库岸边坡地下水位动态与稳定性研究

但是由于人类工程活动改变岸坡的地质环境而导致的岸坡失稳的事件屡见不鲜。究其原因，主要是我们对库水作用下的岸坡稳定性评价及治理设计的认识还不够全面深入，不能很好地解决水与岸坡相互作用的复杂问题。以往的研究由于条件的局限性往往在理论和研究方法上很难有所突破，在工程的适用性以及地下水位对岸坡稳定性的影响方面研究不够深入。本文针对岸坡地下水位的变化与岸坡稳布西尼斯克(Boussinesq)方程，建立了库水位稳定和变化时的数学模型，从而求得出了便于工程应用的简化公式。最后对地下水位线计算公式中的几个参数进行了确定，而且对计算公式进行了推广，解决了岸坡地下水位不确定性问题。为研究地下水位与岸坡稳定性的关系、库岸的力学分析和数2、系统地总结了影响岸坡稳定性的因素，并结合具体工程实例，利用Excel办公自动化软件和Autocad制图软件强大的数据处理功能和制图功能，在剖面图中自动生成地下水位线，然后利用理正边坡稳定性分析软件，得出不同情况下的稳定系数，最后绘制了影响地下水位变化的各因素与家思路，选择影响库岸边坡稳定性的主要评价指标，采用层次分析法确定权值向然后利用拉格朗日差分法（FLAC）对工程实例在蓄水后的应力场分布和变形破坏的发展演化进行预测，对岸坡稳定前景做出合理评价。最后结合极限平衡法和工程地质综合分析法的分析结果，对岸坡的稳定性作出综合评价，避免了研究成果erprojects.Sofgeologicalenvironmentresultedbypeople’sengineeringacomplexityofinteractionbetweenwaterandembankments.Lotsofstudiedoneduringpastyears.However,thetheoriesandmethodsofresearchhaveseldombeenprogressed,asthisorthatkindofconditionconfines.Thestunderthechangeofgropaper:mathematicalmodeldescribinggroundwaterlevelunderst2.InfluencingfactorsofembankmentsstabilityfLizhengslopeanalysissoftwarassessmentindexwasselectedbasedoncompProcess)wasusedtodeterMethodwasappliedtopractice.DevelopmentevolutionofwaspredictedusingFastLagrangianAnalysisofContinua.Eassessedusinggeneralizedlimit-equilibriumcomprehensiveanalysismethod,avoidinglimitationofresearchapplication.influencecurve；stabilityanalysis；compreh 2 2 4 7 9 20 20 21 21 22 25 26 27 27 30 31 31 36 36 37 44 49 49 52 53 54 54 54 的良好坝址区；此外，该区降水充沛、水利资源丰富，适于修建水电站以发展电力工业。然而，祸福相依的现象也十分突出，由于库区段谷深、坡陡，滑坡、崩国道等。随着电站建设、水库蓄水以及蓄水后的水库运行，库岸边坡的水文地质条件将大大改变，部分岩土体含水量由不饱和转为饱和，这将导致岩土体的物理和化学特性发生变化，抗剪强度大幅度下降，进而导致岸坡稳定性降低，这势必将影响两岸坡上的铁路、公路等的正常运营。因此，随着水电站的修建和库区的地质问题。而要正确客观地评价岸坡稳定性，准确确定在库水作用下地下水位的影响研究科研项目时发现两个问题：一是仅仅用单一学科、单一的评价方法来进行岸坡稳定性分析将会导致研究成果的局限性；二是水库蓄水会使整个岸坡区域的每一个地段打孔，观测其水位及变化。在计算岸坡稳定性时水位线的确定没有统一的计算方法，更没有简化的、方便的可供工程应用的计算公式，大多数勘察单位在地下水位线的确定上往往根据技术人员的经验，人为给定一条水位线来进行计算，这就很容易造成稳定性评价的不准确及治理工程针对上述实际工程问题，笔者根据地下水动力学理论，全面考虑了库水位的变化速度、给水度、含水层厚度、库水位变化高度以及渗透系数等因素，推导了库水位升降时地下水位线如何确定的理论和简化计算公式，以及稳定地下水位线的通用公式。另外还以xxxx水电站xx火车站岸坡为例，分析了影响地下水位线的因素与岸坡稳定性的关系。在此基础上，又利用工程地质综合分析法、多级模人类有史以来就广泛利用地下水，但对地下水运动规律的认识却经历了漫长的探索过程。纵观国内外在地下水运动理论研究的发展轨迹，笔者按时间顺序从1856年法国工程师HenryDarcy结合法国Dijon城市的喷泉，通过长期试验得出水流通过均质砂的渗流规律，即著名的Darcy定律，该定律是对地下水运动规律定量化认识的开始，时至今日它仍是研究地下水运动的基础理论。J.Dupuit(1986)则根据Darcy定律研究了地下水一维稳定流动和向水井的二维稳奠定了地下水稳定渗流理论的基础。稳定渗流理论不包括时间变量，只能用以描述一定条件下地下水所能达到的一种暂时的、相对的平衡状态，而不能反映不断发展变化的地下水实际运动状态。这一阶段的主要标志是以列宾逊、麦斯盖特等学者利用一般的有关连续介质力学的概念建立了以研究水井渗流问题为特征的古非稳定流公式，将热传导方程式的求解技术应用到研究地下水运动规律的领域，斯特里热夫（1946）首次定性地阐述了液体在可压缩地层中渗流理论的物理基础，并描述了地应力作用下地下水流动的基本特征，以及岩土介质孔隙度和渗透率降低、岩土骨架局部不可逆变形的基本性质。在此基础上，前苏联学者逐步H.M.盖尔谢瓦诺夫和帕里申（1948B.A福劳林（1953）在研究岩土介质固结理论的过程中，将其渗透率视为土体孔隙度的函数，且孔隙度本身随着外加荷载作用而变化。A.H.哈万斯基（1953）则认为岩土介质的孔隙度是压力的等势函969,1972,1975)等进行了不同条件下地下水非稳定渗流运动的理论研究，并各自推出各种条件下地下水非稳定渗流运动的解析公式，这些基于求解非稳定流的解析法不仅推广了Theis公式，而且建立了地下水越流理论和潜水含水层的非稳定总之，这一阶段的主要特点是出现了各种严格定量的水动力学方法，从宏观研究入手，用连续介质力学方法对均质液体的各种渗流问题进行了大量的理论研像法和Boltzmann变换等各种解析方法得到广泛的应用。