臨界狀態下反演在某滑坡中的應用

謝名洋 楊旭東

臨界狀態下反演在某滑坡中的應用

謝名洋 楊旭東

（湖南省勘查設計研究院 湖南長沙 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度參數，再結合室內試驗，綜合得到滑帶土的C、準值，所得到的結果更為準確、可靠。

滑坡；反演；傳遞系數法

1 引言

在滑坡穩定性計算和工程設計中，滑帶土的粘聚力（C）和內摩角（準）取值正確與否至關重要。目前確定滑帶土抗剪強度參數（C、準）值的方法有試驗、工程類比和反演分析三種。滑帶土剪切試驗分為現場和室內兩種，受試樣和試驗條件的限制，滑帶土試驗數據通常很離散，需要進行分析計算來確定。工程類比法在確定滑帶土的抗剪強度參數時具有很強的主觀性，在確定類比指標時又受到類比滑坡客觀條件的限制。反演分析是確定滑帶土抗剪強度參數的一種有效的方法，根據滑坡的宏觀變形狀況假設滑坡的穩定性系數，再反算滑帶土抗剪強度參數。

滑坡反演分析依據的原理是，當荷載條件和滑面抗剪強度參數與滑坡的實際情況一致時，滑坡的理論最小穩定系數接近于1；相對應的最危險滑面，與滑坡的實際滑面一致。滑面抗剪強度指標反算的是整個滑面的抗剪強度平均值，雖不是某種具體強度指標（如天然強度、飽和強度、峰值強度、殘余強度），但可以作抗剪強度指標校驗之用。

本文以張家界至桑植高速公路第四合同段L匝道左側滑坡滑坡為例，采用反演分析方法確定滑帶土的抗剪強度參數，再結合室內試驗，綜合得到滑帶土的C、準值，所得到的結果更為準確、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匝道左側斜坡上，行政屬于張家界永定區橋頭鄉。滑坡主滑方向為16°。滑坡平面形態呈不規則狀，縱向剖面形態為前緣陡、中部及后緣稍緩。滑坡體前緣高程302～309m，后緣高程為330～341m，相對高差25～30m，前緣剪出口至后緣滑體水平長度為40m，斜坡長度約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滑坡。

坡體上明顯可見的裂縫共8條，裂縫詳細情況見表1。

表1 滑坡裂縫統計表

此外，由于局部下滑，滑坡后緣形成高度約1.5m的滑坡壁，在滑坡前緣開挖面上可見明顯的錯動跡象，整個滑坡體向臨空面錯動約3cm。

2.2 滑坡物質組成

（1）滑體土：主要由粉質黏土組成，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挖情況看，滑面位于土巖接觸面上，主要由粉質黏土組成，前緣剪出口多處可見擦痕，揭露層厚0.20～0.40m。

（3）滑床主要為志留系中統羅惹坪群（S2lr）砂質頁巖，巖層產狀76°∠24°，與主滑方向16°為斜向的關系。

3 反演、滑坡參數取值及敏感性分析

3.1 反演

根據滑坡變形跡象及變形特點分析，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′作為反演計算剖面。根據《滑坡防治工程設計與施工技術規范》（DZ/T 0219-2006）5.3.3條：滑坡處于整體暫時穩定-變形狀態時，Ks=1.00～1.05；滑坡處于整體變形-滑動狀態時，Ks=0.95～1.00。本滑坡正處于整體變形-滑坡狀態，因此選取Ks=0.95進行反演，反演公式為：

反演結果見表2。

表2 滑面抗剪強度反演分析表

3.2 滑坡參數的取值

計算采用的巖土物理力學參數合理與否，是計算評價滑坡穩定性的關鍵，其中滑帶土的抗剪強度參數C、準取值更是關系重大。滑坡穩定性分析滑面抗剪強度指標C、準值及其它物理力學指標的選取需要根據室內試驗、反演分析及參考地區經驗綜合確定，取值如表3。

表3 滑體及滑面抗剪強度推薦值表

3.3 計算結果

滑帶土主要位于土巖接觸面上，呈折線性。折線形滑面采用傳遞系數法進行計算，計算公式采用《滑坡防治工程設計與施工技術規范》（DZ/T 0219-2006）附錄A中傳遞系數法公式，計算結果見表4。

表4 滑坡穩定性計算結果表

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

4 結論

由于滑坡本身即為一大規模的剪切活動，試驗本身很難完全模擬真實的自然條件，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度中，雖然滑面抗剪強度指標反算的是整個滑面的抗剪強度平均值，雖不是某種具體強度指標（如天然強度、飽和強度、峰值強度、殘余強度），但可以作抗剪強度指標校驗之用。因此，滑面抗剪強度指標C、準值及其他物理力學指標的選取需要根據室內試驗、反演分析及參考地區經驗綜合確定。

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

[2]陳星光.反演分析法在滑坡治理中的應用[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。