边坡稳定性评价方法概述（辽宁工程技术大学土木与交通学院辽宁阜新123000 作者：张媛）对边坡稳定性评价方法进行了综述,有：极限平衡法、有限元法、离散单元法、快速拉格朗日分析法、DDA法、流行元法、块体理论法、可靠度方法、模糊综合评价法、灰色系统评价法、聚类分析法、神经网络、遗传算法和专家系统。
在概要地叙述了各个方法的理论基础上，对各个方法的优缺点进行了叙述，指出了各自的适合条件以及目前的应用状况。
其中极限平衡法、块体理论法很多时候与实际情况不相符合，快速拉格朗日法具有随意性，DDA法在数学收敛上的实现有一定的难度，有限元法需要定义合适的系数，模糊综合评价法和聚类分析法不能全面、最优，专家系统对于知识的获取具有一定的难度，综合各个方法，其中的离散单元法、流行元法、神经网络、遗传算法的适用性较好。
关键词：边坡稳定性；研究进展；评价方法Prospect Methods of the Research on Slope StabilityZhang Yuan（ liaoning Technical University Civil Engineering andTransportation Department, Liaoning Fuxin 123000 ）Abstract: The paper reviews the prospect methods of the research on slope stability. There are Limit Equilibrium Method， Finite Element Method, Distinct Element Method, Fast Lagrangion Analysis of Method, Discontinuous Deformation Analysis, Manifold Element Method, Block Theory, Reliability Method, Comprehensive Fuzzy Evaluation, Grey system Evaluation, Clustering Analysis Method, Neural Network, Genetic Algorithm, Expert System. On the base of the theory summary about every method, the paper relate the advantages and disadvantages of these methods,points their suiting conditions and using state. In the outline, Limit Equilibrium Method and Block Theory cannot agree with the fact at the most time. Fast Lagrangion Analysis of Method is at its ease, There is a difficulty of math converge about Discontinuous Deformation Analysis, Finite Element Method needs to definite suitable coefficient, Comprehensive Fuzzy Evaluation and Clustering Analysis Method cannot give a overall result, or often it is not the best, Expert System has adifficulty on the gaining of the knowledge. Compositing these methods, Distinct Element Method, Manifold Element Method, Neural Network, Genetic Algorithm have a better use.Key words: slope stability; research progress; prospect method0引言边坡工程的稳定性分析历来是工程界和学术界极为关注的研究课题，它涉及到水利水电工程、铁道工程、公路工程、矿山工程等诸多工程领域。
目前边坡稳定性评价方法很多，但由于影响边坡稳定的因素较多，且各因素又具有不确定性（模糊性、随机性、信息不完全性和未确定性）和复杂性，故传统的确定性分析方法结果不十分理想。
但无论是确定性分析，如蒙特-卡洛模拟法、一次二阶矩法，还是不确定性方法如模糊数学、灰色理论等，对于边坡稳定性的判别和实际情况仍有一定的差距[1]。
应综合考虑多因素的影响，多学科交叉融合，形成集成式智能评价系统。
1研究进展1.1极限平衡法边坡稳定分析的极限平衡法指的是极限平衡条分法。
分析岩体和土体稳定性时假定一破坏面，取破坏面内土体，为脱离体计算出作用于脱离体上的力系达到静力平衡时所需的岩土的抗力或抗剪强度，与破坏面实际所能提供的岩土的抗力或抗剪强度相比较，以求得稳定性安全系数的方法，或根据所给定的安全系数求允许作用外荷载的方法。
