摘要:边坡稳定性分析主要是为了降低工程安全隐患,提升工程开展质量而存在的一种分析方式。所有的工程领域都应该开展边坡稳定性的分析和监测工作,而这也就要求了相关技术人员能够对于边坡稳定性分析的重要作用加以关注,掌握边坡稳定性分析的主要理念和重点,从而确保岩土工程中边坡问题能够得到合理解决,确保岩土工程施工的安全性和稳定性。本文首先对于岩土工程中边坡稳定性的研究方法进行了深入探究,同时提出了岩土工程中边坡稳定性的分析方法,并根据我国目前岩土工程开展的实际情况,深入分析了岩土工程中边坡的监测方法,从而使相关从业人员能够明确边坡稳定性分析及监测的要点和重点,使其能够采用更加科学合理的方法对边坡的稳定性加以分析和监测,从而提升岩土工程边坡稳定性分析与监测的准确性。
关键词:岩土工程;边坡稳定性分析;监测方法
一、岩土工程中边坡稳定性的研究方法分析
随着时代的发展,科技的进步,越来越多的先进工艺和手段被应用在岩土工程中边坡稳定性的分析与监测之中,提升了边坡稳定性的分析质量与监测效率。而从总体上来看,目前岩土工程之中,采用强度折减法进行检测已经成为了全新的发展趋势[1]。相比于传统的极限平衡监测法,这种方法能够对于边坡监测点的位移突变特性进行监测,从而对于边坡的变形过程加以精准反应。当前的学者和专家也对于有限元模型建立方法进行了分析,并依据这种方法提出了有限元强度的折减法,也将其应用在屈服准则的计算以及边坡安全系数的影响分析之中。通过科学实验分析表明,对于有限元建模法计算边坡安全系数能够产生较为直接的影响的因素为屈服准则的选取。一般来说,在对于岩土工程边坡稳定性判断之中,往往会通过边坡之内某个监测点的位移情况与折减系数变化情况作为判断依据,然而在学术界对于监测点的选取方式和位移方式尚没有达成共识,而如何从曲线上进行安全系数的判定也缺乏具体的理论依托。有些专家和学者认为,监测点应该选取在坡顶,能够得到较为科学和合理的监测数据信息,而也有一些专家认为,可以在坡脚处进行监测点的选取,进而使边坡稳定性的变化情况得到宏观体现[2]。
另外,在当前情况下,基于岩石断裂问题的研究也取得了一定的进展,很多学者开始将线弹性断裂力学理论应用到边坡稳定性的分析之中。有些学者采用能量准则,对于岩石裂纹的扩展方向以及扩展情况进行了分析,并提出了岩体损伤学的分析方法,即是当裂纹在被压缩剪切应力作用的情况下,往往会产生一个正常的剪切裂纹,其压应力相对集中,而考虑到裂纹尖端的应力情况,可以通过建立应力模型的方式对于应力进行分析,进而了解到边坡盈利的总体分布方式,使边坡承受的外部荷载和节点之间的作用力得到一定程度的体现[3]。
我国边坡监测事业也在新时期得到了飞速的发展,而我国边坡稳定的监测往往是为了给工程建设和地质勘测工作提供有效的数据依托。通过对于边坡稳定性的分析与监测,能够使相关人员掌握滑坡体的规模和发展趋势,从而有针对性的采取处理措施。
二、岩土工程中边坡稳定性的分析方法
(一)瑞典圆弧法
所谓的瑞典圆弧法,也就是以瑞典圆弧滑动面分裂法为基础,假定滑动面上方土壤已经被划分成为N个垂直的土棒,并对于每个土层的力和力矩的平衡关系加以分析,对于土条之间的作用力做忽略处理,从而得到土体稳定的安全系数。如果坡度、滑坡面取决于土壤时,那么黏土往往为柱状或者碗状,其砂土与平面相接近,边坡的稳定安全系数则是抗滑力矩与滑动力矩的比值。这种方法也是当前较为简单的岩土工程边坡稳定性的分析方法,已经得到了较为广泛的应用。
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(二)极限平衡分析法