若从数学角度看，可归结为研究各种各样热传导或位势理论中的二维边界问题，且大多具有唯形性和图从二十世纪五十年代至六十年代前期以电网络模拟为代表的模拟技术逐渐成为研究地下水渗流问题的主要手段，六十年代后期以计算机为基础的数值模拟技数值解法早期多采用有限差分法，1965年，Zienkiewicz将有限元法引入地这一阶段的主要特征是力求在定量的渗流规律中直接反映均质与非均质，各向同性与各向异性多孔介质复杂渗流过程的本质，或至少也应尽可能近似地反映长期以来，边坡稳定性分析与评价始终是边坡工程中的一个重要研究内容，由经验到理论、由定性到定量、由单一评价到综合评价、由传统理论方法到新理论、新技术的发展过程。各种边坡稳定性分析与评价方法应运而生。通常大致可定性分析方法又称为工程地质类比法或地质比拟法。主要是通过工程地质勘察，对影响边坡稳定性的主要因素、可能的变形破坏形式及失稳的力学机制的分析，对已变形地质体的成因及其演化历史进行分析，从而给出被评价边坡的稳定其优点是能综合考虑影响边坡稳定性的因素，注重对边坡自然属性的认识，迅速地对边坡稳定性及其发展趋势作出估计和预测。缺点是不能考虑其内在的应力与强度、变形与变形能力之间的矛盾，类比条件因地、因时而异，经验性强，无数量界限。由于不同部门具有其各自的不同特点，在实际应用中有诸多不便。要进行必要的力学分析，给出定量的评价。力学分析以地质分析法为前提，在对边坡稳定性机理分析的基础上，通过数学力学分析提出的。力学分析验算法认为坡体稳定性的丧失，是由于土体内部发生剪切作用并形成了贯通的滑裂面，使土体沿此面滑动而破坏。这是由于外荷载和自重应力在滑动面或潜在滑动面上产生的剪应力超过了土体的抗剪强度。因此，研究潜在滑面上的应力条件是土体稳定目前广泛使用的定量分析模型分两大类，一是基于极限平衡理论的极限平衡(K.E.Pettersion)和胡尔顿(Hultin)提出了最初瑞典圆弧法以后，开创了极限平衡法分析边坡稳定的先河，此后瑞典学者费兰纽斯(W.Fellenius)将最初的瑞典圆弧法推广到兼有摩擦力和粘结力的土体稳定计算中去，并初步探索了最危险滑弧位置的变化规律，即现仍使用的瑞典圆弧法(最简单的条分法)。20世纪30-40年代，很多学者对瑞典圆弧法的基本假定作些修改和补充，提出新的计算方法，斯宾塞(Spencer)法、沙尔玛（Sarma）法等。目前Sarma法是极限平衡方法的最极限平衡分析方法是将有滑动趋势范围内的边坡岩土体按某种规则划分为一个个小块体，通过块体的平衡条件建立整个边坡平衡方程，以此为基础进行边坡分析。由于该方法具有模型简单、计算公式简捷、可以解决各种复杂剖面形状、但这一理论的不足主要在于：一是忽略了影响因素的非线性和不确定性。我们在用极限平衡法分析边坡稳定性的时候，都是在确定模式和输入参数下，搜索临界滑动面可以达到满意的效果，通常把土简化成各向同性体。然而，由于边坡的地质环境、物质构成和岩土结构的复杂性，边坡岩土体物理力学参数往往具有不确定性，常表现在具有不确定性的变量；二是容易陷入局部最优解。边坡形成后，因经受多种施工和环境因素的影响，其工程性质无论在时间还是空间上都具有变异性，加上影响边坡稳定性因素的非线性作用，导致边坡的稳定性分析及临界滑动面的搜索就演变成为一个复杂的非线性规划问题。对于这种具有多极值点的复杂规划问题，传统的优化方法，因易限于局部最优解，难于搜索到真正的最随着计算机技术的发展，很多数值计算方法都用到边坡稳定性分析中。自从1966年美国的Clough和Woodward应用有限元法分析土坡稳定性问题以来，数值计算方法在岩土工程中的应用发展迅速，并取得了巨大进展。边坡稳定数值计算方法(简称DEM法)、快速拉格朗日法(简称FLAC法)、块体介质不连续变形分析法(简数值分析方法考虑了边坡岩土体的非均匀性和不连续性，可以给出岩土体的应力、应变大小及其分布情况，避免了极限平衡分析法中将滑动体视为刚体而过应力集中等问题的求解还不理想，不能直接给出可能的滑动面的准确位置及其所对应的安全系数。而且数值分析软件需要计算参数及信息多，计算工作量大，对鉴于以上各种定量分析方法的优缺点，数值分析法通常仅在一些较为重要的边坡工程中进行应用，对常见的边坡工程来讲，从实用性考虑，工程中最常用的边坡稳定性分析是一种数据有限的问题，并且存在着强烈的不确定性。这就使得以确定性为指导思想的传统的边坡稳定性分析方法，在工程实际应用中没有取得令人信服的结果。例如，对三峡工程永久船闸岩质边坡的稳定性评价，三个不同单位的数值分析计算获得三种截然不同的或相距甚远的结果。导致以有限单在许多工程实例中的稳定性系数计算值大于1的滑坡，仍会出现失稳破坏；而稳心和美国亚利桑那大学等开始把概率统计理论应用到边坡稳定性的分析中。如模糊数学理论、灰色系统理论、神经网络理论、分形理论等，应用于解释边坡近年来，该方法在岩土工程中的研究与应用发展很快，为边坡稳定性评价指明了一个新的方向。但该方法的缺点是：计算前所需的大量统计资料难以获取，各因素的概率模型及其数学特征等的合理选取问题还没有得到很好的解决。另外水库库岸边坡破坏与一般山地滑坡相比，有其特殊的一面。其特殊性在于它的活动与水库库水位的变化、库水波浪的冲刷及库水的浸泡有很大的关系。洪枯水位的剧变或水库回水造成的异常水位变幅，将导致岸坡内地下水静、动水压力发生巨大的变化，从而影响库岸边坡的稳定性；库水波浪的冲刷将使岩质岸坡强风化带和土质岸坡产生侵蚀－剥蚀型再造；库水的浸泡将使岩土体的物理和化学性能发生变化，并大幅度消弱其抗剪强度，对库岸边坡稳定性的重要性的认识是随着工程实践逐步提高的。二十世纪六多人死亡，整个水库变成一座石库。这一骇人听闻的灾难，向全世界的水库建设水库岸坡的稳定性评价是一项十分复杂的研究课题，二十世纪九十年代还没十多个国家和地区在分析和治理库岸斜坡方面有丰富经验的著名学者与专家对库岸边坡稳定性问题作了专门研究。委员会对世界范围内的库岸边坡稳定问题进行了调查，编写了用于水库滑坡灾害鉴别和评价的指南，这为我们对库岸边坡稳定首先，要想对库岸边坡的稳定性作出准确的评价，为库岸边坡的治理提出科学的依据，确定地下水位的动态是尤为重要的。