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滑坡不仅是一种自然灾害,同时也是一种严重的工程地质灾害,其发生和发展受限于地质条件和自然营力的作用,同时也受到人类工程活动的显著影响。大型滑坡规模大、机理复杂,脱离母岩滑移过程中形成较大的势能差,常常造成一系列的复合地质灾害,产生链式反映,典型的灾害链有崩→滑→流一体的链式反应地质灾害。由此看来,滑坡地质灾害严重影响了人民的生命安全和财产安全,给整个社会带来重大的伤亡和损失。因此,滑坡工程的稳定可靠性问题一直是,也将必定是岩土工程领域的重点研究课题。在滑坡的稳定可靠性分析领域,存在的问题主要有:①基于滑坡瞬间破坏机理的稳定性分析方法(如单值稳定系数法、传统可靠性分析法等)都建立在传统的极限平衡基础上,在进行滑坡稳定性计算时,强调的是滑坡稳定性单值整体指标的求解,常用的评价滑坡稳定性的指标有整体稳定系数Fs、整体破坏概Pf及滑坡整体的可靠度指标β等。在这些指标的求解过程中,假设破坏沿着假定滑动面发生连续的整体滑动,认为稳定性局部指标与整体指标相同,沿整个滑面没有变化,这种分体思路实质上割裂了滑坡的孕育→变形→失稳破坏的内在演化规律,即滑坡的渐进破坏演化模式。②传统方法在在对滑坡稳定性进行评价时,忽略了滑坡系统的模糊性,总是基于人为主观判断进行计算模型的简化,在建立稳定可靠性函数关系时,函数中仅涉及到对稳定性起控制性的主要参变量,通过计算稳定系数功能函数,当功能函数为0时得到相应的数值解,用它们来对滑坡进行稳定性评价,这种做法,显然是不妥当的,其评价结果人为因素较大,不同人的评价结果差别很大,所以采用这些精确的计算方法一般情况下是不恰当的。深入研究证明:模糊性所体现的不确定性比其随机性更深刻、更具有普遍意义。③可靠性观念基于二值逻辑基础,它反映了人们的精确思维模式,将复杂的、模糊的系统可靠性问题简单地视为精确的数学问题并不能真实地反映客观实际,特别是在岩士工程中,不是所有的不确定性都是随机的,基于认知的不完全信息导致的不确定性就不能用概率理论来处理。精确性与复杂性互克原理表明,随着滑坡系统复杂程度的不断加大,人们对其稳定性作出精确而有意义的能力也相应降低,直到趋于某一阀值,一旦超过该值,我们作出的精确而有意义的判断呈现出很大程度的相斥特性。因此,对于滑坡这样一个复杂的系统,单纯用可靠性理论评价是不够的,有必要发展即考虑随机性又考虑模糊的评价方法,即模糊随机可靠性分析方法。鉴于上述问题,本文研究滑坡渐进破坏的时空发展特点,采用区别于可靠性理论的模糊随机理论,以河南省嵩县白河滑坡为例,通过建立滑坡变形演化阶段地表裂隙的发育特征,研究白河滑坡分区变形特征,判别其渐进破坏模式;分析滑坡基本特征、滑带土特征及滑坡渐进破坏影响因素,阐述其渐进破坏机理;采用随机—模糊处理方法确定计算模型的模糊随机变量;基于岩土体的空间变异性,考虑参数的相关性,以模糊随机变量为基本变量建立滑坡渐进破坏的模糊极限状态方程;通过对岩土工程隶属函数选取原则、不同类型隶属函数的应用进行讨论,选取符合滑坡变形特征的隶属函数对渐进破坏极限状态方程进行模糊化处理,建立具有二维渐进破坏面的滑坡模糊随机可靠度模型;在此基础上,研究滑坡局部破坏的产生、扩展至破坏的渐进过程;结合颗粒流离散元数值模拟手段印证渐进破坏模糊随机可靠性分析的合理性,再现滑坡渐进破坏过程。