摘　要：本文探讨了露天矿边坡稳定性的研究方法，分析了各个方法的优劣和主要应用条件。

关键词:露天矿；坡度；稳定性；方法

露天矿边坡稳定性包括最终合理的边坡角、边坡形状、边坡监测和滑坡防治。经过近40年的发展，岩质边坡的研究开始并得到迅速发展。然而，由于理论和实践的局限性，边坡稳定性分析的各种方法并不完善。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重视，并对其进行改进和完善，以更好地满足露天采矿工程的需要。

1边坡稳定性分析采用的主要方法

1.1定性分析法

1.1地质分析法

根据地形、地质条件和边坡变形破坏的基本规律，追溯边坡演化的全过程，预测边坡稳定性发展的大致趋势及其破坏模式，从而评价边坡的稳定性，评价已发生的滑坡。

1.1.2工程地质类比法

的实质是将已有的天然边坡或人工边坡的研究和设计经验，应用于条件相似的新边坡和人工边坡的研究和设计。需要对现有边坡进行详细的调查研究，综合分析工程地质因素的异同，分析影响边坡变形发展的主导因素的异同。同时，还应考虑工程的类型和等级及其对斜坡的具体要求。虽然它是一种经验方法，但它是边坡设计中的一种通用方法，尤其是在中小型工程中。

1.1.3图解法

图解法可分为两类:①用一定的曲线和图形来表示边坡参数之间的定量关系，从而求得边坡稳定系数，或者在已知稳定系数和结构面倾角、坡角、坡高的情况下，只有在一个未知的情况下，才能求得稳定坡角或极限坡高。这是对机械计算的简化。②用图表计算边坡变形破坏的边界条件，分析软弱结构面的组合关系，分析滑动体的形状和滑动方向，评价边坡的稳定性，为力学计算创造条件。常用的有赤平投影法和立体比例投影法。

1.1.4边坡稳定性专家系统

工程地质领域发展最早的专家系统是地质调查专家系统(expert system Propecter)，由斯坦福大学于20世纪70年代中期完成。此外，麻省理工学院在80年代中期开发的测井数据咨询专家系统也得到成功应用。专家系统使一般工程技术人员在解决工程地质问题时，能像有经验的专家一样，给出正确的判断和结论。因此，专家系统的应用为工程地质学的发展提供了新的思路。

1.2定量分析方法

1.2.1极限平衡法

极限平衡法在工程中应用广泛。它是根据边坡上滑体或滑体块体的力学平衡原理(即静平衡原理)来分析边坡在各种破坏模式下的受力状态，以及边坡上抗滑力与滑动力的关系来评价边坡的稳定性。

1.2.2极限分析法

塑性极限分析法考虑岩土的应力& mdash应变关系，用塑性力学的上限和下限定理分析边坡稳定性，就是从下限和上限逼近真实解。这种求解方法最大的优点是避免了工程上最难理解的本构关系表达式，因此在很多情况下具有物理概念清晰、应用简单、问题求解严谨的优点。

1.2.3数值分析方法

数值分析方法是一种考虑到岩土的非均质性、不连续性和大变形特性的方法。有限元法是数值分析的典型代表，完全满足静力许可、应变协调和应力& mdash与极限平衡法相比，应变间的本构关系具有以下优点:不需要预先假定破坏面的形状或位置；不必引入假设，保持严密的理论体系；有限元解提供了应力& mdash关于变形的所有信息。有限元法是分析边坡应力、变形和稳定性的理想方法。

1.3不确定分析方法

1.3.1系统分析方法

由于边坡处于非常复杂的岩土环境中，其稳定性涉及的因素非常广泛，稳定程度非常复杂。因此，边坡稳定性也是一个系统工程问题。应用系统分析方法的途径有:岩石力学环境条件研究& rarr变形破坏机理研究；稳定性计算和分析。目前，系数分析法在边坡稳定性分析中被广泛应用。

1.3.2灰色系统方法

灰色系统理论是识别。如果既有已知的因素，又有未知的或不确定的因素来决定事物，那么他们的系统就叫灰色系统。该方法在边坡研究中的应用主要是利用灰色聚类理论对边坡稳定性进行分级分类。文献中提出了一种基于经验的边坡稳定性灰色系统分析方法。该方法得到的结果与边坡的实际状态一致，且直观、简单、易操作。

1.3.3可靠性分析方法

可靠性分析方法在分析边坡稳定性时，充分考虑了影响安全系数的各种随机因素的变异性(如岩体和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、扬压力、各种荷载等。).通过识别各种因素的不确定性，结合边坡系统的具体情况，采用概率分析方法和可靠性标度来描述边坡工程系统的质量。

1.3.4模糊数学评价方法模糊理论是应用模糊置换原理和最大隶属原则，综合考虑被评价事物或其属性的相关因素，进而评价等级或水平。它在边坡稳定性分析中的应用是先找出影响边坡稳定性的因素，然后进行分类，赋予一定的权重，再根据最大隶属度原则判断边坡单元的稳定性。

2边坡稳定性分析方法动态

2.1边坡三维稳定性分析

三维极限平衡法在边坡三维评价中发展较早，其特点是能更真实地反映边坡的实际形态。特别是在滑坡面已经确定的情况下，利用三维分析可以适当考虑滑动面的空变化特征对边坡稳定系数的影响。

2.2数值分析动力有限元强度折减法最近引起了国内外的关注，在边坡稳定性分析中逐渐得到认可。谭晓辉等(2007)通过简单的结构工程实例，研究了有限步长迭代法中初始步长和步长调整系数的取值，并结合边坡稳定的有限元可靠性分析，探讨了有限步长迭代法在边坡工程中的适用性。

2.3不确定性分析方法的动力学近年来，边坡稳定性的评价与各种数学模型的结合越来越紧密，不确定性分析方法也发展很快。杨磊(2005)系统总结了滑坡破坏概率分析的基本原理。摘要:以三峡库区龙王庙滑坡为例，探讨了地下水对滑坡的影响，分析了滑坡的破坏概率，从而更准确、全面地判断滑坡的稳定性。

3边坡稳定性分析的发展趋势

边坡稳定性分析方法已经取得了很大的进展，但在以下几个方面还需要进一步的研究和改进。

3.1开展边坡稳定性分析的试验研究。它是实验稳定性研究和计算方法的基础。只有加强试验研究，才能促进边坡分析的发展。

3.2发展和完善复合法。随着数值分析的不断发展，各种分析方法的耦合已成为一大发展趋势，如有限元、边界元、离散元的耦合，数值解与解析解的结合。这些方法的耦合可以充分发挥各自的优势，解决更复杂的边坡问题。

3.3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方法，要使它们更适合边坡稳定性分析，还需要在理论和应用上做大量的研究。

参考文献:

[1]刘祖典，黄土力学与工程[M]。Xi安:陕西科学技术出版社，1997。

[2]陈祖禹，土坡稳定性分析的通用条分法及其改进[J].岩土工程学报，1983，5 (4): 11227