然而，目前我们的大多数研究主要是利用数值分析方法进行渗流场的模拟，这种方法虽然可以模拟出较准确的地下水位变化情况，但分析软件需要计算参数及信息多，计算工作量大，对使用人员的技术水平要求高，不利于普通的技术人员使用。鉴于此，笔者利用地下水动力学中稳定流和非稳定流的理论求解出库水位稳定和库水位升降时的岸坡地下水其次，结合工程实例，利用理正边坡稳定性分析软件、Autocad制图软件和最后，由于岸坡工程是一个非常复杂的系统地质工程问题，认识及把握极其复杂的地质因素和相关的工程因素不但需要有一个过程，也需要有正确的分析方法。这就决定了岸坡稳定性评价不能仅仅用单一学科、单一的评价方法来进行。偏重于工程地质条件的定性评价或偏重于纯力学特征的定量计算，都会导致研究成果的局限性。仅仅用定性的分析方法往往只能得出大致的稳定状态和可能的发展趋势。没有数据作为依据，总是显得不太有说服力；而仅用定量的分析方法，由于在边界的确定和参数的选取都不能保证完全与实际一致，特别对于地质条件复杂、土质分布不均匀的岩土边坡，搜索到的可能是局部最优解，从而得到的结果与实际不符[10]。鉴于此，笔者采用工程地质综合分析法、多级模糊综合评判、极限平衡法以及数值模拟等集成式评价方法，对岸本部分首先利用Boussinesq非稳定渗流和稳定渗流基本微分方程，使用拉普拉斯积分变换和逆变换求解出了库水位升降和稳定时的地下水位线计算公式，然后利用Excel办公自动化软件中多项式拟合功能，得出了便于工程应用的简化公式。最后还对地下水位线计算公式中的几个参数进行了确定。为影响岸坡稳定性例，分析了影响地下水位变化的因素对岸坡稳定性的影响，并绘制了它们之间的结合专家思路，确定了岸坡稳定性评价的指标体系，建立了针对岸坡稳定性的分岸坡进行了综合分析；然后利用拉格朗日差分法（FLAC）对该岸坡在正常蓄水位条件下的应力场分布和变形破坏的发展演化进行预测，对岸坡稳定前景做出合理评价。最后结合极限平衡法和工程地质综合分析法的分析结果，对岸坡的稳定性↓! ↓↓图1.1.1论文研究的技术路线框图众所周知，地下水对岸坡的稳定性起着重要作用。近年来，国家投入大量的资金发展水电工程，但是由于库区两岸的地质条件复杂，地质灾害较多，在库水位变化时，导致的边坡失稳的事件屡见不鲜，例如江西省七一水库、湖北省狮子岩土石坝坝坡失稳等，给人民的生命财产安全造成了巨大的威胁和隐患。究其原因，主要是我们对库水作用下的岸坡稳定性评价及治理设计的认识还不够全面深入，这一直是水利工程工作者所关注的问题。虽然近年来，边坡稳定性评价方面的发展很快，但大多数是集中在计算方法和计算精度方面。水库蓄水会使整个斜坡区域地下水水位抬高,但具体抬高多少,不仅与斜坡区域的水文地质条件有关,原因，勘察单位也不可能在每个研究区段都打钻孔来准确确定地下水位及观测未来地下水位的变化。目前计算坡体稳定性时水位线的确定没有统一的计算方法，更没有简化的、方便的可供工程应用的计算公式，大多数都是凭经验人为给定一条水位线进行计算，这样就很容易造成治理工程的不合理[1,2]。针对这一实际工程问题，为了对岸坡稳定性评价提供充分的理论依据，以下将研究确定库水位升降时岸坡地下水位线的理论和简化计算公式；另外还推导出了稳定地下水位线的通用计算公式；同时还将对库水位变化时，岸坡地下水位线计算公式中的几个参数潜水非稳定流的布西尼斯克(Boussin这个方程所表示的是具有单位水平面积的潜水含水层铅直微元柱体中水的质量守恒关系。其中表示的是沿x方向净流入微元柱体的单宽流量； 表示的是沿y方向净流入微元柱体的单宽流量；W表示从z方向净流入微元柱体的单宽流量；表示从x,y,z三个方向净流入微元柱体的总流量所引起的潜水水位随时间的变化率表示与潜水水位变化率相应的微元柱体内称为压力传导系数。u(0,t)=h(0,t)-h(0,0)=h(0,0)+v0t-h(0,0)=v0t;u(x,0)=h(x,0)-h(0,0)=h(0,0)-h(0,0)=0;zu(∞,t)=h(∞,t)-h(0,0)=h(0,0)-h(xoxo图2.1.1库水位升高时地下水位线计算简图zu(x,t)u(0,t)=h(0,0)-h(0,t)=h(0,0)+v0t-h(0,u(x,t)h(0,0)h(x,t)u(∞,t)=h(0,0)-h(∞,t)=h(0,0)-h(h(0,0)h(x,t)图图2.1.2库水位降落时地下水位线计算简图可以看出，上面两个数学模型完全相同，不同的是u(x,t)的定义不同，所以对这两个问题可以采用同一方法求解。用拉普拉斯积分变换和逆变换方法来求解其中u是u的拉氏变换e-ptdtL[u(0,t)]=u(0,p),L[u(∞,t)]=u(∞,p),pL(0)=0 u(∞,p)=0 (2-11)(2-12)(2-13)Y2-=0;pp x-xu(x,p)=c1eα+c2eα p因而u(x,p)=e-·iαx（2-15）pL1|v0eαx|=v.4ti2erfc|(L1|v0eαx|=v.4ti2erfc|(p2,|0(2·iαt,其中i2erfce-x2dxdh(x,t)升＝u(x,t)+h(0,0)=v0t.M(λ)＋h(0,0)K为渗透系数（m/d）;10.80.60.40.20λ00.511.522.53表2.1.1M(λ)数值表[11]M(λ)M(λ)M(λ)M(λ)010.2150.60.570.2290.02930.0050.9890.220.5920.580.2220.02720.010.9870.2250.5870.590.2150.02520.0150.9670.230.5780.60.2090.02330.020.9560.2350.5710.610.2030.02150.0250.9460.240.5630.620.1970.01990.030.9340.250.5490.630.1910.01840.0350.9230.2550.5420.640.1850.0170.040.9130.260.5350.650.180.01560.0450.9020.2650.5280.660.1740.01440.050.8920.270.5220.670.1690.01330.0550.8820.2750.5160.680.1640.01220.060.8720.280.5090.690.1590.01130.0650.8620.2850.5030.70.1540.01040.070.8520.290.4960