边坡破坏模式Word 文档
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公路路基边坡破坏形式和原因及防护措施一、边坡破坏形式及原因路基边坡的滑塌是最常见的路基病害之一,根据边坡土质类别、破坏原因和规模不同,主要破坏形式为溜方、滑坡、剥落和碎落崩塌四种。
溜方是由于少量土体沿土质边坡向下移动所形成,即边坡上薄的表层土下溜,通常是由于降水、降雨等流动水冲刷边坡或施工不当而引起的。
滑坡是指一部分土体在重力作用下沿边坡的某一滑动面滑动,主要是因土体的稳定性不足引起的。
路堤边坡发生滑坡的主要原因是边坡坡度过陡或坡脚被挖空,或填土层次安排不合适等;路堑边坡发生滑坡的主要原因是边坡高度和坡度与天然岩土层次的性质不相适应。
剥落和碎落是指边坡风化岩层表面,在各种外界环境的影响下使表层岩石从坡而上剥落下来的破坏形式。
崩塌通常是指较大的石块脱离边坡表面沿坡而滚落下来。
二、路基边坡防护设计原则公路边坡沿公路分布的范围广,对自然环境的破坏范围大,如果在防护的同时,能够注意保护环境和创造环境,采用适当的绿化防护方法来进行,则会使公路具有安全、舒适、美观、与环境相协调等特点,也将会产生可观的经济效益、社会效益和生态效益。
因此,边坡设计应遵循“安全绿色、水土保持、恢复自然、环保之路”的设计原则。
三、路基边坡防护方法1.植草防护。
植物防护则是在边坡上种植草或植树,以减缓边坡上的水流速度,利用植物根系固结边坡表层土壤以减轻冲刷,从而达到保护边坡的作用。
植物防护不仅可以美化公路环境,调节边坡的湿温,起到固结和稳定边坡的作用,而且又比较简单、经济。
护草应选择根系发达、茎短、叶繁茂的耐旱草种,禁止使用生长在沼泽地带的草皮。
直接种草护坡的方法是:先将草种、肥料、水混合在土坡上,直接喷洒在坡面上。
优点是方法简单,施工方便,成本低,但易受风雨侵蚀;其次,在修整过的斜坡上,混合粘土、种子、肥料、水等。
是用喷浆机直接喷在坡面上,与原土粘结。
种子发芽后会扎根在坡面土壤中,形成整体保护。
植草前期,以上两种方法都要防风防雨,并能覆盖纤维网。
边坡破坏模式-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1摘自《我国岩质边坡变形破坏的主要地质模式》一般来说边坡变形破坏的地质模式应该包括以下主要内容:1、边坡的基本地质条件,诸如区域地质背景,岩体结构及岩体介质结构特性,岩体的力学特性等,它们是决定边坡变形破坏地质模式的地质基础或物质基础;2、影响边坡稳定的各种人为动力因素(地下开采、坡脚切层开挖、爆破震动)及天然动力因素(大气降雨及地下水状态的变化、区域构造应力特征);3、边坡结构形式(顺倾边坡、反倾边坡等);4、边坡岩体变形发展的过程及其特点;5、边坡的失稳破坏方式.应该指出,岩体结构、岩体介质结构以及边坡结构相互之间既有联系又有明显差别的不同概念.岩体结构主要决定于岩体中结构面及结构体的组合特征.岩体介质结构则指不同力学性质的岩体在空间的组合特性.边坡结构则主要反映了边坡与岩层产状之间的空间组合关系.影响边坡穗定性的因素是多方面的,不但包括边坡岩体的介质结构、边坡结构、岩体结构、区域性地质背景、构造应力特征及构造条件等地质因素,而且包括各种人为的及自然的动力因素.这些动力因素主要是地下开采的扰动及坡脚切层开挖、爆破震动及地下水的作用等.地质条件虽然是决定或影响边坡定性的基础,但边坡的急剧变形或破坏都与各种人为的、天然的动力因素,有着密切的关系.大气降雨及水库蓄水是主要的自然动力因素,导致地下水状态的变化,减少了滑面的法向应力,降低了岩体的强度,改变了边坡岩体的稳定状态.就人为的动力因素来看,地下开挖显然有重要的影响,不但扰动破坏了上复岩体,且增加了岩体的渗透性,对边坡的变形破坏起到加速作用对于矿山边坡来说,爆破的动态效应对边坡的稳定亦有重要的影响,不但直接损害了岩体的完整性,且在重复爆破条件下,边坡岩体可能产生疲劳破坏,从而加速边坡破坏的过程.摘自霍克布朗《岩石边坡工程》为了使滑动沿单一平面发生,必须满足以下的几何条件:a.滑动面的走向必须与坡面平行或接近平行(约在+-20°的范围之内)。
