡要求的解答，就说明该体系在指定荷载下已不能维持稳定。
（3）如果要推算“安全系数”，首先要给出安全系数的定义。
第一种方法，是将荷载乘以K，并将K逐渐增大。
每取一个K值就进行如上一次分析，直到K达到某临界值，出现了连贯性断裂面或已无法求得解答为止。
这个临界值就是安全系数。
显然，这样求出的K具有“超载系数”性质。
第二种方法，是将材料的强度除以K，并用于计算中，逐渐增加K,使其强度逐渐降低，直至失稳。
相应的K值就是安全系数。
显然，这样求得的K具有“材料强度储备系数”的意义。
上述方法虽很理想，但是近期内还不能实现。
首先，要进行这种合理分析，必须对材料的特性有透彻、明确的了解。
边坡稳定性分析方法简介介绍了边坡稳定性分析的极限平衡法：瑞典圆弧法、简化Bishop法、简化Janbu法、Morgenstern&Price法、Spencer法以及嚴格Janbu法；以及边坡稳定的可靠性分析方法：蒙特卡洛法、可靠指标法、统计矩法、模糊可靠度分析法以及随机有限元法。
标签：边坡稳定性滑坡极限平衡法可靠性分析方法一、引言滑坡是指人工或自然边坡在外界因素的诱发下丧失自身稳定性而发生滑移的地质现象，是一种严重的地质灾害，长期以来给人类造成了巨大的财产损失和人生伤害，是人类面临的三大自然灾害之一。
我国是滑坡多发国家之一，据《中国地质环境公报》有关数据显示，我国2012年全国共发生各类地质灾害18751起，全年共造成人员伤亡1021人，其中发生滑坡灾害8971起，造成人员伤亡379人，分别占地质灾害总数的47.8%和37.1%。
因此研究边坡稳定的影响因素及滑坡的发生机理，探索滑坡的防治技术具有极高的社会价值。
鉴于此，人类对边坡稳定的研究已有将近百年的历史，这使得边坡稳定性分析的方法也极大的丰富了起来。
二、边坡稳定的极限平衡分析方法极限平衡法假定边坡出现滑动面且处于极限平衡状态，然后将边坡离散成有垂直边界的土条，假设土条为刚体（即不考虑土条的变形），建立土条的静力平衡方程，通过求解静力平衡方程得到边坡的安全系数。
1776年法国工程师库仑提出了计算挡土墙土压力的方法，标志着土力学雏型的产生；1857年朗肯在假设墙后土体各点处于极限平衡状态的基础上，建立了计算主动和被动土压力的方法；库仑和朗肯在分析土压力时采用的方法后来被推广到边坡稳定分析中，形成了一个边坡稳定性评价体系，这就是极限平衡法。
在过去将近一个世纪中，这一方法逐步从一种经验性的简化方法发展成一个具有完整理论体系、较为成熟的分析方法。
（1）瑞典圆弧法。
瑞典人Fellenius提出了边坡稳定分析的圆弧滑动分析方法，即瑞典圆弧法，它是边坡稳定分析领域中最早的一种方法。
开挖卸荷后节理岩质边坡的稳定性分析
节理岩质边坡开挖卸荷后的稳定性分析是目前一个比较热门的研究课题之一。
按照分类可将技术稳定性分析分为三类：一类是利用微观技术的岩质边坡稳定分析，研究其稳定性的影响因素；二是利用力学理论和复杂的数据分析软件对岩质边坡的稳定性进行数值化的计算分析；三是综合考虑岩质边坡开挖卸荷后，其稳定性影响参数与工程实践的安全分析。
关于岩质边坡开挖卸荷后的稳定性分析，可从岩石本身的物理力学、内部构造、地质条件、渗透特性、抗裂弹性及建筑物地基的质量和技术设计等多方面进行分析，总结出岩质边坡开挖卸荷后的稳定性影响因素。
岩质边坡开挖卸荷后，应该首先确定物理力学以及内部构造等方面的信息，这
是岩质边坡开挖卸荷后稳定性分析的基础，实际工程中应引入现场检测和试验结果，使用力学理论和复杂的数据分析软件对方坡的稳定性进行评估，优化岩质边坡的稳定性。
综上所述，节理岩质边坡开挖卸荷后的稳定性分析，既要注重基础的实验研究，依托物理力学和内部构造的资料，同时也要综合运用数值计算理论和现代高科技保证分析的精确度，最终形成完善的稳定性分析方案，以提高岩质边坡开挖卸荷后稳定性处理的正确率与经济性。
水利水电技术第51卷2020年第12期陈祖煜，孙平，张幸幸.关于饱和软土地基堤坝边坡稳定分析总应力法的讨论[J].水利水电技术，2020, 51( 12): 1-8.CHEN Zuyu, SUN Ping, ZHANG Xingxing. Discussion on total stress method for stability analysis on slope of embankment and dam on saturated soft soil foundation[ J ]. Water Resources and Hydropower Engineering, 2020, 51(12)：1-8.关于砲和软土地基堤坝違玫穗走分析总启力法的讨奋陈祖煜，孙平，张幸幸(中国水利水电科学研究院，北京100044)摘要：在饱和的软土地基上修筑堤坝，由于孔隙水压力不易准确测定，需采用“p= 0”的总应力 法进行稳定分析。
这一做法在国外已明确纳入设计规范，在国内工程界较少受到重视，导致过高地估 计了安全系数。
本文首先系统地回顾了临界状态土力学中的伏斯列夫强度理论，在理论上阐述了饱和 软土地基快速填筑时采用总应力法的原因，同时引用了 Bishop和Bjerrum、美国联邦公路局、美国陆 军工程师团与我国水电水利工程边坡设计规范的相关条文，确认在饱和软土地基采用总应力法进行穗 定分析的合理性。
以花敖泡土石坝和拉哇水电站围堰为工程实例，分别采用对土的固结不排水剪的两 种做法开展稳定性分析，结果表明，直接将土的固结不排水剪强度指标Ceu与作为填筑后的强度参数，将严重高估其安全系数。
因此建议正在修订的碾压式土石坝与边坡设计规范增加相应条文，并 期望引起工程界对这一问题的重视。