.710.1490.00950.0750.8420.30.4830.720.1250.00870.080.8320.310.470.730.140.00800.0850.8220.320.4580.740.1360.00730.090.8130.330.4460.750.1320.00670.0950.8030.340.4350.760.1280.00620.10.7930.350.4230.770.1230.00570.110.7750.360.4120.780.120.00520.1150.7660.370.4010.790.1160.00470.120.7570.380.3910.80.1120.00430.1250.7470.390.380.820.1050.00390.130.7390.40.370.840.09820.00360.1350.730.4120.360.860.09190.00330.140.7210.420.350.880.0860.0030.1450.7120.430.3410.90.08030.00270.150.7040.440.3310.920.0750.00250.1550.6950.450.3220.940.070.00230.160.6870.460.3130.960.06540.00210.1650.6790.470.3050.980.06090.00170.170.670.480.2960.05680.00140.1750.6610.490.2880.05290.00110.180.6540.50.280.04920.00090.1850.6460.510.2720.045820.00070.190.6380.520.2640.04262.10.00050.1950.630.530.2560.03962.20.00030.20.6220.540.2490.03672.30.00020.2050.6150.550.2420.03412.40.00010.210.6070.560.2350.03162.50然后，再利用Excel办公自动化软件，将画好的散点图添加多项式趋势线，项式代替M(λ)是非常精确的，这时输出的拟合多项式方程就是所需要的结果。l-1.0062λ3+2.1287λ2-2.2846λ+1.0018(0≤λ<2.5)0(λ≥2.5)h(x,t)升=lh(0,0)h(x,t)降=lh(0,0)lh(0,0)h(x,t)降=lh(0,0){[h(0,0)-v0t(-0.0229λ5+0.2398λ4-1.0062λ3+2(0≤λ<2.5)(0≤λ<2.5)水位相等，其实这只是为了使得问题简化，实际工程中潜水位并不是水平的，而是一条上升的抛物线型。为了对岸坡的稳定性评价更加准确，以下将推导库岸的zhhxx图2.2.1库水位稳定时地下水位线计算简图潜水非稳定流的布西尼斯克(Boussin[u+h(0)]2=c1x+c2（2-25）h2=c1x+h（2-26）为了求出另一个变量，还得采用其它方法求得。在对某一工程进行勘察时，虽然勘察单位不可能在所有库岸的每个地段都打钻孔，但在一些典型段落总有钻孔资料，这样我们就可以利用已有的一些资料来求解出方程（2-26）中的未知量在库水位变化时地下水位线的简化计算公式（2-202-21）中，存在未知给水度μ是指地下水位下降一个单位深度，从地下水位延伸到地表面的单位水平面积岩土柱体，在重力作用下释放的水的体积。即在重力作用下，岩土释放水的体积占岩土体积的百分比[12]。它的数值可以通过实验室测得，但试验比较复杂，一般工程都没有该试验资料。我们可以利用文献（13）根据国内外砂砾土和粘性土的试验资料，分析求得给水度的经验公式μ=1.137n(0.)0.607(6+lgk)进行由于在前面为了将二阶微分方程转化为一阶微分方程进行求解，曾假设含水层的厚度近似为常量，采用时段始、末潜水流厚度的平均值代替，但这一假设有局限性，它只适用与库水位变化较小的情况，而在库水位变化较大的情况下，计（1）对隔水层为水平的情况：hm=h+z；zRxzxhzbR 图2.3.1隔水底板水平图2.3.2隔水底板不规则hzbR 在以上推导库水位变化时的地下水位线计算公式时，为了使研究问题简单，假设隔水底板水平，但实际工程中隔水底板严格水平的很少，大多数隔水底板都库水位变化时，此时h（0,0）就不是一个定值，它是一个随着x的不同而变化的这个值只要所研究库岸边坡的剖面确定，它也是一个定值，它的变化不会影响库水位变化时地下水非稳定流的数学模型，也就是说地下水位变幅不变，所以在隔水底板整体坡度较小时以上库水位变化时的地下水位各类边坡工程实践表明，影响边坡稳定性的因素很多也十分复杂。对于不同工程其影响因素以及影响因子的敏感性都大为不同，但是总的来说影响因素可以分为地质因素和非地质因素两类[14]。对于岸坡，地质因素主要包括地层岩性、地质构造、岩体结构等。而非地质因素主要包括大气降雨、库水升降、地下水、地这些影响因素是综合作用的，绝非单因素影响的结果。然而在上述两大类因素中，地质因素是库岸变形的内在因素，而非地质因素是库岸变形的诱导或触发条件，属于外因。因此在岸坡稳定性评价中，要主要分析内在的地质因素，同时以下我们将根据岸坡工程的特点来分别定性地分析地质因素以及地下水、库水及降雨等非地质因素对岸坡稳定性的影响。另外还将以xx火车站岸坡为例，定性、定量地分析库水位变化时影响地下水位有着不同的变形破坏形式。各种不同成因的岩土，其矿物成份、颗粒大小、胶结生成时代较老的地层，具有硬结成岩过程长，胶结，力学强度较高的特点。而较新的地层，像第三系、第四系地层硬结成岩时间短，一般胶结较差或没火成岩、沉积岩和变质岩三种不同成因类型的岩石，其工程特征截然不同。火成岩类，除少数凝灰岩、集块岩外，一般岩性单一，致密坚硬，物理力学指标高，岸坡稳定性较好；沉积岩类，除块状和少数厚层状岩体外，大多数具有较发育的层理面，岩性存在明显的各向异性，特别是内陆湖相沉积的石膏、芒硝、岩盐等易溶、质软岩矿，物理力学性能差。就沉积岩比火成岩的物理力学指标低，岸坡稳定条件不如火成岩好；变质岩类，种类繁多，常见的主要有片绢云母片岩和千枚岩等物理力学指标较低，岸坡稳定性较差外，大多数变质岩的岩石的矿物成分对岸坡稳定性的影响，主要表现在不同矿物构成的岩石，其物理性质和力学强度有着显著的差异。