分析边坡工程的破坏形式及其防治措施在山区或沿海丘陵地区,公路工程在建设过程中,经常遇到岩质高边坡的问题,需要切实保证边坡工程的质量,避免其对于公路运营安全性的影响。
但是,当前形式下,公路边坡工程受各种因素的影响,容易出现破坏和病害,从而使得整个公路的可靠性和安全性受到影响。
因此,需要采取必要的措施,对其进行防治,保障公路的运营安全。
1 边坡工程的破坏形式对于公路的边坡工程而言,其破坏形式是多种多样的,主要是由边坡自身的岩土体结构和性质所决定的。
一般情况下,公路边坡可以分为土质边坡和岩质边坡两种。
土质边坡一般分布在平原、河流沿岸和沿海地区,相对较为广泛,而其土层的结构使得其稳定性相对较差,容易受到外因或内力作用的影响,产生破坏,其基本破坏形式是滑坡,包括直线型滑动和圆弧形滑动;岩质边坡主要分布在山区,相对于土质边坡而言,其强度更高,稳定性也更好,但是受岩石类型、结构、岩层走向以及应力作用的影响,同样会产生破坏,其基本的破坏形式是崩塌和错落,包括圆弧破坏、平面破坏等。
2 边坡工程的病害类型2.1 风化风化,是指地表或接近地表的坚硬岩石、矿物与大气、水及生物接触过程中产生物理、化学变化,从而在原地形成松散堆积物的全过程。
对于边坡工程而言,风化剥落可以说是最为常见的病害类型,其病害程度受岩石质地的影响,如果质地相对坚硬,则剥落缓慢,反之,则剥落迅速,更加严重。
通常情况下,风化剥落病害对于公路的安全并没有太大的影响,但是如果没有及时进行处理,使得风化程度不断加深,会导致边坡岩体遭到严重破坏,最终影响公路的稳定性和行车安全。
2.2 滑坡滑坡,是指边坡的局部稳定性遭到破坏,在重力和公路承载力的共同作用下,岩体或其他碎屑会沿一个或多个破裂滑动面,向下做整体滑动行为。
产生滑坡的原因不仅仅是重力作用,还包括地下水和人为活动的影响。
一般情况下,滑坡需要经过蠕动变形、滑动破坏以及稳定三个阶段,滑动速度较慢,但是也不排除高速滑动的现象。
陡坡路堤边坡破坏模式分析及处理对策【摘要】结合重庆某山区公路陡坡上路基工程的特点,深入探讨了山区陡坡上路基破坏机理与破坏模式,在综合运用极限平衡分析与有限元分析方法基础上,探讨了山区陡坡上高速公路路基稳定性的分析方法,并提出了山区公路陡坡上路基治理措施与对策。
【关键词】陡坡;路基;极限平衡分析;有限单元法随着西部大开发进程不断推进,城市交通不断向山区延伸,这给城市道路尤其是陡坡上路基的建设带来了许多困难。
本文结合重庆某市政路网建设工程实践,从分析山区城市道路陡坡地段路基型式、破坏机理与模式出发,探讨其稳定性分析方法,进而提出山区高速公路陡坡上路基的综合处理方法与治理对策。
1、陡坡路基破坏模式与机理通常来说,修建在坡度陡于1:2.5的山坡坡面上的路基,称作陡坡上路基。
根据山区地形和路基横断面的情况,可分为全填方陡坡路堤和半填半挖陡坡路堤,如下图所示。
图1 全填方陡坡路堤图2半填半挖陡坡路堤本文中分析对象主要针对全填方陡坡路堤。
山区陡坡上路基稳定性主要受山体的自然坡度、控制性层面土层强度参数的影响、路基建设的开挖爆破工艺等。
为了探讨山区陡坡上路基的综合治理措施与对策,首先应深入探讨其破坏模式与机理。
1.1 山区陡坡上路基变形破坏机理陡坡上路基变形破坏机理极其复杂,它是陡坡上路基破坏失稳治理的依据。
