一、引言
從形成時(shí)起，邊坡即處在不斷的發(fā)展變化過程中，通過變形發(fā)展為破壞。邊坡變形破壞的發(fā)展歷史可以是漫長的（如自然邊坡的發(fā)展演化過程），或是短暫的（如人工邊坡的形成），其發(fā)生的條件和影響因素卻通常相當(dāng)復(fù)雜。盡管如此，邊坡變形與破壞卻始終決定于坡體本身所具有的應(yīng)力特征和坡體抵抗變形和破壞的能力，這兩方面的相互關(guān)系和發(fā)展變化，是邊坡發(fā)展演變的內(nèi)在矛盾。邊坡發(fā)生破壞是一種復(fù)雜的地質(zhì)災(zāi)害過程，由于邊坡內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和組成巖石物質(zhì)成分不同，造成邊坡破壞具有不同的破壞模式。
研究邊坡失穩(wěn)的方法有許多，例如極限平衡法，有限元極限平衡法，強(qiáng)度折減法等。其中極限平衡法是邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算中主要的方法，也是在工程實(shí)踐中應(yīng)用最多的方法之一。它概念清晰，容易理解和掌握，且分析后能直接給出反映邊坡穩(wěn)定性的安全系數(shù)值。有限元極限平衡法是在土工結(jié)構(gòu)彈塑性有限元應(yīng)力分析基礎(chǔ)之上，基于極限平衡條件進(jìn)行穩(wěn)定性判定的方法。強(qiáng)度折減法，是近些年隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展而發(fā)展的一種基于有限元基本理論的邊坡穩(wěn)定分析方法，能夠很好地模擬邊坡的實(shí)際情況，具有很大的發(fā)展空間。
自1975年Zienkiewics首次提出有限元強(qiáng)度折減以來，該方法因其不需要預(yù)先假定滑動面的形狀和位置、物理意義明確和能夠反映土坡的漸近破壞過程而受到學(xué)者的廣泛關(guān)注。隨后眾多學(xué)者對這種新穎的研究思路進(jìn)行了大量的探索和創(chuàng)新，如Ugai、Dawson等。中國學(xué)者也在強(qiáng)度折減法方面進(jìn)行了大量研究工作，如宋二祥、唐春安等。
二、基本原理以及失穩(wěn)判別依據(jù)
有限元法克服了極限平衡法的不足，并有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：1.能夠充分考慮土體的非線性本構(gòu)關(guān)系、土體的非均質(zhì)性和各向異性等復(fù)雜特性；2.能模擬施工過程，可考慮變形體中泥化夾層的滲流效應(yīng)、孔隙水壓力等；3.能給出邊坡內(nèi)的應(yīng)力場、位移場，可以了解邊坡的逐步破壞機(jī)理和塑性區(qū)的開展情況；Duncan（1996年）指出，邊坡安全系數(shù)可以定義為使邊坡剛好達(dá)到臨界破壞狀態(tài)時(shí)，對土的剪切強(qiáng)度進(jìn)行折減的程度。通過逐步減小抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，將c，φ值同時(shí)除以折減系數(shù)SRF，得到一組新的強(qiáng)度指標(biāo)c'，φ'進(jìn)行有限元分析，反復(fù)計(jì)算直至邊坡達(dá)到臨界破壞狀態(tài)，此時(shí)采用的強(qiáng)度指標(biāo)與巖土體原具有的強(qiáng)度指標(biāo)之比，即為該邊坡的安全系數(shù)SRF（strengthreductionfactor）。
當(dāng)使用摩爾庫侖破壞準(zhǔn)則時(shí)，剪切強(qiáng)度可以表示為
式中，粘聚力c和內(nèi)摩擦角是兩個(gè)基本強(qiáng)度參數(shù)強(qiáng)度折減法則通過折減這兩個(gè)抗剪強(qiáng)度參數(shù)來改變剪切強(qiáng)度，即
通常假設(shè)：
在邊坡失穩(wěn)判據(jù)方面，目前主要存在4種判別依據(jù)[6]：（1）以塑性區(qū)貫通作為邊坡失穩(wěn)判據(jù)；（2）以等效塑性應(yīng)變帶貫通作為失穩(wěn)判據(jù)；（3）以邊坡坡面特征點(diǎn)位移陡增作為失穩(wěn)判據(jù)；（4）以有限元數(shù)值計(jì)算不收斂作為失穩(wěn)判據(jù)；
三、安全系數(shù)對于迭代次數(shù)的敏感性
強(qiáng)度折減法之所以方便實(shí)用是因?yàn)榇朔ú恍枰孪燃俣ɑ瑒用娴男问胶臀恢茫欢摲椒ǖ年P(guān)鍵是失穩(wěn)判據(jù)的定義，且失穩(wěn)判據(jù)對穩(wěn)定安全系數(shù)影響較大，對臨界滑動面位置影響不大。筆者通過FORTRAN程序?qū)σ恍┻吰逻M(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算，發(fā)現(xiàn)邊坡的安全系數(shù)會因迭代次數(shù)的變化而產(chǎn)生較為明顯的變化，尤其是對于非均質(zhì)或者有軟弱夾層的土坡來說。
四、結(jié)論
有限元強(qiáng)度折減法作為一種數(shù)值性較強(qiáng)的邊坡穩(wěn)定分析方法近年來得到了很好的發(fā)展。本文主要討論了迭代次數(shù)對安全系數(shù)的影響，迭代次數(shù)過小導(dǎo)致所求得的安全系數(shù)普遍偏小，隨著迭代次數(shù)的增大，安全系數(shù)越來越接近真實(shí)值。這現(xiàn)象對于非均質(zhì)邊坡尤其明顯，所以本文僅以帶有軟弱夾層的土坡作為算例進(jìn)行印證，只在提醒人們在進(jìn)行非均質(zhì)土坡強(qiáng)度折減計(jì)算時(shí)，迭代次數(shù)會對安全系數(shù)的大小有較大影響，需慎重考慮。
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