含长石、云母、绿泥石及亲水性较强的蒙脱石类粘土矿物较多的泥质岩石，极易风化，而且浸水后易膨胀、崩解、稳定性很差。具有硅质、铁质胶结的岩石往往强度较高，地质构造因素，主要指岸坡地段的褶皱形态，岩石产状，断层和节理裂隙的发育程度以及新构造运动特点等。这些因素对岸坡稳定性的影响十分显著，通常在区域构造复杂、褶皱强烈、断层众多、岩体裂隙发育、新构造运动比较活跃的地区，往往岩体破碎、沟谷深切，较大规模的崩塌、滑坡随处可见。而区域构造简单，褶皱轻微，断层较少的地区，往往岩体完整，岩层产状平缓，岸坡稳定性岩土体结构是影响岸坡稳定性的重要因素，通常可以分为块状结构、层状结构、破碎网状结构和散体结构四种。不同结构的岩体，物理力学性质差别较大，岸坡变形破坏形式也不同。但具有相同结构的岩体，稳定性主要取决于岩体中的岩体中的结构面包括层理面、假整合面、不整合面、断层面、节理裂隙面、充填物质、胶结程度及其组合关系；分析各类结构面对岸坡稳定性的影响程度，据已有统计由于水的作用引发的地质灾害占90％以上。这里的水主要包括有地下水、库水和降水，其中地下水也主要是由降雨和库水补给。在我国南方，尤其在长江中上游地区发生的大量大型滑坡，都与降雨特别是暴雨密切相关。在我国的严寒地区，发生的滑坡大多与冻融作用密切相关。在库区发生的岸坡失稳与地下水的赋存和运移是对岸坡稳定产生影响的主要自然因素之一。据统计90%以上的土质边坡破坏与地下水作用有关，30-40％的水坝失事就是由地下水渗流破坏引起。我国大多数滑坡灾害都是由降雨下渗引起，地下水状态变化为直接诱而且非常活跃,地下水交替循环作用强烈，极易引地下水在一系列工程地质问题的发生过程中起至关重要的作用，这是一个不发的。对岸坡来说，库水升降是岸坡失稳的主要因素。一方面，地下水位升高，降低了岩土体的有效应力；另一方面，地下水的长期浸泡，降低岩土体的力学强导致岸坡变形甚至滑移。但是，目前工程界对岸坡地下水作用的认识还大多停留在定性的水平上。定量分析的结果只能作为仍以经验为主的工程分析决策的参考地下水主要按两大类进行分类:一类是按地下水的埋藏条件分类;另一类是按地下水埋藏条件是指含水层在地质剖面中所处的部位及受隔水层限制的情当包气带存在局部隔水层时,在局部隔水层上积聚着具有自由水面的重力水,这部分水称为上层滞水。上层滞水分布最接近地表，接受大气降雨的补给，以蒸发形式消耗或者向隔水层边缘排泄。当分布范围较小而补给不经常时，不能终年保持有水。由于其水量一般不大，因而动态变化显著，只能在缺水地区才能成为饱水带中第一个具有自由表面的含水层中的水称为潜水。潜水没有隔水顶板或只有局部的隔水顶板。潜水的水面是自由水面，称作潜水面。从潜水面到隔水底板的距离为潜水含水层厚度。潜水面到地面的距离为潜水埋藏深度。由于潜水含水层上面不存在隔水层，直接与包气带相连，所以潜水在其全部分布范围内都可以通过包气带接受大气降水、地表水、凝结水的补给。潜水面不承压，其水体运动主要是在重力作用下由水位高的地方向水位低的地方径流。一般情况下，潜水面不是水平的，而是向排泄区倾斜的曲面，起充满于两个隔水层之间的含水层中的水叫承压水。承压水含水层上部的隔水层称为隔水顶板或叫限制层。下部的隔水层叫隔水底板。顶底板之间的距离称为含水层厚度。承压水具有承压性这是承压水的一个重要特征。含水层充满水，水承压水受到隔水层的限制，与地表水圈、大气圈的联系较弱，主要通过含水层出露地表的补给区获得补给。当承压含水层接受补给时，水量增加，静水压力赋存于松散沉积物颗粒之间的水，并成为该沉孔隙水。孔隙水分布很广泛，但以沉积盆地与平原中松散沉积物中的孔隙水资源充填于坚硬基岩中各种成因裂隙中的水，称为裂隙水。裂隙水按其赋存的裂成岩裂隙是岩石在成岩过程中受内部应力作用而产生的原生裂隙。赋存于这种原生裂隙中的水称为成岩裂隙水。沉积岩和深成岩浆岩的成岩裂隙通常是闭合的，含水意义不大。陆地喷发的玄武岩成岩裂隙，其含水意义较大。此类裂隙大构造裂隙是岩石在构造变动中受力产生的裂隙。赋存于这类裂隙中的水称为构造裂隙水。由于岩石性质的不均一性，构造应力的多次性和不均一性（大小、水的分布规律相当复杂。构造裂隙水可以是水对可溶性岩石进行化学溶解，并伴随以冲蚀作用及重力崩塌，在地下形成大小不等的空洞，在地表造成各种独特的地貌现象以及特殊的水文现象。这些作岩溶水不断改变着自己的赋存与运动环境，通过差异溶蚀作用，可使可溶岩岩溶水在一定程度上带有地表水的特点，即空间分布极不均一，时间上变化据文献（16）可知：三峡库区与滑坡有关的地下水类型有：河谷潜水、坡崩积层潜水、坡积残积潜水、基岩裂隙潜水、岩溶潜水等。这几种地下水在各自不同的形成条件下，差异甚大，但都以大气降水就地补给为主，水量不大，水动态坡崩积层含水层分布面广，在通常情况下流路通畅，一般对滑坡发育影响不大。但当滑坡启动后，含水层通道破坏，流路堵塞，由此产生巨大的动水压力和静水尽管地形坡度很缓，但只要人工开挖后，在雨季则极易引起滑坡。基岩风化带裂隙多发生在砂泥岩互层组成的中生代红层岩层内。当摩擦角大于地形坡角时，易产生与地下水流动方向一致的基岩顺层滑坡。河谷砂卵石层潜水多出现在现代河床与岸坡的交界处，组成岸坡各类地下水统一的排泄区。地下水交替循环作用强在库区，岸坡地下水位随库水位的涨落而变化。蓄水时库水位上涨补给岸坡地下水，地下水位随之上升；库水位降落时，岸坡地下水补给河地下水，地下水位随之下降，两者之间有一段滞后的时间。岸坡地下水与库水位保持密切的地下水力联系，地下水径流强度与库水位涨落的幅度有关，幅度越大，径流强度亦越大。当斜坡岩土体渗透性很差时，且在库水位达到一定水位的一定时间后库水位骤降，斜坡岩土体地下水随之向库内排泄，由于斜坡岩土体渗透性差而导致坡脚处动静水压力迅速增长，容易引起斜坡失稳；当斜坡岩土体渗透性很强，且在库水位骤升时，库水迅速渗入坡体内，并在斜坡坡脚处迅速形成很高的扬压力，以水电工程建成蓄水后，库水将淹没部分岸坡，由于库水对岸坡产生的浸泡软化作用、流水作用、浪蚀作用、浮力减重和动水压力作用等，岸坡的稳定性将有库水对岩体的浸泡软化作用主要表现在对岩体结构面中充填物的物理性状的改变上，土体和岩体结构面中充填物随含水量的变化，发生由固态向塑态直至液态的弱化效应，一般在断层带易发生泥化现象。软化和泥化作用使岩土体的力学性能降低，内聚力和摩擦角值减小[20]。库水的浸泡软化作用将加速坡体形状的改流水作用，受库水长期浸泡的坡体，在水位下降时，会产生流水冲刷，由此浪蚀作用，是指库水在大风的作用下对库岸的岩土体产生冲刷作用。