1.力学强度判据
常规的数值分析计算出边坡稳定性系数,当稳定系数小于1或某一临界值时,便认为边坡在力学强度方面是不稳定的。由于各种复杂效应的影响,不稳定边坡从力学概念上的失稳与实际产生滑动之间往往存在差别和时效问题,因此,用该判据预测边坡的滑动无实际指导意义,但可作为评价边坡长期稳定性的依据。
因此,基于岩土强度理论的力学强度判据主要用于分析评价边坡稳定安全度以及进行相应的加固设计,也可用于边坡岩土力学参数的反演分析。其应用主要针对滑动破坏失稳模式,亦可作为崩塌破坏模式的辅助参考。
保施高速边坡工程主要基于力学强度判据进行抗滑稳定性分析评价和加固设计。实践证明,这一简单易行、传统常规的稳定判据,在相关边界条件、计算分析方法以及参数取值合理的条件下,能较好地反映边坡的实际稳定程度,是边坡工程治理的重要稳定判据。
2.变形速率判据
随着边坡变形的发展,边坡自身抵抗变形的能力不断削弱,变形速率相应增大。当变形速率大于某一允许值时,破坏开始。但临界速率的确定,有赖于先进的理论体系和大量模型试验。同时,外力触发的短暂大变形可能在外力消失后又恢复至原来的量级,因此,变形速率判据存在不确定性。
变形速率判据主要是依据监测体系提供的统计信息和分析曲线,判定边坡某一时段所处的稳定状态(稳态或非稳态)以及变形发展阶段(发生、发展、加速或减缓、失稳或趋稳以及收敛稳定)。
保施高速边坡工程采用变形速率量化判据,在相关部位边坡的稳态判识、变形阶段评判等方面发挥了十分重要的作用,特别是用于判定饮水沟巨型堆积体蠕滑变形的产生、变形程度分区及其随加固措施实施稳定收敛的过程,以及保施高速K27+400段边坡的稳定性等方面取到了良好的效果。
3.位移量与变形极限判据(www.daowen.com)
边坡岩土材料所能承受的变形(位移)量是有限的,临界位移量同变形速率一样,与岩土类型、性质、坡形及坡体结构等因素相关,有赖于综合确定。
在部分分析中,根据边坡变形的时间序列作变形曲线,由变形曲线的发展端作时间轴的垂线,与时间轴交点的时间作为滑坡时间,这种确定方法相对简单,但不易准确;也有将变形序列建立数学模型,导数为无限大的时间作为滑坡时间,该方法的缺点在于变形量未达此标准时破坏早已发生。
位移总量既可用于边坡稳定程度的控制指标,又可用于对监测资料进行分析评判。这两个方面的作用均因边坡工程的复杂性而使得具体数值的确定极其困难,需获取大量统计样本,开展分类整理分析才能有所突破。当用于边坡稳定程度的控制指标时,计算分析中可通过施加支护措施模拟,视其效应变化量达到相应临界值时的变形总量来进行初步拟定,实际监测成果反分析确认修正后,可用于本边坡项目进行极限变形控制。
该判据适用于不同岩土类别及变形失稳模式,通用性较强,但指标难以量化,且不太可能统一。
保施高速边坡工程的监测成果分析评价综合考虑了位移总量与变形极限的影响,在相关部位边坡的稳态与变形发展阶段判识方面发挥了相应的作用,尤其对于饮水沟巨型堆积体蠕滑变形所处发展阶段、电站进水口岩质直立陡坡安全评价等,结合支护锚索的荷载变化与坡体变形的协调分析,提供了极为有效的重要依据。
4.可靠度分析评价
从古典概率方法,经Monte-Carlo统计试验法、Rosenbluth点估计法、Miller的傅里叶快速变换法,到一次二阶矩理论应用,实际工程中仍然较少采用可靠度分析评价方法。可靠度分析评价方法受制约的因素主要体现在与现行规程规范的相互协调、配套与标准取值方面,以及进行可靠度分析所需的大量资料难以取得。
与变形极限判据指标难以确定所不同的是,可靠度指标相对容易统一,其困难在于相关统计分析参数的取得需大量试验基础支撑。可靠度分析适用不同变形失稳模式的通用程度较高。
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