陡坡上路基变形破坏的原因除由于山区坡度较大以外,路基填土压实度不足、填料综合抗剪指标低、路基下存在软弱土层、路基变形刚度差异过大、填筑物成分不均、地下水的动态变化等都可能导致路基失稳破坏。
1.2 陡坡上路基变形破坏模式根据岩土力学理论及以往类似工程经验,陡坡填方路基的破坏模式主要包括:(1)填方边坡沿内部土体圆弧滑动。
(2)原始陡坡路基土层抗剪强度低,填方后路基随同山坡面覆盖层沿倾斜基岩面滑动(及沿岩土分界面滑动)。
(3)陡坡路基土层较厚,路基连同下卧软弱土层沿某一圆弧滑动面滑动。
(4)基底为岩层或稳定山坡,因山坡坡度大,路堤整体沿与山坡接触的坡面产生滑动。
公路路基边坡破坏形式及防护措施一、路基边坡破坏表现形式及成因(一)路基边坡破坏主要表现为边坡坡面及坡脚的冲刷。
坡面冲刷主要来自大气降水对边坡的直接冲刷和坡面径流的冲刷,使路基边坡沿坡面流水方向形成冲沟,冲沟不断发展最终导致边坡破坏,进一步造成路面塌陷,直接影响了行车的安全。
沿河路堤及修筑在河滩上滞洪区内的路堤。
还要受到洪水的威胁,这种威胁表现为直接冲毁路堤坡脚,导致边坡破坏。
边坡破坏还与路基填料的性质,路基高度,路基压实度有关。
一般来说,砂性土路基边坡较粘性土边坡易于遭受冲刷而破坏;较高的路基边坡比较低的路基边坡更容易遭受坡面流水冲刷;压实度较好的边坡比压实度差的边坡更耐冲刷。
冲刷破坏一般发生在较缓的土质边坡上,如砂型土边坡,亚粘性土边坡,黄土边坡等。
在日常大气降水和风化作用下,沿坡面径流方向形成许多水冲沟,如平常不注意养护或养护不到位,日积月累将逐年扩大。
加上冬季积雪,造成坡脚湿软,路基强度降低,上部土体失去支撑,最终发生破坏。
同时,高速公路行驶的汽车溅起的雨雪水,也会冲刷坡脚。
因此,对土质路基来说,边坡坡脚是边坡的最薄弱环节。
应加强养护。
(二)路基边坡坍塌一般分为三类;滑动型、落石型、流动型坍塌。
这三类情况可单独存在,也可同时在一种情况中出现。
滑动型坍塌,在路基挖方段,尤其在深挖石质地段,由于岩层在外力的作用下剪断,沿层间软石发生顺层滑动,造成坍塌。
施工爆破开挖破坏了原来岩体的稳定性。
当基岩上有岩屑层、岩堆等松散堆积物时,堆积物也易沿岩层的层理面、节理面或断面层发生坍塌。
落石型坍塌,一般指较陡的岩石边坡,易产生落石的岩石必然是节理、层里、断层影响下裂隙发育,被大小不一的裂面分割成软弱的短块。
裂隙张开的程度,肉眼看不出来,在平常的养护中,也很难发现。
由于渗水,反复冻融,造成长时间的微小移动,裂缝逐渐扩大。
在夏季,雨水会经常充满裂缝,产生侧向静水压力作用。
最终造成坍塌。
一般裂隙发育岩体、硬岩下卧软弱层,更易发生落石现象,此类破坏形式,对行车安全构成很大威胁,必须严格控制。
摘自《我国岩质边坡变形破坏得主要地质模式》一般来说边坡变形破坏得地质模式应该包括以下主要内容:1、边坡得基本地质条件,诸如区域地质背景,岩体结构及岩体介质结构特性,岩体得力学特性等,它们就是决定边坡变形破坏地质模式得地质基础或物质基础;2、影响边坡稳定得各种人为动力因素(地下开采、坡脚切层开挖、爆破震动)及天然动力因素(大气降雨及地下水状态得变化、区域构造应力特征);3、边坡结构形式(顺倾边坡、反倾边坡等);4、边坡岩体变形发展得过程及其特点;5、边坡得失稳破坏方式、应该指出,岩体结构、岩体介质结构以及边坡结构相互之间既有联系又有明显差别得不同概念、岩体结构主要决定于岩体中结构面及结构体得组合特征、岩体介质结构则指不同力学性质得岩体在空间得组合特性、边坡结构则主要反映了边坡与岩层产状之间得空间组合关系、影响边坡穗定性得因素就是多方面得,不但包括边坡岩体得介质结构、边坡结构、岩体结构、区域性地质背景、构造应力特征及构造条件等地质因素,而且包括各种人为得及自然得动力因素、这些动力