《岩體斜坡穩定性動態預測的量化理論與套用研究》是由石家莊經濟學院擔任主要完成單位，董兆祥,楊小薈,於開寧,雷霆,許廣明,劉國輝,王彥祺,李治廣擔任主要完成人的一項科技項目。
基本介紹
- 中文名：岩體斜坡穩定性動態預測的量化理論與套用研究
- 主要完成單位：石家莊經濟學院
- 主要完成人：董兆祥,楊小薈,於開寧,雷霆,許廣明,劉國輝,王彥祺,李治廣
- 等級：二等
- 獲獎序號：20110035
- 獲獎證書編號：KJ2011-2-25
- 獎種：國土資源科學技術獎
項目摘要
最近20年來，非線性理論與數值模擬和可視化技術不斷地在邊坡穩定性評價中的到套用。可視化系統軟體3D_SLOPE被研製和發展；邊坡工程地質信息三維可視化技術和穩定性分析有機地結合；節理的Monte-Carlo隨機模擬方法；利用GIS 的空間數據處理分析功能及通過數學規劃法與有限元法的結合等，給邊坡三維穩定性評價注入了活力。但卻遠不能滿足邊坡工程中生產的需求。其主要原因是：截止目前結構體滑動的岩體邊坡還停留在岩體邊坡單一滑塊穩定性計算方式。所以無法實現連續地對任意坡高的滑體的穩定分析及其穩定性係數的對比，故不能涉及邊坡工程中亟待解決的學科與生產的如下前沿課題：高邊坡施工前斜坡任意坡高穩定性超前預測；邊坡坡角的定量設計；邊坡治理方式的決策。 此項成果以其提出的“單位結構體”、“優勢結構體”和“動態積分”的概念和方法為技術工具，連續地獲得岩體斜坡可能滑動面的面積、滑動體的體積和地下水壓力及地震力對坡高變化的增量，實現了從坡頂到坡底的連續、動態地對岩體斜坡進行穩定性數位化評價，首次提出了各類地質結構類型邊坡的穩定性係數K與坡高n為函式關係及其表達式，進而提出斜坡連續變形破壞的漸變理論。突破了同類研究的斜坡穩定性的單一滑動體的傳統計算方法，實現了用結構體地質參數預測任意坡高斜坡的穩定性係數，該方法是保證高邊坡在任何坡高都處於同一個安全度下坡角設計的新開端，突破了岩體邊坡的坡角經驗設計現狀，並填補了邊坡治理決策理論根據與判據的空白。 其科學價值在於套用了1979年穀德振先生提出的岩體為結構介質屬性這一理論前提，首次揭示了不同地質結構的斜坡穩定性隨坡高的的變化規律，為滑坡穩定性的適時空間預測和施工前人工邊坡穩定性超前預測、邊坡治理決策和滑動面抗剪強度等重要參數的反分析研究奠定了理論基礎，為岩體高邊坡穩定性評價開闢了新途徑，為坡角的定量設計提供了技術與理論方法。 該成果在套用時只需確定斜坡的結構類型和結構面的力學性質參數，就可以滿足動態模型的計算條件，所以可大幅度地降低勘察成本。以滑動面和切割面抗剪強度與地震力、動、靜水壓力為地質環境因子，按由斜坡個體結構體到邊坡整體評價的思維方法為基礎方法，使滑坡體體積、滑動面的面積及其它外力增量的動態計算另闢蹊徑，大幅度地節省勘察工作量與勘查時間。且由於每一次穩定性計算仍屬於極限平衡理論方法，所以符合現行規範對於邊坡穩定的計算要求，便於在生產和套用中得到推廣。在工程邊坡越來越高、滑坡災患不斷加重的今天，此成果具有非常重大的社會效益、經濟效益和廣闊的套用前景。 成果在內蒙大青山公路邊坡治理設計、河北省武安至邢台的平-涉S202公路岩質高邊坡勘察、西柏坡“八路軍”總部舊址滑坡勘察等重大工程得到成功套用，受到套用單位的一致好評。其中河北建設勘察研究有限公司套用此項成果完成的“平-涉S202公路岩質高邊坡勘察”獲中國城市規劃協會2005年度全國城市勘察測量一等獎。