通过以上一系列地分析研究,得出如下结论:(1)基于滑坡受力特征及渐进破坏模式的分析,将滑坡渐进破坏分为三种典型渐进破坏模式:渐进推移式滑坡、渐进牵引式滑坡、渐进平移式滑坡。结合滑坡区实际地质特征,为了快速方便地对滑坡渐进破坏模式作出合理可靠的识别,在前人的研究基础上,从地表裂缝类型、地表裂缝的受力特征出发,总结了前两类渐进破坏滑坡变形演化阶段的地表裂缝发育特征。基于此,根据白河滑坡发育的地质背景及稳定性影响因素,分析了白河滑坡的基本特征,从地表裂缝发育情况的实际调查结果及滑坡渐进破坏的时间演化规律和空间演化规律,并结合各个阶段裂缝的发育特征分析为立足点,分析白河滑坡渐进推移式破坏机理。(2)将可靠性理论与模糊数学相结合,研究二者之间的结合点,以建立随机理论与模糊理论相统一的可靠性分析方法。应用模糊数学描述岩土的模糊性时,最核心的问题之一就是隶属函数的确定。通过分析,探讨了模糊随机理论应用于滑坡工程时常用的隶属函数的形式、隶属函数构造的基本原则,不同隶属函数的使用方法,并给出了滑坡工程中稳定系数与岩土参数(均值、方差及协方差)隶属函数的一般形式及构造方法。(3)针对可靠性分析的局限性,对滑坡这样一个复杂的系统,单纯用可靠性理论来评价是远远不够的,应开展既考虑随机性,又考虑模糊性的评价方法,即模糊随机可靠性分析方法。探讨了滑坡稳定可靠性分析中,岩土力学参数及极限状态方程的模糊性因素,并分别提出了岩士力学参数和极限状态方程模糊性处理的基本手段。对滑坡工程中常用的基于显式功能函数和隐式功能函数的滑坡渐进破坏稳定可靠性问题进行了分别研究,介绍了几种常用的模糊随机可靠性计算方法,提出了基于隐式功能函数求解问题的新思路。(4)推导了天然条件下、考虑孔隙水压力条件下、降雨条件下的基于不同计算方法的滑坡条块安全余量能函数表达式。依照局部破坏模糊概率计算→扩展破坏模糊概率计算→渐进破坏模糊概率计算这一思路,对白河滑坡的变形破坏进行模糊随机可靠性进行分析。从滑坡渐进破坏传播矩阵中可得出:①滑坡变形破坏始于坡体的后缘并不断向前传递发展的破坏模式;②一旦第1条块发生破坏后,渐进破坏就很有可能向其邻近条块传递,滑坡破坏的可能性越来越大。整体看来,第16条块到第20条块,它们间破坏传播的概率要大于其它条块,这说明滑坡最危险的部位在第16-20条块之间,且它们间破坏传播的可能性最大,因此,抗滑支护时,支挡物应优先考虑加固此处。③不同降雨条件下,相同条块间的概率,随降雨量的增加,扩展概率相应地增大,故发生破坏的可能性越来越大。④随着降雨时间增加,降雨量增大,滑坡一次渐进破坏的规模增大,但渐进破坏却有着相同的转移路径。最大破坏的转移路径均为:1→2→3→6→7→8→9→11→13→14→15→(16)→(17)→(18)→(19)→(20)→21→24;一次渐进破坏的规模分别为94.3314m、114.6842m、131.6087m、149.2111m、153.6924m。(5)从渐进式滑坡变形演化特点出发,针对土石混合体滑坡,采用颗粒流PFC程序,再现了白河滑坡发生→发展→破坏的全过程。数值模拟模拟仿真计算结果和模糊随机可靠性分析相互印证,得出白河滑坡推移式渐进破坏这一力学过程。以上研究成果和结论,为滑坡风险评价理论提供了一些新的思路和方法。通过对滑坡孕育、发生、发展至破坏全过程的合理把握,不仅对滑坡防灾减灾具有非常重要的现实意义,同时也对滑坡的预测预报提供了理论依据与技术支持。