因素主要就是地下开采得扰动及坡脚切层开挖、爆破震动及地下水得作用等、地质条件虽然就是决定或影响边坡定性得基础,但边坡得急剧变形或破坏都与各种人为得、天然得动力因素,有着密切得关系、大气降雨及水库蓄水就是主要得自然动力因素,导致地下水状态得变化,减少了滑面得法向应力,降低了岩体得强度,改变了边坡岩体得稳定状态、就人为得动力因素来瞧,地下开挖显然有重要得影响,不但扰动破坏了上复岩体,且增加了岩体得渗透性,对边坡得变形破坏起到加速作用对于矿山边坡来说,爆破得动态效应对边坡得稳定亦有重要得影响,不但直接损害了岩体得完整性,且在重复爆破条件下,边坡岩体可能产生疲劳破坏,从而加速边坡破坏得过程、摘自霍克布朗《岩石边坡工程》为了使滑动沿单一平面发生,必须满足以下得几何条件:a、滑动面得走向必须与坡面平行或接近平行(约在+20°得范围之内)。
边坡变形破坏类型
说到边坡变形破坏类型?现阶段,我国常见的边坡变形破坏类型有哪些?基本情况怎么样?以下是中国下面梳理边坡变形监测相关内容,基本情况如下:
边坡变形监测的基本内容:
边坡监测一般包括:地表大地变形监测、地表裂缝位错监测、地面倾斜监测、裂缝多点位移监测、边坡深部位移监测、地下水监测、孔隙水压力监测、边坡地应力监等。
边坡变形破坏类型:
在野外常见到的边坡变形破坏主要有松弛张裂、蠕动变形、崩塌、滑坡四种类型。
此外尚有塌滑、错落、倾倒等过渡类型,另外泥石流也是一种边坡破坏的类型。
松弛张裂。
在边坡形成过程中,由于在河谷部位的岩体被冲刷侵蚀掉或人工开挖,使边坡岩体失去约束,应力重新调整分布,从而使岸坡岩体发生向临空面方向的回弹变形及产生近平行于边坡的拉张裂隙,一般称为边坡卸荷裂隙。
蠕动变形。
是指边坡岩体主要在重力作用下向临空方向发生长期缓慢的塑性变形的现象,有表层蠕动和深层蠕动两种类型。
崩塌。
高陡的边坡岩体突然发生倾倒崩落,岩块翻滚撞击而下,堆积于坡脚的现象,称作崩塌。
在坚硬岩体中发生的崩塌也称岩崩,而在土体中发生的则称土崩。
滑坡。
边坡岩体主要在重力作用下沿贯通的剪切破坏面发生滑动
破坏的现象,称为滑坡。
在边坡的破坏形式中,滑坡是分布最广、危害最大的一种。
它在坚硬或松软岩层、陡倾或缓倾岩层以及陡坡或缓坡地形中均可发生。
公路路基边坡破坏的形式及防护措施摘要:公路路基边坡防护中,相关人员需掌握其损坏原因、分析损坏形式,针对可能出现的问题采取合理的预防、防护措施,结合多种技术措施解决存在问题,保证边坡质量和稳定性,确保公路工程质量、稳定性和安全性满足使用需求。
关键词:公路工程;路基边坡;破坏形式;防护措施引言路基边坡的变形破坏形式是多种多样,不同类型的边坡,其稳定性的影响因素也是各不相同,所以讨论影响边坡失稳的因素不能一概而论。
在实际工程设计中,必须要坚持问题导向、因地制宜,这是确保公路安全、生态环保以及减少公路边坡失稳现象的根本所在。
1公路路基边坡破坏形式和原因分析1.1 填方边坡在填方边坡中,其主要的损坏为开裂、沉降变形及滑坍等;损坏的原因主要有如下几个方面:一是填方路段不良地质变化引发的路基边坡损坏,如因路基施工及车辆荷载的影响,使地基土体内部应力及含水情况发生变化,出现不良地质破坏;二是设计方案不合理及施工质量导致的损坏,如填料的选用、边坡坡率、施工工艺及压实度等不满足规范要求等;三是受到外界因素的影响产生的损坏,如地表水的冲刷,地下水的侵蚀软化路基土体,温度、湿度的反复变化影响以及地震和人为破坏等。
1.2 挖方边坡人工开挖的石质边坡,其强度要符合边坡的稳定性要求。
但受降雨和融雪等影响,挖方边坡不可避免会出现一些损害,主要的损坏形式有三种,即落石型、滑坡型和流动型崩塌。
首先是落石型崩塌,这种灾害主要出现在节理裂隙较为发育、边坡较陡的岩质边坡,岩体沿不利节理裂隙面活动。
