滑坡研究現(xiàn)狀綜述

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1、滑坡研究現(xiàn)狀綜述張建永［摘要］本文就滑坡的調(diào)查方法、穩(wěn)定性評價(jià)、失穩(wěn)模式、預(yù)報(bào)以及處理措施等簡述滑坡研究的現(xiàn)狀，對各種方法的適用性做岀簡要的評述，并指岀滑坡研究的發(fā)展趨勢。［關(guān)鍵詞］滑坡；穩(wěn)定性；失穩(wěn)模式；預(yù)報(bào)；研宂現(xiàn)狀中圖分類號：P642.2文獻(xiàn)類型：A隨著人類工程活動口益頻繁，規(guī)?？谝嬖龃?，遇到的邊坡穩(wěn)定問題也越來越突出。邊坡失穩(wěn)輕則増加投資，延長工期：重則摧毀建筑物，造成人員傷亡。統(tǒng)計(jì)資料顯示，1951?1991年的40年中，我國工程滑坡災(zāi)害至少造成1169人死亡；經(jīng)濟(jì)損失更是巨大，僅云南漫灣水電站滑坡造成的損失就超過10億元，延誤工期一年以上，本文擬就滑坡的調(diào)查、穩(wěn)定性評價(jià)、失穩(wěn)

2、模式及其影響因素、預(yù)報(bào)及處理措施等方面淺談研宂的現(xiàn)狀。1滑坡的調(diào)查最直接也最常見的方法就是變形跡象調(diào)查。后緣張裂縫、陡壁等地貌特征是滑坡存在的明顯證據(jù)。如果坡腳有泉出露，泉水流量和清澈程度的變化往往是滑坡即將發(fā)生的征兆。在有些情況下，已經(jīng)張開的后緣裂縫又趨于逐漸閉合，恰恰是滑坡即將發(fā)生的征兆（據(jù)王蘭生）。近年來，除了鉆探、物探等常規(guī)方法以外，還出現(xiàn)了一些新的勘探方法，如鉆孔電視、地質(zhì)雷達(dá)、鉆孔CT等技術(shù)。遙感技術(shù)正得到愈來愈廣泛的應(yīng)用，在大型工程的勘測階段，利用遙感圖像可以顯著提高效率，改善工作條件。在京九鐵路的選線和施工階段，遙感技術(shù)的成功應(yīng)用說明了這一點(diǎn)。再如，石家莊西郊石灰?guī)r山區(qū)的

3、一大型滑坡就是首先在遙感圖像上發(fā)現(xiàn)的，后來的實(shí)地考察證實(shí)了原判斷。應(yīng)當(dāng)指出，遙感技術(shù)畢竟不能深入到地質(zhì)體的內(nèi)部，它得到的只是表層的信息，因此，遙感技術(shù)無法完全取代現(xiàn)場的勘察工作，而只能作為一種有效的輔助手段。2滑坡的穩(wěn)定性評價(jià)滑坡的穩(wěn)定性關(guān)系到工程選址、設(shè)計(jì)方案等重大決策問題。穩(wěn)定性評價(jià)要求適宜的分析方法和合理的參數(shù)取值。為解決復(fù)雜的問題，須將其作適當(dāng)?shù)暮喕闯橄蟪鲞m宜的模型。模型太簡化了不能反映滑坡的真實(shí)狀態(tài)；太復(fù)雜了則須確定的參數(shù)又太多，受參數(shù)可靠程度的影響，分析結(jié)果的可靠性必然大打折扣。殷宗澤指出，如果片面追求模型的復(fù)雜性，雖然使用了很復(fù)雜的本構(gòu)關(guān)系，考慮的影響因素很全面，但列出

