黃土高邊坡穩(wěn)定可靠性分析——以寶雞峽引水工程為例.pdf

1、寶雞峽引水工程總干渠98km塬邊渠道沿途經(jīng)過陜西省寶雞市、虢鎮(zhèn)、蔡家坡等工業(yè)重鎮(zhèn)及人口密集地區(qū)，并與隴海鐵路、西寶中線、西寶高速等交通干線相鄰，其塬邊黃土高邊坡的穩(wěn)定性顯得極其重要。工程運(yùn)行30多年來，雖然人們對(duì)塬邊高邊坡的穩(wěn)定性做了大量理論研究和工程加固工作，但邊坡破壞還屢有發(fā)生，究其原因，一方面是塬邊地帶地質(zhì)條件復(fù)雜；另一方面是在設(shè)計(jì)上，用傳統(tǒng)的極限平衡分析方法以確定性理論處理影響邊坡穩(wěn)定的不確定性因素，有不符實(shí)際之處。因此，應(yīng)用基

2、于概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)原理的可靠性分析方法，從破壞概率的角度評(píng)價(jià)高邊坡的穩(wěn)定性，可以為高邊坡的治理提供更加全面的依據(jù)。本文介紹了可靠性理論的發(fā)展現(xiàn)狀及三種較為常用的分析方法，通過對(duì)寶雞峽塬邊黃土高邊坡的實(shí)地勘察，歸納總結(jié)了寶雞峽高邊坡的破壞形式及影響高邊坡穩(wěn)定的主要因素，在此基礎(chǔ)上，分別采用基于瑞典圓弧法和簡化畢肖普法建立的功能函數(shù)，運(yùn)用蒙特卡洛法和概率矩點(diǎn)估計(jì)法，在含水率為22％和30％兩種工況下，對(duì)總干渠左岸穩(wěn)定和滑塌兩個(gè)高邊坡剖面進(jìn)行

3、了穩(wěn)定性分析計(jì)算；選取不同參數(shù)為隨機(jī)變量，分析確定了高邊坡穩(wěn)定性對(duì)土性參數(shù)的敏感性。主要結(jié)論如下： 1)通過實(shí)地勘察，總結(jié)了寶雞峽引水工程黃土高邊坡的各種破壞形式及影響高邊坡穩(wěn)定性的主要因素，破壞形式主要有滑坡、局部坍塌、坡面剝落及掉塊、坡腳壓碎帶；影響因素主要包括：邊坡坡型(包括縱向及橫向)、降雨、沖溝、渠道護(hù)壁破壞、削坡頭、坡腳砌護(hù)、鋪設(shè)坡面排水溝、坡面綠化、渠道護(hù)壁修復(fù)、坡腳破壞、坡面及渠道邊開墾、坡面土洞等，并結(jié)合計(jì)算分

4、析了邊坡破壞的主要原因； 2)邊坡土體含水率和坡型是影響邊坡穩(wěn)定的最主要因素，邊坡的穩(wěn)定性隨邊坡土體含水率的增加及邊坡的增高增陡而急劇降低。結(jié)合寶雞峽灌區(qū)的氣候情況及坡型l滑塌的時(shí)間(1984年11月)，推斷出它是在含水率較高的情況下發(fā)生破壞的，同時(shí)明確了削坡和鋪設(shè)坡面排水溝是高邊坡治理的重要方法； 3)在含水率、坡型、功能函數(shù)的建立方法及隨機(jī)變量的選取都一一對(duì)應(yīng)的情況下，運(yùn)用蒙特卡洛法和概率矩點(diǎn)估計(jì)法計(jì)算的可靠度對(duì)比表

5、明：在隨機(jī)變量選取較為全面合理時(shí)，兩種方法的計(jì)算結(jié)果差異很小(0.032)，隨著隨機(jī)變量選取不合理，概率矩點(diǎn)估計(jì)法的計(jì)算結(jié)果離散明顯，與蒙特卡洛法的差值為0.77，但概率矩點(diǎn)估計(jì)法的計(jì)算效率要遠(yuǎn)高于蒙特卡洛法，建議在合理選取隨機(jī)變量的前提下優(yōu)先選取概率據(jù)點(diǎn)估計(jì)法； 4)對(duì)選取不同隨機(jī)變量計(jì)算結(jié)果的對(duì)比表明：可靠性計(jì)算結(jié)果受隨機(jī)變量的選取影響明顯，選取cφγ、cφ、cγ、c、φγ、φ、γ為隨機(jī)變量，計(jì)算所得可靠度的離散性逐漸增大，