同时渗水、冻融的反复影响下,裂缝会持续扩大,降雨又会使其中充满水,进而在侧向静水压力下引发崩塌。
硬岩下卧软弱层也会出现这种情况,需对其及时严格控制,避免落石威胁到道路行车安全。
其次是滑动型边坡,在外力作用下岩层被剪断,一般在路基和存在软弱夹层的层间出现沿软岩顺层滑动现象,造成路基坍塌。
施工爆破挖掘过程中,岩体间的稳定性也会遭到破坏,如果在基岩上覆盖了松散的堆积物,就会使其沿地质分界面形成坍塌。
本项研究是在前人丰富研究成果基础上,结合我们的研究和生产实践。
提出露天矿变形破坏模式,它是以岩体结构为最基本的控制因素,考虑了结构面组合形态、岩性、地应力和地下水,同时也考虑了滑床,滑体形态和变形破坏方式来总结最常见的模式。
矿山边坡变形破坏模式是多种多样的,但具体的滑坡都是基本破坏模式中的一种或多种的组合。
变形和破坏是边波失稳的两个相互联系、又有区别的阶段。
矿山开挖后,边坡内的应力发生了变化。
边坡原有的平衡被打破,边坡岩体发生变形和局部破裂,以调整应力状态,并产生新的平衡。
如局部破裂发展成贯穿性的破坏面。
并使部分岩体以一定的加速度产生较一大位移,则边坡破坏。
因此研究要从变形开始。
高速公路路基边坡破坏形式及防护措施摘要:高速公路路基是公路的重要组成部分,加强高速公路路基边坡的防护工作有利于延长公路的使用寿命和公路安全。
本文主要探讨了高速公路路基边坡破坏形式及防护措施。
关键字:路基边坡防护措施Abstract: Highway embankment is an important part of the road, and strengthen the work of the highway embankment slope protection to help extend the life of the highway and highway safety. This paper discusses the highway embankment slope failure modes and protective measures.Keywords: embankment slope protection measures.一、边坡破坏的主要类型笔者根据多年的工作经验,总结出我国高速公路路基的边坡破坏主要有以下几大类:公路上边坡破坏、公路下边坡破坏、冲刷破坏和边坡的崩塌。
1、公路上边坡破坏:我们一般将人工开挖的斜坡称为上边坡,其主要作用是维护边坡的稳定。
但是在降雨、融雪、冻胀以及风化等外力作用下,也容易被破坏,主要破坏形式为冲刷、崩塌等。
2、公路下边坡破坏:路基下边坡一般为填土路堤受力稳定的路堤边坡的破坏,主要表现为边坡坡面及坡角的冲刷。
坡面冲刷主要来自降水对边坡的直接冲刷和坡面径流的冲刷,使路基边坡沿坡面流水方向形成冲沟,冲沟不断发展导致路基发生破坏;沿河路堤及修筑在河滩上、滞洪区内的路堤,还要受到洪水的威胁,可能出现冲毁路堤坡脚导致边坡破坏的现象。
边坡破坏还与路基填料的性质、路基边坡高度、路基密实度有关系。
一般地,砂性土边坡较粘性土边坡更容易遭受坡而流水冲刷,密实度较好的边坡,比密实度较低的边坡耐冲刷。
摘自《我国岩质边坡变形破坏的主要地质模式》
一般来说边坡变形破坏的地质模式应该包括以下主要内容:
1、边坡的基本地质条件,诸如区域地质背景,岩体结构及岩体介质结构特性,岩体的力学特性等,它们是决定边坡变形破坏地质模式的地质基础或物质基础;
2、影响边坡稳定的各种人为动力因素(地下开采、坡脚切层开挖、爆破震动)及天然动力因素(大气降雨及地下水状态的变化、区域构造应力特征);
3、边坡结构形式(顺倾边坡、反倾边坡等);
4、边坡岩体变形发展的过程及其特点;
5、边坡的失稳破坏方式.
