[00737451]复杂岩土边坡稳定性分析关键理论技术创新与工程应用

该项目所属学科为水利工程和土木工程及相关领域。 边坡稳定问题是一传统课题。然而滑坡事故至今屡见不鲜，2008年山西襄汾“9.8”尾矿库特别重大溃坝事故仍记忆犹新，去年的深圳山体的特大滑坡事故又给人们留下了惨痛的记忆。事故频发的部分主要客观原因在于：1）滑坡体物理力学参数的不确定性；2）边坡失稳的机理机制尚未完全揭示；3）缺乏资料短缺条件下的边坡稳定性诊断判别方法，大量岩土边坡未经分析评判，潜在风险大。 该项目以土质边坡、岩质边坡、土石混合体边坡为研究对象，以有效降低地质灾害和工程风险为目标，针对复杂地质环境下的边坡稳定分析中的关键为题，采用融原型观测、科学实验、正反向数值模拟以及计算智能理论四位一体的综合研究方法，经数十年研究攻关，取得如下创新成果： 1.建立了集正、反分析及原位测试的复杂岩土边坡稳定分析方法体系，为复杂岩土边坡稳定分析判别提供了重要理论支撑应用极限平衡法推导出无粘性土坡部分浸水时的计算模型及最小安全系数与其相应滑动面的确定方法，显著提高了计算效率。提出了一套基于原型观测数据的土体物理力学参数智能反分析新方法。揭示了土石混合体含水量、含石量对内聚力、内摩擦角的影响规律，提出了基于原位推剪试验的浸水土石混合体抗剪强度指标确定方法。 2.建立了基于工程实例和专家经验知识的边坡稳定快速、智能评价模型，可有效解决资料短缺条件下复杂岩土边坡稳定性定性诊断与评判问题，显著提升了决策分析水平。基于粗糙集理论，通过求核与属性约简，从大量既有边坡稳定评判实例中抽取的边坡稳定判别知识，建立了相应的专家系统模型和知识库系统。建立了基于自组织映射神经网络模型的边坡稳定性快速评价模型。3.采用人工智能理论和面向对象技术分别实现了基于C/S和B/S结构的边坡稳定性分析软件组件，开发了3套针对不同工程领域和问题（水利、交通、矿山等）的边坡稳定软件分析系统,包括：山区公路岩质边坡稳定性分析软件；土石坝病害诊断专家系统；基于VB的尾矿坝边坡稳定分析系统。为新的理论方法的实际应用提供了先进的技术手段。 该项目2013年获河北省水利学会科技进步一等奖，主要相关论文8篇（EI收录1篇，ISTP收录3篇)；获计算机软件著作权1项，培养硕士生5名，博士生1名，培训技术人员200余名。自2011年开始，成果整体在大清河河务管理处、保定城乡建设集团等单位应用、保定市张石高速筹建处、保定市山水安全技术服务中心等多家单位推广应用，对水库大坝、尾矿坝、碱渣坝、路基、路堑边坡的稳定分析计算、山区城镇规划选址、山区建筑防灾评价中发挥了重要作用，取得显著的社会效益，推广应用前景十分广阔。