臨界狀態(tài)下反演在某滑坡中的應(yīng)用

謝名洋 楊旭東

臨界狀態(tài)下反演在某滑坡中的應(yīng)用

謝名洋 楊旭東

（湖南省勘查設(shè)計(jì)研究院 湖南長(zhǎng)沙 410014）

以張桑高速公路L匝道滑坡為例，采用反演分析方法確定滑帶土的抗剪強(qiáng)度參數(shù)，再結(jié)合室內(nèi)試驗(yàn)，綜合得到滑帶土的C、準(zhǔn)值，所得到的結(jié)果更為準(zhǔn)確、可靠。

滑坡；反演；傳遞系數(shù)法

1 引言

在滑坡穩(wěn)定性計(jì)算和工程設(shè)計(jì)中，滑帶土的粘聚力（C）和內(nèi)摩角（準(zhǔn)）取值正確與否至關(guān)重要。目前確定滑帶土抗剪強(qiáng)度參數(shù)（C、準(zhǔn)）值的方法有試驗(yàn)、工程類(lèi)比和反演分析三種。滑帶土剪切試驗(yàn)分為現(xiàn)場(chǎng)和室內(nèi)兩種，受試樣和試驗(yàn)條件的限制，滑帶土試驗(yàn)數(shù)據(jù)通常很離散，需要進(jìn)行分析計(jì)算來(lái)確定。工程類(lèi)比法在確定滑帶土的抗剪強(qiáng)度參數(shù)時(shí)具有很強(qiáng)的主觀性，在確定類(lèi)比指標(biāo)時(shí)又受到類(lèi)比滑坡客觀條件的限制。反演分析是確定滑帶土抗剪強(qiáng)度參數(shù)的一種有效的方法，根據(jù)滑坡的宏觀變形狀況假設(shè)滑坡的穩(wěn)定性系數(shù)，再反算滑帶土抗剪強(qiáng)度參數(shù)。

滑坡反演分析依據(jù)的原理是，當(dāng)荷載條件和滑面抗剪強(qiáng)度參數(shù)與滑坡的實(shí)際情況一致時(shí)，滑坡的理論最小穩(wěn)定系數(shù)接近于1；相對(duì)應(yīng)的最危險(xiǎn)滑面，與滑坡的實(shí)際滑面一致。滑面抗剪強(qiáng)度指標(biāo)反算的是整個(gè)滑面的抗剪強(qiáng)度平均值，雖不是某種具體強(qiáng)度指標(biāo)（如天然強(qiáng)度、飽和強(qiáng)度、峰值強(qiáng)度、殘余強(qiáng)度），但可以作抗剪強(qiáng)度指標(biāo)校驗(yàn)之用。

本文以張家界至桑植高速公路第四合同段L匝道左側(cè)滑坡滑坡為例，采用反演分析方法確定滑帶土的抗剪強(qiáng)度參數(shù)，再結(jié)合室內(nèi)試驗(yàn)，綜合得到滑帶土的C、準(zhǔn)值，所得到的結(jié)果更為準(zhǔn)確、可靠。

2 滑坡概況

2.1 滑坡基本情況及變形特征

滑坡位于在建的張家界至桑植高速公路第四合同段L匝道左側(cè)斜坡上，行政屬于張家界永定區(qū)橋頭鄉(xiāng)。滑坡主滑方向?yàn)?6°。滑坡平面形態(tài)呈不規(guī)則狀，縱向剖面形態(tài)為前緣陡、中部及后緣稍緩。滑坡體前緣高程302～309m，后緣高程為330～341m，相對(duì)高差25～30m，前緣剪出口至后緣滑體水平長(zhǎng)度為40m，斜坡長(zhǎng)度約55m，滑體坡度25～40°，前緣寬度約150m，后緣寬度約50m，滑坡面積約5500m2，滑體厚2.7～8.3m，平均厚度5.5m。滑坡體積3.03×104m3，屬小型淺層牽引式土質(zhì)滑坡。

坡體上明顯可見(jiàn)的裂縫共8條，裂縫詳細(xì)情況見(jiàn)表1。

表1 滑坡裂縫統(tǒng)計(jì)表

此外，由于局部下滑，滑坡后緣形成高度約1.5m的滑坡壁，在滑坡前緣開(kāi)挖面上可見(jiàn)明顯的錯(cuò)動(dòng)跡象，整個(gè)滑坡體向臨空面錯(cuò)動(dòng)約3cm。