应该指出,岩体结构、岩体介质结构以及边坡结构相互之间既有联系又有明显差别的不同概念.岩体结构主要决定于岩体中结构面及结构体的组合特征.岩体介质结构则指不同力学性质的岩体在空间的组合特性.边坡结构则主要反映了边坡与岩层产状之间的空间组合关系.
影响边坡穗定性的因素是多方面的,不但包括边坡岩体的介质结构、边坡结构、岩体结构、区域性地质背景、构造应力特征及构造条件等地质因素,而且包括各种人为的及自然的动力因素.这些动力因素主要是地下开采的扰动及坡脚切层开挖、爆破震动及地下水的作用等.地质条件虽然是决定或影响边坡定性的基础,但边坡的急剧变形或破坏都与各种人为的、天然的动力因素,有着密切的关系.大气降雨及水库蓄水是主要的自然动力因素,导致地下水状态的变化,减少了滑面的法向应力,降低了岩体的强度,改变了边坡岩体的稳定状态.就人为的动力因素来看,地下开挖显然有重要的影响,不但扰动破坏了上复岩体,且增加了岩体的渗透性,对边坡的变形破坏起到加速作用对于矿山边坡来说,爆破的动态效应对边坡的稳定亦有重要的影响,不但直接损害了岩体的完整性,且在重复爆破条件下,边坡岩体可能产生疲劳破坏,从而加速边坡破坏的过程.
摘自霍克布朗《岩石边坡工程》
为了使滑动沿单一平面发生,必须满足以下的几何条件:
a.滑动面的走向必须与坡面平行或接近平行(约在+-20°的范围之内)。
k7。
破坏面必须在边坡面露出,就是说它的倾角必须小于坡面的倾角
C。
破坏面的倾角必须大于该面的摩擦角
d.岩体中必须存在对于滑动仅有很小阻力的解离面,它规定了滑动的侧面边界。
另
一种可能的情况是,破坏在穿通边坡的凸出的“鼻部”的破坏平面上发生。
分析二维边坡问题时,通常是考虑与边坡面正交的一个单位厚度的岩片。
这就是说,滑动面的面积可用穿过边坡垂直断面上可见的滑动线长度来代表,而滑动块的体积可用在垂直断面卜表示该块体图形的面积来代表。
摘自《基于RS理论的岩质路堑边坡稳定性研究》
边坡变形破坏模式RS判定
边坡变形破坏模式的确定,主要分两步进行:首先是对边坡岩体结构类型的确定;在此基础上再进行边坡变形破坏模式的判定。
其主要过程如图4一1所示。
4.21边坡岩体结构模型RS预测
(l)RS预测指标
当前,在我国尚没有统一的岩体结构类型的划分标准,各部门、各行业,根据各自勘察、设计、施工及研究的需要,提出了各自的岩体结构分类,国外也有不少分类方法。
本研究是针对边坡地质工程模型研究而进行岩体结构类型的划分,故本文选择了考虑岩体的地质成因及岩体地质特性的中国科学院地质研究所谷德振教授的分类方法,将岩体结构分为四大类八亚类。
在此标准基础上略作改动,根据边坡工程分析的需要,将第m大类中的第2、3亚类并为一类,即共分为5类,其具体分类标准数据见表4一10所示。
在选择了岩体结构类型划标准以后,确定待分类岩体的结构类型。
其实质上就是把每一类型的标准视作一个标准样本,然后将待分类的样本的实测值与标准样本进行比较、分析、判断与哪一标准更接近。
因此,岩体结构类型划分是属于模式识别问题。
当前,迅速发展的RS模型己在其它领域的模式识别中获得广泛的应用,本文把RS理论引入边坡稳定性研究领域,尝试把RS理论用于岩体结构类型划分。
(2)RS预测模型
根据RS理论要求,要进行模式判别,首先要确定判别对象的条件属性和决策属性。
在岩体结构类型论域中的对象根据条件属性的不同,被划分到具有不同决策属性的决策类。
对于岩体结构而言,决策层有5个属性(见表4一11)。
条件属性有5个,其特征和RS表示方法分别见表4~12。
于是便可得到岩体结构类型标准的RS预测模型,见表4一13,然后,根据样本中各条件的属性,建立实例的粗糙集模型。
(3)实例应用
根据文献[l3]提供的实例(见表4一14),用上述方法建立的岩体结构RS预测模型见表4一15,具体步骤如下:
①策表简化以上建立了岩体结构类型RS判别模型。
但要进行RS判别,
还须对决策表中的条件属性进行简化,鉴别出那些不必要的或者说是多余的条件属性。
去除这些不影响原来的分类效果的属性过程,这就是求条件属性的约简和核,一个决策表可能同时存在几个约简,这些约简的交集就是决策表的核,核中的属性是分类的重要属性,求约简的方法很多,最简单的就是去除法,即去掉某一属性,看是否影响整个决策结果。
在表4一15中去掉属性a后得表4一16,从表4一16可得:
显然结果之间是协调的,没有发生矛盾,说明属性a是可以省略的。
省略后出现第3行与第9行重复。
同理,从4一15中分别去掉属性b,e,d,e后得表4一17,4一18,4一19,4一20。
显然,表4一17~4一20都是协调的,因此,属性b,c,d,e都可以省略。
故,该判别模型有多种最小解模式。
从表4一16~4一20中可以看出去掉属性e后出现的冗余最多,因此,由该简化后的决策表所得的是该判别模型的最小解。
由表4一20消去冗余后得表4一21。
②决策分析对上述决策简化表逐一条块去掉冗余后,得到决策规则的最终简化表,如表4一22所示,由此可见,岩体结构主要是受结构面级别控制,只要结构面的级别确定,岩体结构类型就可以确定,并非象以往的判别中需要许多参数才能确定。
4.22边坡变形破坏模式RS判定
依照同样的原理,在岩体结构类型判别后,就可以结合边坡工程结构与岩体结构的关系建立不同岩体结构下的边坡变形破坏RS识别模式,然后进一步判别边坡变形破坏模式,具体如下:
(1)整体结构岩体边坡变形破坏模式的RS识别一般说来,整体结构与边坡工程的关系比较
简单,此类边坡稳定性主要取决于岩体强度,根据现有的研究成果,整体结构岩体边坡变形破坏模式识别网络如图4一2所示。
根据上述网络图,就可以得到整体结构岩体边坡变形破坏模式的RS识别模型。
具体见表4一23。
由上表便可以建立整体结构岩体边坡变形破坏模式RS识别模型,见表4一24。
实际识别时取若干工程实例,按它们所属的条件属性和决策属性分别输入Rs模型中,便可得到训练模型,然后对模型通过约简、去余等决策分析后,就可用于模式判别。
(2)层状结构岩体边坡变形破坏RS识别模型
层状结构是边坡中最常遇的岩体结构类型,是一种复杂的结构模式,由其组成的边坡工程结构也十分复杂。
故,该结构是边坡稳定性变形破坏类型最多、原因最复杂的类型。
研究表明,影响该结构的边坡稳定性因素有岩性、边坡结构、岩体强度、岩层产状和坡高与坡角。
其可能产生的边坡变形破坏模式识别网络如图4一3所示。
利用该识别网络便可建立层状结构边坡变形破坏模型的RS识别模型。
见表4一25。
(3)块裂结构岩体边坡变形破坏RS识别模型
块裂结构的岩质边坡,一般而言,稳定性较好。
受边坡结构的影响,可能的变形破坏模式主要有楔形破坏和单平面滑动等。
块裂结构岩体边坡可能变形破坏模式如图4一4所示。
根据网络识别图便可建立RS识别模型,见表4一26。
(4)碎裂结构岩体边坡变形破坏模式RS判别模型
由碎裂结构岩体组成的边坡,其稳定性一般较差,可能产生的变形破坏模式主要有圆弧滑动和折线滑动破坏,其识别网络如图4一5所示。
由此,可以建立碎裂结构边坡破坏模式的RS判别模型,见表4一27。
(5)散体结构边坡变形破坏模式RS识别模型
散体结构的岩质边坡稳定性极差,其破坏模式通常为圆弧滑动破坏,故,对于散体结构边坡只需判别出其岩体结构是散体结构即可,无需再进行二级判别。
4.23边坡变形破坏模式综合判定
前面,分别讨论了边坡变形破坏模式的判别方法及途径,从中可以看出,边坡变形破坏模式的判定,关键的主要有两步:一是边坡岩体结构的确定,二是边坡结构的确定。
二者祸合就可以得到边坡变形破坏模式,其过程可见图4一6。