这将导浮力减重和动水压力作用是导致规模较大岸坡失稳的主要作用之一。库水位较大幅度的下降，坡体中地下水水力坡度会增大。在较大的渗透作用下，会造成坡体中细颗粒的冲移，从而引起岸坡地表变形或诱发滑坡产生。这类现象，在河流洪水过后，在堆积层岸坡处时有发生。至于砂、泥岩互层组成的基岩边坡，当坡体中前部已出现明显开裂变形或岩体结构破碎时，库水的动水压力效应不能忽视，它会使坡体的渐进性破坏向深处发展，从而导致降雨，特别是暴雨或绵雨是库区地质灾害的主要诱发因素之一。据统计，从降雨诱发岸坡失稳主要有四种作用方式：其一是对边坡岩土体，降雨起加载作用、饱和岩土体、增大容重和产生动静水压力；其二是降雨侵蚀坡脚，破坏坡体，改变边坡结构；其三是雨水渗入，弱化岩土体，粘土矿物的水化作用导致粘聚力降低，甚至消失，降雨改变边坡力学性能；其四是滑动体的渐进性破坏和渗透力的作用，尽管其力学作用非常复杂，但从滑坡诱发机制上可以概括表现为促降雨诱发滑坡，是通过促进滑移面剪应力增大，促使滑坡体（带）抗剪强度降低来实现的，对于承压水型这一水文地质结构类型的滑坡，由于暴雨可以在滑坡体内产生很大的承压水压力，在此情况下，滑坡体受的承压水压力对诱发滑坡的发生起了直接重要的作用，其次才是滑坡体（带）因软化泥化抗剪强度降低的效应，对于潜水型和层间水型这两类水文地质结构类型的滑坡，由于不能在滑坡体中产生巨大的承压水压力，只能依靠地下水对滑坡体（带）长期的软化泥化而使抗剪强度极度地降低，结合地下水压力的共同作用来由3.2节的分析，可以看出：地下水、库水及降雨对岸坡的稳定性影响都很大；但具体有多大，目前我们还没有很好的办法将其准确定量化；它们都有一个共同点就是水的变化引起岸坡地下水位的变化。地下水位可以用地下水位线来描准确确定出以上几个参数，库水位变化时的地下水位线就可以准确求出，从而也就可以绘制出各因素对岸坡稳定性影响的曲线。以下笔者将以xx火车站岸坡为例库水位变化时各因素对岸坡稳定性的影响作定性分析；最后将分库水位升高和库开发规划中的第六个梯级电站,它属II等大(2)型水电站,库容1.9特别是在覆盖层较厚的地段更加突出。鉴于此，笔者选择了xxxx水电站库区xx局部零星夹有块石，块、碎石多呈棱状、片状，整体结构松散,局部具架空现象,由于基岩相对于覆盖层的透水性很小，所以可以把基岩建立在刚体极限平衡原理基础上的边坡稳定分析方法包括以下三条基本原则：[22－24]面上滑体处处达到极限平衡，即正应力和剪应力本次研究采用了北京理正软件设计研究院开发的“理正边坡稳定分析系统”法。各种方法简述如下[22-24]：是圆弧2）考虑土条两侧的作用力与土条底部滑面切线方向平行3）建立的是土条底面法向静力平衡方程4）满足整个滑动土体对圆心的力矩平衡条件。i—土的抗剪指标。RRDDPUPUPWTPWTN\Nll图3.3.1瑞典条分法稳定性计算示意图该方法的假设条件如下：(1)滑裂面是圆弧2）考虑土条两侧的作用力为水平力3）建立的是土条垂直方向的静力平衡方程4）满足整个滑动土体对圆Σ[Cibi+(Wi-Ui)tgφi]1ΣWisinθi+Dicos(αiΣWisinθi+Dicos(αi-θi)Ri地下水位线DUDUTWNEETWNEllWi—条块重力（KN）,地下水位线以上图3.3.2简化Bishop法稳定性计算示意图i—土的抗剪指标。该方法的假设条件如下：(1)滑裂面为任意形状2）考虑土条两侧的作用力为侧向推力和剪力3）建立的是土条垂直方向和水平方向的静力平衡方程和力矩平衡方程4）满足整个滑动土体的力矩平衡和力的平衡条件。计算示意图见ΔHi=Hi+1-Hi-b--b-UD地下水位线HPUD地下水位线HPhhWhPWhPTlNi—条块的重力线与通过此条块底面中点半TlN图3.3.3Janbu图3.3.3Janbu法稳定性计算示意图i—土的抗剪指标；II图3.3.4xx火车站岸坡工程平面图+坡积物绢云母千枚岩水位产状剖面方向图3.3.5xx火车站岸坡工程剖面图岩土体的抗剪强度指标的取值依据岩土室内试验、现场测试、综合反算法三方面的成果资料综合考虑。依据初步设计阶段的试验资料，并结合其它相关工程表3.3.1xx火车站岸坡基本物理力学参数值岩土体名抗剪强度KN/m3内聚力C(kPa)天然饱水天然饱水天然饱水坡积物20.3825.58弱风化千枚岩27.1527.2446由勘察单位在xx火车站的第一个钻孔资料可以知道：库水位高程为200.6m时,h0=14m,x=135m时,地下水埋深的高程为222.13m，将这些数地下水位线方程为h2=7.9x+ho2，利用这个方程可以求出库水位为200.6m时的岸的地下水位线进行推测,在这利用宾介曼修改过的卡明斯基近似公式进行计算,计z算式为:yx=zhhms -lzxhhms -lzx图3.3.6推测地下水位线计算简图表3.3.2极限平衡法计算结果瑞典条分法简化Bishop法Janbu法天然状态1.2981.3001.301正常蓄水位1.1211.2321.240通过以上研究可以知道，要想求出库水位变化时的岸坡地下水位线，关键是水层厚度hm和库水位变化高度ht。由于库水位变化高度ht不仅对λ的值有影响,还对u(x,t)的值有影响,所以很难对库水位变化高度ht对岸坡稳定性的影响作出定性的描述。以下我们将定性分析库水位变化时其它几个因素对岸坡稳定性的影表3.3.3库水位变化时各因素对岸坡稳定性的定性描述序号库水位升高库水位降落1当λ增大，m(λ)减少，岸坡自由水面升高速度慢当λ增大，m(λ)减少，岸坡自由水面下降速度慢2当λ减少，m(λ)增大，岸坡自由水面升高速度快当λ减少，m(λ)增大，岸坡自由水面下降速度快3当λ=0，m(λ)＝1，岸坡地下水位与库水位同步当λ=0，m(λ)＝1，岸坡地下水位与库水位同步4当λ≥2.5，m(λ)＝0，岸坡地下水位不随库水位变化当λ≥2.5，m(λ)＝0，岸坡地下水位不随库水位变化5当λ越小时，岸坡自由水面升高速度越快，对岸坡越不利当λ越小时，岸坡自由水面下降速度越快，对岸坡越有利6当λ越大时，岸坡自由水面升高速度越慢，对岸坡越有利当λ越大时，岸坡自由水面下降速度越慢，对岸坡越不利7所以对岸坡有利的因素为：增大给水度μ;增大库水位变化速度V；减小渗透系数K；减小含水层厚度hm。所以对岸坡有利的因素为：减小给水度μ;减小库水位变化速度V；增大渗透系数K；增大含水层厚度hm。