4、的方程式過于復(fù)雜，不是在數(shù)學(xué)上難以求解，就是所耍求的有些參數(shù)無法取得，從而使理論沒有實(shí)用價(jià)值。現(xiàn)今使用的數(shù)學(xué)模型大致可分為兩類。一類是基予極限平衡理論的條分法，另一類是數(shù)值分析方法。雖然條分法人為假定的條間作用力并不代表斜坡真實(shí)的應(yīng)力狀態(tài)，但條分法計(jì)算簡單，發(fā)展歷史較長，就穩(wěn)定性而言，其結(jié)果己可滿足實(shí)際需要，尤其對土坡是如此。各種條分法的對比說明，在參數(shù)相同的情況下，采用不同的計(jì)算假設(shè)，相互之間結(jié)果差別不大，誤差主要來源于參數(shù)的取值。這也說明條分法的發(fā)展已相當(dāng)成熟。七、八十年代有些學(xué)者致力于求取最可能滑動面。所用方法一般是將穩(wěn)定性系數(shù)Fs視為滑面上某些函數(shù)的泛函，用變分法求該泛函的極值，

5、Fs最小的滑面即最可能的滑而。但是普遍存在的一個(gè)缺陷是數(shù)學(xué)上不夠嚴(yán)密，即給出的只是極值的必要條件，而未能給出充分條件。換言之，滿足同一Fs值的滑面可能不止一個(gè)。從實(shí)用的角度來看，現(xiàn)今計(jì)算機(jī)的速度己相當(dāng)快，并且性能仍在不斷提高，因此可以取一相當(dāng)寬的搜索區(qū)域反復(fù)試算，直至得出的穩(wěn)定性系數(shù)達(dá)到最小；況且，影響計(jì)算結(jié)果的主要因素是參數(shù)取值，既然如此，將研宂的重點(diǎn)集屮到計(jì)算參數(shù)的合理優(yōu)化上，似乎更為有利。從這個(gè)意義上來講，最可能滑面的求解只具有理論上的價(jià)值。此外，最可能滑面理論僅適用于土質(zhì)邊坡，對巖質(zhì)邊坡而言，情況與土質(zhì)邊坡有很大不同。由于巖質(zhì)邊坡在長期的地質(zhì)歷史環(huán)境屮接受改造，形成很多結(jié)構(gòu)面（如

6、層面、裂隙面、節(jié)理面），這些“預(yù)制”的結(jié)構(gòu)面控制著邊坡的變形發(fā)展，而完整巖石的力學(xué)性質(zhì)尚居其次，所以，巖質(zhì)邊坡的破壞遵循的規(guī)律與土質(zhì)邊坡的有較大的不同。邊坡穩(wěn)定性分析的另一類數(shù)學(xué)模型是數(shù)值分析方法（有限單元法FEM、邊界單元法BEM、離散單元法DEM、有限差分法FDM等）。由于計(jì)算機(jī)性能的不斷提高，數(shù)值分析方法得到了充分發(fā)展，并進(jìn)入成熟階段。當(dāng)前，最大的矛盾是對本構(gòu)關(guān)系的研允遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于計(jì)算技術(shù)的發(fā)展，成為制約計(jì)算成果可靠程度的瓶頸。有限元要繼續(xù)發(fā)展完善，應(yīng)該考慮本構(gòu)關(guān)系上的非線性和幾何上的非線性。本構(gòu)關(guān)系上的非線性己經(jīng)考慮到（如粘一彈一槊性模型），但巖土體的本構(gòu)關(guān)系實(shí)在太復(fù)雜，模型與實(shí)際

7、情況之間總有一定差別；兒何上的非線性在小變形時(shí)還不明顯，因此不為人所注意，變形較大時(shí)就不可忽略了，如隧道軟巖的變形破壞就無法用基于小變形假設(shè)的計(jì)算結(jié)果來解釋。小變形己越來越不適應(yīng)理論發(fā)展的需耍，基丁?大變形前提的計(jì)算理論是今后發(fā)展的方向。如前所述，參數(shù)取值對計(jì)算結(jié)果的影響是首要因素，而巖土體又W有一定的不均質(zhì)性，受參數(shù)取值的變動，計(jì)算結(jié)果必然有一定的離散性。因此，每次單獨(dú)變動某一參數(shù)的取值，得到新的穩(wěn)定性系數(shù)，如此重復(fù)，找出對穩(wěn)定性