关键词：饱和软土地基；边坡稳定；孔隙水压力；总应力法doi：10. 13928/j. cnki. wrahe. 2020. 12. 001 开放科学（资源服务）标识码（OSID):中图分类号：TV223 文献标识码：A 文章编号：1000-0860(2020)12-0001-08Discussion on total stress method for stability analysis on slope of embankmentand dam on saturated soft soil foundationCHEN Zuyu,SUN Ping,ZHANG Xingxing(China Institute of Water Resources and Hydropower Research, Beijing 100044, China)Abstract: Due to the relevant pore water pressure is difficult to be correctly measured, the total stress method of “p = 0” is necessary to be adopted to the stability analysis on the embankment and dam built on the saturated soft soil foundation. This method is already and clearly specified in the relevant design specifications at abroad, but less attention is paid to it within the engineering field at home, which leads to the overestimation of the safety factor concerned. At first, the Hvorslev strength theory in critical state soil mechanics is systematically reviewed herein, and then the reason of adopting the total stress method to the rapid filling of saturated soft soil foundation is theoretically described. Meanwhile, the relevant provisions of Bishop & Bjerrum, FHWA, the U. S. Army Corps of engineers and the Design Specification for Slope of Hydropower and Water Conservancy Project issued in China, are cited to confirm the reasonability of adopting the total stress method for the stability analysis of saturated soft soil foundation. Taking Hua’aogou earth-rockfill dam and the cofferdam for Lawa Hydropower Station as the study cases, two收稿日期：2020-07-24基金项目：国家重点研发计划（2017YFC1501100);陕西省水利科技项目（2017slkj-26)作者简介：陈祖煜（ 1943—)，男，中国科学院院士，正高级工程师，博士，主要从事水利工程和岩土工程等方面的研究和咨询工作。
第一章功能概述边坡失稳破坏是岩土工程中常遇到的工程问题之一。
造成的危害及治理费用均非常可观。
因此，客观的、正确的评估边坡稳定状况，是摆在工程技术人员面前的一道难题。
为满足工程技术人员的需要，编制了“理正边坡稳定分析”软件。
该软件具有下列功能：⑴本软件具有通用标准、《堤防工程设计规范GB50286-98》、《碾压式土石坝设计规范SDJ218-84》、《碾压式土石坝设计规范SL274-2001》、《浙江省海塘工程技术规定》五种标准，以满足不同行业的要求；⑵本软件提供三种地层分布模式（等厚地层、倾斜地层、复杂地层），可满足各种地层条件的要求；⑶本软件可计算边坡的稳定安全系数及剩余下滑力；⑷本软件提供多种方式计算边坡的稳定安全系数；⑸本软件提供的自动搜索最小稳定安全系数的方法，是理正技术人员研制、开发、应用到软件中，并取得良好的效果。
一般情况下，都可以得到最优解。
但是对于较复杂的地质条件，建议先指定区域搜索、分不同精度进行分析，逐步逼近最优解，这样才能既快又准；⑹对于圆弧滑动稳定计算，本软件提供三种方法：瑞典条分法、简化Bishop法、及Janbu法；对于折线滑动稳定计算，本软件提供三种方法：简化Bishop法、简化Janbu法、摩根斯顿-普赖斯法。
用户可以根据不同的要求采用不同的方法。
⑺ 本软件针对水利行业做了大量工作，除水利的堤防、碾压土石坝规范外，还有海堤规范；可按不同工况一一施工期、稳定渗流期、水位降落期计算堤坝的稳定性（包括总应力法及有效应力法）；⑻软件可考虑地震作用、外加荷载及锚杆、锚索、土工布等对稳定的影响；详细考虑水的作用，包括堤坝内部、外部水的作用；尤其方便的是可以将渗流软件分析的流场数据直接应用到稳定分析，使计算结果更逼近真实状况；⑼具有图文并茂的交互界面、计算书；具有对计算过程的信息查询及计算过程图形显示功能，可视化程度高；并有及时的提示指导，帮助用户使用软件；本软件适用于水利、公路、铁路等行业岩土在工程建设中遇到的边坡（主要是土质边坡、岩石边坡可参考）稳定分析。