以下笔者将利用理正边坡稳定性分析软件,以xx火车站岸坡为例，首先定量此时假设库水位变化高度是一个定值，即ht＝16.4m,在研究某一因素对岸坡稳定性的影响时，其它因素都假设是一个定值。计算参数为：K=0.01m/d,μ图3.3.8库水位升高时各因素对稳定性的影响曲线由以上的影响曲线可以看出：①库水位升降时同一影响因素曲线的形态基本相同，不同的是它们在不同的工况下函数的单调性相反；②由曲线中岸坡稳定系数变化的数值可以看出库水位降低比库水位升高对岸坡的稳定性影响更大；③库水位变化速度V对岸坡的稳定性影响最大，影响最小的是含水层厚度hm，渗透系大，在大于0.02m/d范围内变化时，稳定系数变化很小，在0.005m/d～0.02m/d之间变化较小；含水层厚度hm在30m以内变化时因素对岸坡稳定系数的影响曲线与上述确定的各因素对岸坡稳定性影响的定性分在这个研究过程中计算方案分四种情况1）库水位以V=0.5m/d速度上升；（2）库水位以V=0.5m/d速度下降3）库水位以V=1m/d速度上升4）库水位以V=1m/d速度下降。计算参数为：hm=13m,k=5m/d，μ=0.086。库水位与岸坡稳1.31.25一—V=0.5m/d uv=1.0m/d1.11.0510.950.9201203205207209211213215217215213211209207205203201库水位（m)图3.3.9库水位与岸坡稳定系数的关系由库水位与岸坡稳定系数的关系图可以看出1）在蓄水过程中岸坡的稳定性虽然会有曲折变化，但岸坡的稳定性随着库水位的上升总体呈下降趋势；在蓄水过程的前期，岸坡的稳定系数随着库水位的上升而下降，蓄水到某一高度后，性虽然也会有曲折的变化，但岸坡的稳定性随库水位的下降总体上呈大幅度的下降趋势；在库水位下降过程中，岸坡的稳定系数随着库水位的下降而下降，某一不同的蓄水速度对岸坡的稳定性影响不同，同一库水位时，蓄水速度快的岸坡稳定系数要比蓄水速度慢的要高，这也验证了蓄水速度越快对岸坡稳定性越有利的降过程中同一库水位的稳定性差，这同样验证了库水骤降对岸坡稳定性越不利的由于边坡工程是一个非常复杂的系统工程问题，认识及把握极其复杂的地质因素的影响是十分困难的,即使对相关的工程因素影响的认识也需要有一个过程，还需要有正确的分析方法。这就决定了边坡稳定性评价既不能用静止的观点来分评价或偏重于纯力学特征的定量计算，都会导致研究成果的局限性。仅仅用定性总是显得不太有说服力；而仅用定量的分析方法，由于在边界的确定和参数的选搜索到的可能是局部最优解，从而得到的结果与实际不符[10]。鉴于此，以下笔者并结合工程地质综合分析法和极限平衡法的分析结果对岸坡进行综合评价，从而岸坡的稳定性问题实质还是库水影响下的边坡稳定性问题。虽然关于边坡稳定性的研究历史很悠久，近二三十年来取得了较大进展[26]。但岩土体边坡是一种自然地质体，其工程性质因时间、空间而异，十分复杂。这种变异性与复杂性容大量的力学试验与工程实践表明，边坡性质及稳定性的界线实际上不是很清楚，具有相当的模糊性[27]。定量的分析只能限于较简单的情况。本文通过分析岸坡中库岸边坡稳定性的定量评价应从研究岸坡的变形破坏机制入手，在避免指标间因素相互重合的前提下，综合考虑岸坡的地质结构特征、地形地貌特征、气象水文地质特征以及其它因素特征，选取对岸坡变形破坏影响较大的因素作为评价指标。根据前人研究成果和库岸边坡的实际特点，经综合分析，结合专家思路，选择4个地质结构特征因素（岩土类型、岸坡结构、结构面发育程度和结构面坡个气象水文地质特征（多年平均降雨量，岩土渗透系数和地下水埋深）和4个其它特征因素（植被覆盖率、岩土风化程度、人为作用程度和地震烈度）作为岸坡本文采用层次分析法确定权值向量并运用二级模糊评判的方法进行岸坡稳定评价因素及指标确定 建立层次结构模型确立评判等级构造判断矩阵确定评价准则层次排序及一致性检验确定因素隶属值确定权值向量形成模糊矩阵 模糊综合评判图4.1.1模糊综合评判技术路线图和地下水埋深）和4个其它特征因素（植被覆盖率、岩土风化程度、人为作用程的，但是两两因素之间的相对重要性可以通过比较来确定。为此利用层次分析法于系统论中的系统层次性原理建立起来的，它遵循认识事物的规律，有意识地将复杂问题分解成若干有序的、条理化的层次，在比原问题简单的层次上逐步分析比较，把人的主观判断用数量的形式表达和处理，是一种较新的定性和定量分析多目标的复杂系统和难以完全用定量的方法来分析与决策的复杂系统工程问题，它可以将人们的主观判断用数量形式加以表达和处理，使主观判断尽可能与客观进行层次分析法的关键是建立层次结构分析模型，因为只有在搞清楚了问题的背景和条件、要达到的目的、涉及的因素和要解决问题的途径与方案等以后，才能正确确定判断矩阵，然后进行计算，最后得到满意的结果。层次分析结构模UU UUU UU vvvvvv研究内容（U）为准则层；最下一层影响因素（V）为判断矩阵表示针对上一层某因素，本层次各因素的相对重要性比较。其方法设某层有n个因素Xx1,x2,x3,…xn｝,要比较它们对上一层某因素的影响，确定它们在上一层某因素中的比重。每次取两个因素xi和yi进行比较，用aij表示它们对上一层某因素的影响程度之比，全部表4.1.1标度方法表标度涵义1两个因素相比，具有相同的重要性3两个因素相比，一个因素比另一个因素稍微重要5两个因素相比，一个因素比另一个因素明显重要7两个因素相比，一个因素比另一个因素强烈重要9两个因素相比，一个因素比另一个因素极端重要倒数因素xi与xj因素相比得aij，则xj比xi判断为aji=1/aij2,4,6,8表示上述相邻判断的中值有了这些标度后，我们对每一层次中各因素相对重要性给出判断，就可以用这些标度值表示出来写成判断矩阵。经过多次各准则层U下指标V之间的相对重要性比较，构成表4.1.2的相对重要性比表4.1.2各准则U下指标相对重要性比较表V/VV1iV1jV11V12V13V14V1115/45/61V124/514/64/5V136/56/416/5V1415/45/61V/VVVV21V22V23V2115/75/8V227/517/8V238/58/71V/VVVV31V32V33V3118/58/7V325/815/7V337/87/51V/VVVV41V42V43V44V41114/74/5V42114/74/5V437/47/417/5V445/45/45/71Ui/UjUiUjU1U2U3U4U117/67/47/3U26/716/46/3U34/74/614/3U43/73/63/41可得同一层次中相应元素对于上一层次中的某个因素相对重要性的排序权值，此求解判断矩阵A的最大特征根λmax及其对应的特征向量W问题AW=λmaxW，为了度量不同判断矩阵是否具有满意的一致性，还需引入判断矩阵的平均随机一致性指标RI，对于1～14阶判断矩阵，RI值分别为：123456789000.580.90当阶数大于2时，判断矩阵的一致性指标CI与同阶平均随机一致性指标RI之比称为随机一致性比率，记为CR，CR=CI/RI。