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边坡可靠性分析理论作者：宋青来源：《科学与财富》2010年第07期[摘要] 将可靠性分析引入边坡,通过计算边坡的可靠性指标和破坏概率,充分地反映了各种不确定性因素对边坡的影响情况,避免了安全系数使用过程中的绝对化。
能够更全面地体现边坡的安全情况。
[关键词] 边坡可靠性分析理论1 概述所谓可靠性分析,就是在承认计算所用数据的真确性、破坏机理的合理性、以及分析方法本身的适用性都具有一定程度不确定性的前提下,建立可靠性评价的随机模型,把其输入参数诸如潜在破坏面几何要素、岩土物理力学性质、地下水压分布、地震力以及其它附加荷载等均视作随机变量,并以一定的分布函数描述它们。
借助于概率论和数理统计方法,便可以求得边坡可靠度Ps,即所设计边坡能在使用期内、在指定的工作条件下,肯定地达到预计状态的程度,或保证边坡稳定的概率。
因为可靠概率Ps与破坏概率Pf之和为全概率,所以有:Ps+Pf=1。
因此,可靠性分析结果能反映各种类型的不确定性或随机性,包括频率分布上的和结果可信程度上的不确定性,不但给出边坡设计可采用的平均安全系数,还同时给出相应的可能承担的风险,即破坏概率。
用概率论的观点来研究边坡的可靠性,避免了“绝对化”,只要破坏概率很小,小到公众可以接受的程度,就认为边坡设计是可靠的。
可见,用破坏概率比用安全系数作为评价指标更能客观、定量地反映边坡的安全性。
在实际应用上,对于鉴别具有相同安全系数、不同破坏概率的两个边坡的安全性,破坏概率比安全系数具有更突出的优点。
将可靠性分析引入边坡,通过计算边坡的可靠性指标和破坏概率,充分地反映了各种不确定性因素对边坡的影响情况,避免了安全系数使用过程中的绝对化。
能够更全面地体现边坡的安全情况。
是对边坡确定性方法的一种补充,把两种方法融合起来,充分发挥各自的优点,以达到最佳效果,这也顺应了边坡稳定性分析领域的发展方向。
2 可靠性分析的基本概念2.1可靠性分析中的不确定性边坡工程是以岩土体为工程材料,以岩土体天然结构为工程结构,或以堆置物为工程材料、以人工控制结构为工程结构的特殊构筑物。
边坡稳定性分析第9章边坡稳定性分析学习指导：本章介绍了边坡的破坏类型，即：岩崩和岩滑；着重介绍了边坡稳定性分析与评价基本方法，包括圆弧法岩坡稳定分析、平面滑动法岩坡稳定分析、双平面滑动岩坡稳定分析、力多边形法岩坡稳定分析及近代理论计算法；介绍了岩坡处理的措施。
重点：1边坡的变形与破坏类型；2影响边坡稳定性的因素；3边坡稳定性分析与评价。
9.1 边坡的变形与破坏类型9.1.1 概述随着社会进步及经济发展，越来越多地在工程活动中涉及边坡工程问题，通过长期的工程实践，工程地质工作者已对边坡工程形成了比较完善的理论体系，并通过理论对人类工程活动，进行有效地指导。
近年来，随着环境保护意识的增加及国际减轻自然灾害十年来的开展，人类已认识到：边坡诞生不仅仅是其本身的历史发展，而是与人类活动密切相关；人类在进行生产建设的同时，必须顾及到边坡的环境效应，并且把人类的发展置于环境之中，因而相继开展了工程活动与地质环境相互作用研究领域，在这些领域中，边坡作为地质工程的分支之一，一直是人们研究的重点课题之一。
在水电、交通、采矿等诸多的领域，边坡工程都是整体工程不可分割的部分，为保证工程运行安全及节约经费，广大学者对边坡的演化规律、边坡稳定性及滑坡预测预报等进行了广泛研究。
然而，随着人类工程活动的规模扩大及经济建设的急剧发展，边坡工程中普遍出现了高陡边坡稳定性及大型灾害性滑坡预测问题。
在我国，目前的露天采矿的人工边坡已高达300—500m，而水电工程中遇到的天然边坡高度已达500—1000米，其中涉及的工程地质问题极为复杂，特别是在西南山区，边坡的变形、破坏极为普遍，滑坡灾害已成为一种常见的危害人民生命财产安全及工程正常运营的地质灾害。
因此，广大工程地质和岩石力学工作者对此问题进行了长期不懈的探索研究，取得了很大的进展；从初期的工程地质类比法、历史成因分析法等定性研究发展到极限平衡法、数值分析法等定量分析法，进而发展到系统分析法、可靠度方法灰色系统方法等不确定性方法，同时辅以物理模拟方法，并且诞生了工程地质力学理论、岩(土)体结构控制论等，这些无疑为边坡工程及滑坡预报研究奠定了坚实的基础，为人类工程建设做出了重大贡献。
第一章绪论1．1引言边坡是自然或人工形成的斜坡，是人类工程活动中最基本的地质环境之一，也是工程建设中最常见的工程形式。
随着我国基础设施建设的蓬勃发展，在建筑、交通水利、矿山等方面都涉及到很多边坡稳定问题。
边坡的失稳轻则影响工程质量与施工进度，重则造成人员伤亡与国民经济的重大损失。
因此，边坡的勘察监测、边坡的稳定性分析、边坡的治理，是降低降低灾害的有效途径，是地质和岩土工程界重点研究的问题。
随着城市化进程的加速和城市人口的膨胀，越来越多的建筑物需要被建造，城市的用地也越来越珍贵。
特别是对于长沙这样多丘陵的城市来说，建筑边坡成为了不可避免的工程。
1.2边坡破坏类型边坡的破坏类型从运动形式上主要分为崩塌型和滑坡型。
崩塌破坏是指块状岩体与岩坡分离，向前翻滚而下。
一般情况岩质边坡易形成崩塌破坏，且在崩塌过程中岩体无明显滑移面。
崩塌破坏一般发生在既高又陡的岩石边坡前缘地段，破坏时大块岩体由于重力或其他力学作用下与岩坡分离而倾倒向前。
崩塌经常发生在坡顶裂隙发育的地方。
主要原因有：风化等作用减弱了节理面的黏聚力，或者是雨水进入裂隙产生水压力，或者是气温变化、冻融松动岩石，或者是植物根系生长造成膨胀压力，以及地震、雷击等外力作用（图1-1）。
滑坡是指岩土体在重力作用下，沿坡内软弱面产生的整体滑动。
与崩塌相比滑坡通常以深层破坏形式出现，其滑动面往往深入坡体内部，甚至可以延伸到坡脚以下。
其滑动速度虽比崩塌缓慢，但是不同的滑坡滑动速度相差很大，这主要取决于滑动面本身的物理力学性质。
当滑动面通过塑性较强的岩土体时，其滑动速度一般比较缓慢；相反，当滑动面通过脆性岩石，且滑动面本身具有一定的抗剪强度，在构成滑面之前可承受较高的下滑力，那么一旦形成滑面即将下滑时，抗剪强度急剧下降，滑动往往是突发而迅速的。
滑坡根据滑动模式和滑动面的纵断面形态可以分为平面滑动、圆弧滑动、楔形滑动以及复合形。
当滑动面倾向与边坡面倾向基本一致，并且存在走向与边坡垂直或接近垂直的切割面，滑动面的倾角小于坡角且大于其摩擦角时有可能发生平面滑动。