2.2 滑坡物質(zhì)組成

（1）滑體土：主要由粉質(zhì)黏土組成，不均勻含8～15%的礫石，揭露層厚2.40～8.00m，平均厚度約5.0m。

（2）滑帶土：從鉆探和滑坡前緣開(kāi)挖情況看，滑面位于土巖接觸面上，主要由粉質(zhì)黏土組成，前緣剪出口多處可見(jiàn)擦痕，揭露層厚0.20～0.40m。

（3）滑床主要為志留系中統(tǒng)羅惹坪群（S2lr）砂質(zhì)頁(yè)巖，巖層產(chǎn)狀76°∠24°，與主滑方向16°為斜向的關(guān)系。

3 反演、滑坡參數(shù)取值及敏感性分析

3.1 反演

根據(jù)滑坡變形跡象及變形特點(diǎn)分析，滑坡變形主要沿基巖和覆蓋層接觸面，自重+暴雨工況條件下，選取主剖面1-1′作為反演計(jì)算剖面。根據(jù)《滑坡防治工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》（DZ/T 0219-2006）5.3.3條：滑坡處于整體暫時(shí)穩(wěn)定-變形狀態(tài)時(shí)，Ks=1.00～1.05；滑坡處于整體變形-滑動(dòng)狀態(tài)時(shí)，Ks=0.95～1.00。本滑坡正處于整體變形-滑坡?tīng)顟B(tài)，因此選取Ks=0.95進(jìn)行反演，反演公式為：

反演結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 滑面抗剪強(qiáng)度反演分析表

3.2 滑坡參數(shù)的取值

計(jì)算采用的巖土物理力學(xué)參數(shù)合理與否，是計(jì)算評(píng)價(jià)滑坡穩(wěn)定性的關(guān)鍵，其中滑帶土的抗剪強(qiáng)度參數(shù)C、準(zhǔn)取值更是關(guān)系重大。滑坡穩(wěn)定性分析滑面抗剪強(qiáng)度指標(biāo)C、準(zhǔn)值及其它物理力學(xué)指標(biāo)的選取需要根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)、反演分析及參考地區(qū)經(jīng)驗(yàn)綜合確定，取值如表3。

表3 滑體及滑面抗剪強(qiáng)度推薦值表

3.3 計(jì)算結(jié)果

滑帶土主要位于土巖接觸面上，呈折線(xiàn)性。折線(xiàn)形滑面采用傳遞系數(shù)法進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算公式采用《滑坡防治工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》（DZ/T 0219-2006）附錄A中傳遞系數(shù)法公式，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果表

在自重工況下，滑坡體處于基本穩(wěn)定狀態(tài)；在暴雨工況下，滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)，其沿滑動(dòng)面滑動(dòng)的可能性很大，需采取適當(dāng)工程治理措施。

4 結(jié)論

由于滑坡本身即為一大規(guī)模的剪切活動(dòng)，試驗(yàn)本身很難完全模擬真實(shí)的自然條件，反演分析法綜合性好，能將考慮欠缺的外部作用因素融入反算的抗剪強(qiáng)度中，雖然滑面抗剪強(qiáng)度指標(biāo)反算的是整個(gè)滑面的抗剪強(qiáng)度平均值，雖不是某種具體強(qiáng)度指標(biāo)（如天然強(qiáng)度、飽和強(qiáng)度、峰值強(qiáng)度、殘余強(qiáng)度），但可以作抗剪強(qiáng)度指標(biāo)校驗(yàn)之用。因此，滑面抗剪強(qiáng)度指標(biāo)C、準(zhǔn)值及其他物理力學(xué)指標(biāo)的選取需要根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)、反演分析及參考地區(qū)經(jīng)驗(yàn)綜合確定。

[1]蘿莉，肖裕民.遺傳算法在滑坡抗剪強(qiáng)度參數(shù)反演中的應(yīng)用[J].公路交通技術(shù)，2005，2（1）.

[2]陳星光.反演分析法在滑坡治理中的應(yīng)用[J].山西建筑，2014，5（15）.

U417.1

A

1004-7344（2016）31-0185-02

2016-10-19

謝名洋（1983-），男，工程師、一級(jí)建造師，碩士，主要從事巖土工程等工作。

楊旭東（1983-），男，工程師，本科，主要從事巖土工程等工作。