只有当CR〈0.1时，矩阵具有满意的一致性，单排序才认为合理，否则需要调整判断矩阵的取值。上计算同一层次所有因素对于总目标相对重要性的排序权值的过程称为层次总w、w、…、w，表4.1.3V层总排序权值表层次U层次V2m,V11V12V1xVmzmw2mwx1wwx2wwxmwn1wwn2wwnm层次总排序也要进行一致性检验，检验也是从高层到低层进行的。设V层中整个过程均由计算机完成，总排序的可信度检验与层次单排序按照上述算法，经过反复试算，最终的层次排序权值见表4.1.4所示:表4.1.4层次排序权值表评价指标权重值（R1）权重值(R2)地质结构特征（U1）岩土类型(V11)0.250.35岸坡结构(V12)0.20结构面发育程度(V13)0.30结构面倾向与坡向的关系(V14)0.25地形地貌特征（U2）坡面形态（V21）0.250.30岸坡高度（V22）0.35岸坡坡度（V23）0.40气象水文地质特征（U3）平均降雨量（V31）0.400.20渗透系数（V32）0.25地下水位埋深（V33）0.35其他因素特征（U4）植被覆盖率（V41）0.200.15岩土风化程度（V42）0.20人为作用程度（V43）0.35地震烈度（V44）0.25岸坡稳定性的总体评价是一项很复杂很模糊的工作，它涉及的因素很多，各因素之间又相互制约相互牵连，同时它们对稳定性分级标准也是外延不清晰的模糊概念，这类问题用经典的数学模型难以定量描述，模糊数学理论则是解决此类模糊问题的有效手段。为使岸坡稳定性系统中的每个因素都能够真实有效地参与评价，首先确定参与评价的因素并将这些因素划分为不同的层次，这在前面已经完成。采用层次分析技术和模糊综合评判方法进行评判，得出岸坡稳定的最终评模糊综合评判就是根据已给出的评判标准及评价因素的数值，首先进行单因关于评判矩阵A与权集R的合成办法，已经建立了许多数学模型，常用的模r,anj导作用，而忽视其它因素的作用。从上述的层次结构模型分析的结果不难看出，岸坡的稳定性由影响岸坡稳定性的各因素共同作用，并非单一因素决定。因而本在前人研究资料的基础上，结合岸坡的实际特点，我们拟对岸坡的稳定性分相应地，评价因素的指标界限一般也按其质量状况划分为四级，指标界限是借鉴前人在这方面所做的工作，结合专家经验所确定的。这些指标分级的全体就应用模糊数学进行评判，隶属函数是一个关键。模糊关系运算中的隶属度是指分类指标从属于某种类别的程度大小，一般是以隶属函数来刻画。隶属函数的人们往往是根据具体研究对象采取一定的统计推断得到，多数情形是以正态函数表4.1.5岸坡稳定性评价单因素评价标准因子指标级别次不稳定(Ⅲ)不稳定(Ⅳ)地质结构特征(1)岩土类型(2)斜坡结构(3)结构面发育程度(%)(4)结构面倾向与坡向的关系坚硬岩类均质结构不发育（<10）逆向坡胶结好的半坚硬岩类块状结构较不发育（10～30）平叠坡胶结差的半坚硬岩类层状结构较发育（30～50）斜交坡软弱岩及松散岩土类碎裂结构及松散结构非常发育（>50）顺向坡地形(5)坡面形态凸形坡直形坡凹形坡“S”形坡地貌(6)斜坡高度（m）低（<5）较低（5～15）中等（15～30）高（>30）特征平缓（<15）缓倾（15～30）中等倾（30～45）陡倾（>45）气象(8)多年平均降水量（mm）小（<150）较小（150～250）较大（250～400）大（>400）水文(9)岩土层透水性（渗透系数）差（<5）较差（5～10）较好（10～30）好（>30）地质（m/d）特征(10)地下水位埋深（m）浅（<3）较浅（3～5）较深（5～10）深（>10）其他因素特征(11)植被覆盖率(%)(12)岩土风化程度(%)(13)人为作用程度(%)(14)地震烈度（度）发育（>30）未风化（<5）轻微（<5）<Ⅲ较发育（30～15）微弱风化（5～10）较轻（5～15）Ⅲ~Ⅴ发育差（15～5）中等风化（10～30）较重（15～45）Ⅴ~Ⅶ发育极差（<5）强烈风化（>30）重（>45）>Ⅶr224b43b44)4×4，再次经B=ROA合成，即其中bj为该评价单元隶属于岸坡稳定各等级的隶属度，并按最大隶属度原则现用AHP-Fuzzy评判方法，对xx火车站岸坡进行二级模糊综合评判，评判过00000000001)|0,0,②一级模糊评判Bi=RiOAi(i=1,2,3,4)③二级模糊评判B=ROA根据最大隶属度原则与方法，对xx水电站水库运行对xx火车站岸坡的稳定影响很大，这主要是由于岸坡第四系覆盖层较厚，易于受库水影响而产生变形破转化成差分方程(代数方程)，把求解微分方程问题可以是某应力分量、位移分量、速度分量，也可以是应力函数等。将介质体用等间距h且平行于坐标轴的两组平行线织成网格(图y58458hh913091367267xx图4.2.1有限差分网格对于平面问题，先将计算对象剖分成四边形单元，每个单元再用两种方式划分成四个常应变三角形单元，将三角形单元的计算结果叠加平均后最终获得四边形单元的平均应力或应变值。其中三角形单元的差分公式由广义高斯散度定理推当f为单元各边的平均速度时，单元应变速率（应变增量）ei运动方程- σij(N)=σij(O)+Δσij=σij(O)+M(e.ij,k运动方程- 新的速度和位移新的应力或力应力－应变关系 新的速度和位移新的应力或力应力－应变关系 图4.2.2有限差分计算流程示意图假定材料受力变形过程中，服从Mohr－Coulomb屈服条件，非线性本构定律tfs=σ1-σ3Nφ+2c；ft=-σ3；h=σ3-图4.2.3Mohr－Coulomb屈服准则示意图有如下形式：gs=σ1-σ3NΨ;gt=-σ3。其中Ψ为剪胀角，本模型计算中取值为NΨ=(1+sinΨ)/(1-sinΨ)。剪切破坏与拉张破坏流动准则分别为：其中，。这儿σ1=K+4G/3；σ2=K-2G/3（K为压缩模量；G为剪切模量根据式(4-7)新应力与原应力间的关