这种分析方法的依据在于,滑动体分块力学平衡理论以及对于滑坡情况的多种失效模式,边坡应力状态以及抗滑滑动作用力之间的多种评价关系,对这些数值加以计算,即可得出岩土工程的边坡稳定性。极限平衡分析法也是岩土工程中边坡稳定性较为常用的分析方法,这种方法本身就是源于摩尔库伦的强度理论,通过对于土体受到破坏时,土壤静力平衡状态加以分析,从而得到问题的解决方法。在传统的弹塑性力学之中,引入了一定的简化建设,将动态的问题以静态的方法进行分析,将应力的应变关系通过静态的方法进行解决。虽然说这种计算方法的严密性缺乏有效的保障,然而从计算结果上来看,其有着一定的计算精度和稳定系数。
三、岩土工程中边坡监测方法分析
边坡监测方法主要包括对边坡稳定性的检测、雷达检测、声发射系统检测等等。目前,这些监测方法已经广泛的应用到水利工程、土木工程以及交通建设事业之中。
(一)边坡稳定性监控系统分析
边坡稳定性检测系统有着多种设计形式,而当前较为常用的设计形式是由四个分项系统组成的。其中包括数据自动检测系统、数据采集系统、数据传输系统以及人机交互中心。其中,数据的检测系统是只对于设备的信息进行动态化的监测装置,而数据采集系统也就是对于多种设备设施与仪器之中的数据信息进行采集的装置,而数据传输系统就是指通过互联网技术对于采集到的数据参数信息进行传输的设施,人机交互中心就是指对于采集到的数据信息进行处理、控制、分析、管理与反馈的系统,其往往由数据处理系统、查询系统、指令输入和传递系统等共同组成,依托计算机软件对于整个系统进行深入的控制和管理。
(二)边坡雷达检测系统
雷达系统已经在岩土工程边坡稳定性的监测之中得到了广泛的应用,而边坡雷达检测系统则是一种较为有效的监测装置。这种装置的系统的精度较高,能够对于需要监测的区域进行连续不断的扫描,然后将扫描的数据信息通过相应的软件进行处理,并与之前得到的处理成果进行比较,从而对边坡的位移程度交易判断,然后将边坡位移量输入到显示器之中,如果出现边坡位移量异常或者超过预警值时,会触发边坡雷达检测系统的警报装置[4]。
(三)声发射监测系统
这种监测系统是采用波导管与传感器连接的方式,将压电换能器装置在波导管处,使其能够进行声发射检测流程。这种监测系统最开始是应用在边坡活动变形情况产生的细粒土检测之中的。波导杆在埋入地下之后,能够进行超高频电磁波的传送,而通过其脉冲信号的传递,能够降低信号的损耗程度,进而使传感器能够对于信号进行接收。波导管往往以钻孔安装的方式进行安装,理论上来说,能够采集到坡面之下任何的剪切面以及可能对于边坡稳定性造成破坏的任意地层位置。波导管和钻孔之间存在的缝隙往往使用砾石或者粗砂进行回填处理,可以采用砂砾石作为声波发生的源头,从而提升整个体系对于土壤位移的敏感系数。这里要注意的是,细土壤的声发射能力较低,这也会对整个系统的声传递效果造成不良影响,这也就需要了压电换能机的引入来提升检测信号的效果。
四、结束语
综上所述,在岩土工程之中,为了防止出现边坡变形破坏的情况,应该对于边坡稳定性加以分析和监测。而在实际的工程之中,对于边坡稳定性的分析方法和监测方法还要根据实际情况进行具体分析,以相应的分析理论为基本依据,建立完善的数学模型,采用适当的计算方法和智能化评价体系对相应的问题加以研究,从而为边坡工程建设提供有效且精准的数据基础,促进我国岩土工程行业的深入发展。
参考文献
[1]白贵存. 桥隧工程边坡稳定性分析及工程支护方法浅析[J]. 城市建设理论研究(电子版),2016,(9):3054-3054.
[2]宋利邦. 探讨桥隧工程边坡稳定性分析及工程支护方法[J]. 建筑工程技术与设计,2015,(7):829-829.
[3]白贵存. 桥隧工程边坡稳定性分析及工程支护方法浅析[J]. 城市建设理论研究(电子版),2016,(16).
[4]李志林. 岩土边坡稳定性的分析方法研究[J]. 中国房地产业,2011,(8):306.
论文作者:龙国梁
论文发表刊物:《防护工程》2019年10期
论文发表时间:2019/8/12
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