在这个课题中，极限平衡法是人们最早提出、也是最被广泛应用和研究的方法，虽然这种方法完全不讨论岩体的应力应变关系，也不研究边坡岩体的变位情况，但在力学上作了一系列简化假定，由于它抓住了问题的主要方面，所以若使用得当，分析结果可以与实际符合得较好。
并且极限平衡条分法在边坡稳定分析的实际工程中积累的经验最为丰富，到目前为止，极限平衡条分法仍然是边坡稳定性分析的主要方法。
geostudioSLOPE/W用于边坡稳定性分析、计算土质、岩石边坡的安全因子，使用SLOPE/W 您可以同时用八种方法分析简单或复杂的问题，限制平衡方法不同的滑动表面形状，含水孔压力条件、沙的性质及集中负荷，SLOPE/W也可让您做随机稳定性分析。
SLOPE/W 软件采用极限平衡理论去计算土质和石质边坡（含路堤）的安全性。
SLOPE/W 软件对于综合问题公式化的特征使得它很容易计算简单的或复杂的边坡稳定问题。
主要特色：1 、建模容易、操作简便。
2 、可以直接使用 Autocad 底图建模，计算结果可以采用多种格式输出，供打印和汇报使用。
3 、对一个问题可采用不同的计算方法，与 SIGMA/W 模块结合，可以按有限元应力法计算边坡的稳定度；与 QUAKE/W 模块相结合，可以分析在地震荷载作用下的边坡问题；还可以采用 Monte Carlo 可靠度法来对边坡问题进行分析计算。
4 、可以分析计算有孔隙水压问题的对象。
5 、加固措施可以直接施加在计算断面上，甚至可以根据输入参数分析锚固段所需长度的问题。
6 、对于均质土可以十分完美的搜索出最不利滑裂圆弧，对于其它问题也可以搜索最不利滑面。
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实践证明，我们的软件是安全可靠的，在地质灾害行业是处于领先水平的，可推广用于岩土、土木和采矿工程。
1.2有限元法有限元法就是用有限个单元体所构成的离散化结构代替原来的连续体结构来分析土体的应力和变形。
它是一种很好的方法，其主导思想是减少前处理工作量和实现网格离散的客观控制。
它的优点是部分的考虑了边坡岩体的非均匀和不连续性，能够反映出岩体的应力应变大小与分布。
近似的从应力应变去分析边坡的变形破坏机制，分析最先、最容易发生屈服破坏的部位和先需要加固的部位等[2]。
但还不能很好的求解不连续和大变形等问题，特别是对无限域、应力集中等问题还不理想。
此外，有限元分析不能直接与稳定建立关系，要想方便的利用有限元分析结果，还要定义合适的安全系数。
1.3离散单元法离散单元法自从康德（Cundall）于20世纪70年代首次提出以来已在岩土工程和边坡问题中得到日益增长的应用。
离散元法是一种动态的数值分析方法，它是将所研究的区域划分成一个个分离的多边形块体单元，块与块之间没有变形协调的约束，但需满足平衡方程。
离散单元法的一个突出功能是其在反映岩块之间接触面的滑移、分离与倾翻等大位移的同时，又能计算岩块内部的变形与应力分布。
对于任何一种岩体材料，如弹性、粘弹性、弹塑性或断裂等均适用，故该法对块状结构、层状破裂或一般破裂结构岩体边坡比较适合。
它利用显式时间差分法求解动力平衡方程，对于求解非线性大位移与动力稳定问题较为容易。
此方法在岩质高边坡稳定分析中的应用较为广泛[3]。
特别是用于解决非连续介质大变形问题，分析被结构面切割的岩质边坡的变形和破坏过程是非常实用的。
1.4快速拉格朗日分析（FLAC）法为了克服有限元等数值分析方法不能求解岩土体大变形问题的缺陷，人们根据显式有限差分原理，提出了FLAC数值分析方法。
快速拉格朗日法由速率求得单元的平均应变增量，再根据虎克定律及各向同性材料的本构方程，从而得出单元的平均应力增量，由结点方程、中心差分等进一步得出结点位移。
该方法较有限元法能更好地考虑岩土体的不连续和大变形特性，求解速度较快。
FLAC法的最大的优点是网格能随单元的变形而更新，能方便地处理大变形问题，在概念上类似于动态松弛法，能够适应任意的网格形状。
其缺点是计算边界、单元网格的划分带有很大的随意性。
1.5不连续变形分析法（DDA法）1988年，石根华提出DDA（discontinuousdeformationanalysis）法[4]，是一种新的数值方法。
该方法用一种类似于离散元的块体来模拟被不连续面切割成的块体系统。
它解决了岩体的大变形和大位移问题。
DDA法的理论体系是严格的，它以自然存在的节理面或断层切割岩体形成不同的块体单元，以各块体的位移作为未知量，通过块体间的接触和几何约束形成一个块体系统。
当计算的位移和变形大到足够明显的程度时，破坏机理和最终破坏模式可表现出来，因此特别适用于对块状岩体结构的稳定状态和变形破坏模式的定性评估[5-7]。
它能够解决岩体的大变形和大位移问题，主要适用于不连续块体系统。
DDA程序考虑整个系统整体的相互作用，比有限元法更能体现边坡的整体性，已在岩土工程中得到了越来越广泛的应用。
但因DDA法的分析计算是一个反复的迭代过程，其收敛与否以及判断的实现是一个复杂的过程，固仍需进一步的改进，尤其是三维问题的应用和计算速度的提高。
1.6流行元法流形元法是20世纪90年代初由石根华、林德漳等人提出，以拓扑流形学为基础，应用有限覆盖技术，通过在分析域各物理覆盖上建立通用的覆盖函数和以加权求和形成总体位移函数。