斜坡岩体复杂性特征及其预测新认识

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第19卷第1期岩石力学与工程学报I9(【)：,34～382000年1其ChineseJournal0focMechanicsdndEn#ineeringTa．2000斜坡岩体复杂性特征及其预测新认识}『，)‘周革英一(巾山大学地孚510275)丁r摘要从斜坡岩体的结构组成、运动特征、岩石力学试验、统计物理学特征及分形几何学普方面研究r斜坡系统的复杂性特征。提出了斜坡系统是开放的复杂系统的新认识，指出滑坡预测同时应重视确定性知识与非确定性知识的综合运用，且应立足于基于满意原则的预

2、测思想。应以预测过程和结论的满意解为原则，不必花费高代价去追求“最优解”。关键词箜丝盏生，星垄壁堡·型分娄号P642。22l，2，3，⋯，n)中各点的发展趋势基本同步，速度在斜坡系统的复杂性特征研究非稳定的递增，代表了斜坡上部的运动特征；在滑坡中部的和B(=J，2，3，⋯．)处的位移，有的1。I斜坡系统复杂性的含义——结构和运动特征的趋于零，有的呈现逐渐增大的趋势；位于滑坡前缘的复杂性C和D区域基本没有位移产生。系统中各个子系统从系统论的角度来考察，复杂系统是指包含了(坡体不同部分)的运动趋势非常同。整个系统的相当数量的子系

3、统，子系统又包含了不同的种类，且运动特征和各子系统的运动特征呈现出纷繁复杂的子系统之间关联关系高度复杂的系统。斜坡系统具运动现象：有的位移逐渐增大，有的处于稳定状态，有复杂的结构(如图l所示)。若将中国大陆视为一而有的则呈现出无一有一无的情形。甚至在一个小个斜坡运动大系统，则可以认为西南、西北、长江中的坡段内，位移的发展也给出了截然不同的过程和上游地区以及华南、华东等地区的斜坡为所属斜坡结果。斜坡系统运动的复杂性在位移这一侧面得到子系统各子系统由于重力物质分布不均一，会出现了充分的反映因此，笔者认为：斜坡系统的复杂性程度不同

4、的应力应变积累和变形过程，形成潜在的表现之一是由数量庞大的子系统构成的“树形结构”多个“孕破源”(破裂形成的初始区域)。每个子系统(图1)_l一，表现之二是其复杂的运动特征。在树形以及潜在的“孕破源”的动态演化特征，与子系统问、结构”的每个分枝层次中，不论是子系统的数目还是子系统与大系统及外界环境闭的复杂作用密切相关，子系统之间的相互作用和运动特征，其关联关系是雨在整个大系统中体现出一种整体的协同运动行为。高度复杂的。如果将某一地区视为一个斜坡运动复杂系统，则不1。2斜坡岩体复杂性的统计物理学研究同空间位置的斜坡为其所属子系

5、统。数目庞大，作用复杂，整个系统的运动状态是由各子系统的独立运斜坡系统演化的整个过程可以用一个统计物理动或子系统之间的相互关联而造成的协同运动共同学模型和演化过程中随机性与确定性的统一作用机决定的。就是在单一的斜坡系统中．也包含了不同运制加以阐述。动特征和结拘的子系统。图2是长江新滩斜坡破坏图3是一个二维模型．每个小单元是弹性圆板，前位移图。其中F，A与B，C和D分别代表了新滩斜每个圆板可以移动和转动，通过施加一压力使许多坡由上部一中部一前缘不同位置的位移。这一简单圆板合在一起假设在初始时刻，小国板是均匀分布的位移直方图所显

6、示的信息是非常复杂的。F，(=的，当逐渐施加压力时，圆板中应力分布出现非均一1998年8月13日收到韧稿，1998年1】月12日收到修改稿。*邑家自然科学基金(59809008．59779019)和广东省自然科学基金(950067)资助项目。作者周萃奠简升女，36岁t博士t1986年毕业于中国地质太学环境科学与工程学院工程地质专业-现任副教授，主要从事岩石力学与软土研究方面的工作。维普资讯http://www.cqvip.com第1g卷第1期周萃英．斜坡岩体复杂性特征及其预测新认识’35‘性，当两个单元之间的剪应力超过其抗剪

7、强度时，圆板开始滑动，该处小单元结构发生破坏，而单元的破蕈坏导致应力向另外单元转移，引起另外圆板的结构破坏与滑动。依次类推，整个圆板的集合将表现出高度自组织的非对称行为。囤3中黑色圆圈表示受到高应力的圆板，可以看出，随着时间的推移·高应力的圆板排成了一系列线性构造带。若与斜坡体的演化过程相比拟，则对应于斜坡体中的潜在滑动面系；而这些线性构造带中总有一条为最大应力集中区的线性构造，它对应于斜坡体中若干潜在滑动面中最危险的滑动面(图)。图1斜坡复杂系统“树形结构”示意掏Fr县．1SKetchoftreestructure如f簿n

8、(8)重庆市区鹅峙公园肾垃El(b)黄河小浪底水库进口高边坡(1孔板)套。l图d线性构造与潜在精动面的对立关系FigdCorrelationbetweenlinearstructureandpotentialslidingsurfaosofaslope这样的系统对于初始条件是极为敏感的。虽