探讨露天矿边坡稳定性的研究
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摘要：露天矿边坡稳定问题，包括最终合理边坡角度、边坡形状，、边坡监测和滑坡防治等方面。经过近四十年的发展，岩体边坡研究才开始进行，并得到快速发展，但是，由于理论和实践的局限，边坡稳定性分析的各种方法都还不完善。因此，有必要对各种研究方法进行分析，以引起边坡管理技术人员的注意，并对各种方法进行改进和完善，使之更好地满足露天开采工程的需要。本文按定性分析方法、定量分析方法和不确定分析法的分类形式回顾了边坡稳定分析的研究历史和发展历程，总结了其中主要的方法，针对当前的研究热点，并对发展趋势进行了合理展望，以使边坡稳定性分析方法更加完善。
关键词：露天矿边坡分析;定性分析法;定量分析法;不确定分析法;发展趋势
边坡稳定性分析作为边坡工程研究的核心，从二十世纪二十年代开始到现在发展很快，目前很多新的理论和方法已经在实践中广泛应用，极大推动了露天矿边坡稳定性的研究。
一、边坡稳定性分析采用的主要方法
（一） 定性分析方法
（1）地质分析法（历史成因分析法）根据边坡的地形地貌形态、地质条件和边坡变形破坏的基本规律，追溯边坡演变的全过程，预测边坡稳定性发展的总趋势及其破坏方式，从而对边坡的稳定性做出评价，对已发生过滑坡的边坡，则判断其能否复活或转化。
（2）工程地质类比法其实质是把已有的自然边坡或人工边坡的研究设计经验应用到条件相似的新边坡的研究和人工边坡的研究设计中去。需要对已有边坡进行详细的调查研究，全面分析工程地质因素的相似性和差异性，分析影响边坡变形发展的主导因素的相似性和差异性，同时，还应考虑工程的类别、等级及其对边坡的特定要求等。它虽然是一种经验方法，但在边坡设计中，特别是在中小型工程的设计中是很通用的方法。
（二）定量分析方法
（1）极限平衡法极限平衡法在工程中应用非常广泛。它是根据边坡上的滑体或滑体分块的力学平衡原理（即静力平衡原理）分析边坡各种破坏模式下的受力状态，以及边坡上的抗滑力和下滑力之间的关系来评价边坡的稳定性。
（2）数值分析法数值分析法是考虑到岩土体为非均质、不连续、大变形等特點而出现的方法。有限元法是数值分析法中的典型代表，有限元法全面满足了静力许可、应变相容和应力-应变之间的本构关系，与极限平衡法相比具有以下优点：破坏面的形状或位置不需要事先假定;不必要引入假定条件，保持了严密的理论体系;有限元解提供了应力―变形的全部信息。有限元法是一种比较理想的分析边坡应力、变形和稳定性态的手段。
（三）不确定分析法
（1）系统分析方法由于边坡处于非常复杂的岩土体力学环境条件下，其稳定性的涉及面很广，影响因素也很多，且稳定程度非常复杂，因此，边坡稳定性问题也是一个系统工程问题。应用系统分析方法遵循的途径为：岩体力学环境条件的研究→变形破坏机制研究→稳定性计算分析。目前，系数分析方法广泛开展应用于边坡稳定性分析之中。
（2）可靠度分析方法可靠度分析方法在进行边坡稳定性分析时，充分考虑了影响安全系数的各个随机要素（如岩体及结构面的物理力学性质，地下水的作用包括静水压力、动水压力、裂隙水压力、软化作用、浮托力，各种荷载等）的变异性。通过对各种因素不确定性的认识，结合边坡系统的具体情况，采用概率分析方法和可靠度尺度描述边坡工程系统的质量。
二、边坡稳定性分析方法动态
（1）边坡三维稳定性分析。三维极限平衡法是边坡三维评价中发展较早的，其特点是可以更加真实地反映边坡的实际形态，特别是当滑坡面已经确定时，使用三维分析可以恰当地考虑滑体内由于滑裂面的空间变异特征对边坡稳定系数的影响。
（2）数值分析法动态有限元强度折减法。近来在国内外受到关注，在边坡稳定分析中已逐渐得到认可。谭晓慧等（2007年）通过结构工程的简单算例，研究了有限步长迭代法中初始步长及步长调整系数的取值，结合边坡稳定的有限元可靠度分析，探讨了有限步长迭代法对于边坡工程的适用性。
（3）不确定分析法动态。近年来边坡稳定性评价与各类数学模型结合得越来越紧密，不确定性分析方法也得到了较快发展。杨磊（2005 年）系统概述了滑坡破坏概率分析的基本原理，以三峡库区的龙王庙滑坡为例，论述了地下水对滑坡的作用，进行了滑坡的破坏概率分析，能更准确、全面地判断滑坡的稳定性。
三、边坡稳定分析研究发展趋势
（1）进行边坡稳定性分析实验研究。实验是稳定性研究的基础，也是计算方法的依据。只有加强实验研究，才能促进边坡分析的发展。
（2）大力发展边坡稳定性分析的随机方法和模糊方法，随机方法和模糊方法是边坡稳定性分析的新兴方法，在理论和应用上需要开展大量的研究，使其更适合边坡的稳定性分析。
（3）现阶段，边坡稳定性分析方法研究主要集中在与计算机技术、岩土力学、数学模型结合上，也产生和发展了一些新方法，其中三维稳定性分析是研究热点之一，以有限元法为代表的数值分析法以及各种不确定性分析方法发展迅速，而传统的极限平衡法主要以改进为主。
综上所述，根据分析认为边坡稳定性分析研究在以后需要解决以下主要问题：继续完善和发展现有理论和方法，扬长避短;建立具有普遍意义的边坡失稳机理和稳定性评价方法，统一评价标准，增加各方法之间的对比性;建立多因素的综合评价方法;建立反映边坡各个时段稳定状态的全过程评价方法;建立符合边坡稳定分析的理论体系或组合理论体系;重视人类活动动态，加强人类活动与边坡稳定的相互作用研究。
参考文献：
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[3]陈祖煜.土质边坡稳定性分析通用条分法及其改进[J].岩土工程学报，1983，5（4）.
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