鎮江崗地邊坡穩定性計算參數確定方法簡析

姜德民，吳禮浩，邢 鵬

（江蘇省地質礦產局第三地質大隊，江蘇 鎮江 212001）

崗地是鎮江市區分布最廣的地貌類型之一，其形態以寬帶崗地為主，走向多呈南北向或南東、南西向。海拔高度在15m～60m之間，相對高度一般為10m～50m。根據崗地物質組成可分為下水黃土崗地與基巖崗地，絕大部分崗地屬下蜀黃土崗地。下蜀土成因以沖積為主，成分以灰黃、褐黃、棕黃、棕紅色可塑～硬塑的粉質粘土、粘土為主，局部粉粒含量較大。

鎮江地區的邊坡勘查區多為崗地地貌單元，了解崗地地層參數的經驗取值非常有助于后續邊坡勘查工作，對該地區滑坡防治工作有很大幫助。

1 綜合取值必要性

邊坡勘查時一般首先要整修施工便道，如果上部耕植土層或者填土層較薄，修整施工便道或者修建鉆探平臺會使得下蜀組粉質粘土層暴露。

如遇高溫暴曬會使表層土脫水變硬，土抗剪強度參數變大；如遇梅雨天氣會使表層土浸泡變軟，土抗剪強度參數變小，暴露時間過長會使得樣品物理力學試驗結果受到很大影響，影響深度最大深度可達到6m。取樣室內試驗方法還會受到取樣方法、樣品封裝時間、送樣時間、實驗室條件、試驗等待時間等諸多因素的影響，土層試驗數據通常比較離散，需要分析計算來最終確定。

反演計算分析是確定滑帶土抗剪強度參數的有效方法之一，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。反算是滑坡穩定性計算的逆過程，得到的參數更符合滑坡的變形情況，參數可以作為試驗數據參數選取的參考，若沒有試驗數據時，可以直接作為穩定性計算、工程設計的參數。

滑帶土抗剪強度參數反演計算分析的方法有兩種分別為單參數反演法、雙參數反演法。單參數反演法首先選擇對滑坡穩定性影響較敏感的作為未知參數，假定另一參數已知的前提下，反算這個參數；雙參數反演法假設兩個參數都未知，選取兩個距離主滑動面等距的剖面建立極限平衡方程求解。但反演計算分析更加符合單個滑坡特征，缺乏對整個區域的相似性考量。

工程類比法在確定土層的抗剪強度參數時，經驗數據的積累起到至關重要的作用，針對鎮江地區崗地邊坡地質災害勘查而言，滑坡客觀條件很相似，工程類比方法應用更加符合區域特征，參照工程類比土抗剪強度參數，所得到的參數更加準確、合理。

2 反演分析

以鎮江某活動中心北側邊坡為例，邊坡長約150m，坡高10m～12m，坡度65°～80°，邊坡整體走向56°，坡下為活動中心用房，房屋距離邊坡坡腳4.5m。邊坡2-2’工程地質剖面圖見圖1。

圖1 2-2’工程地質剖面圖

根據上述工程地質剖面圖可知，邊坡坡體主要為碎石土堆積而成，無法取樣室內試驗；碎石土成分比較復雜包含碎塊灰巖、磚塊、雜填土、素填土，工程類比方法難以找到相似地層。所以反演分析計算法最適合上述碎石土層粘聚力（C）和內摩擦角（）確定。

3 穩定性計算參數統計

本次統計分析樣本采用鎮江中北部崗地地貌單元中距離較近的四個邊坡勘查區，且全部為土質邊坡，邊坡表層土層以耕植土、雜填土為主，下部土層全部為上更新統下蜀組粉質粘土。下蜀組粉質粘土多為狀態多為硬塑、可塑交替發育。

上述土質邊坡滑動面類型均為圓弧形滑動面，采用畢肖普法（Bishop法）進行穩定性評價和推力計算，采用摩根斯頓-普賴斯法（Morgenstern-Price法）等方法進行校核。C、取值的大小直接影響滑動面的分布。

根據邊坡勘查報告，該地區下蜀組粉質粘土大體可分為2-3層，按照硬塑、可塑狀態分別統計物理力學數據見表1、表2。

表1 Q3硬塑粉質粘土層物理力學指標統計表

鎮江中北部崗地地貌單元下蜀組粉質粘土硬塑土層重度最大值20.34kN/m3，最小值19.8kN/m3，平均值20.07kN/m3，標 準 值20.25kN/m3；粘 聚 力C最 大值30.69kPa，最小值13kPa，平均值22.84kPa，標準值16.29kPa；內摩擦角最大值15.9°，最小值10.68°，平均值12.68°，標準值10.33°。上述統計結果變異系數小于或接近0.3，可作為相似工程的類比。

表2 Q3可塑粉質粘土層物理力學指標統計表

鎮江中北部崗地地貌單元下蜀組粉質粘土可塑土層重度最大值20.2kN/m3，最小值19.2kN/m3，平均值19.70kN/m3，標準值20.16kN/m3；粘聚力C最大值22kPa，最小值8.9kPa，平均值17.12kPa，標準值10.58kPa；內摩擦角最大值26.7°，最小值9.3°，平均值14.5°，標準值5.15°。上述統計結果變異系數大于0.3，說明鎮江地區可塑下蜀組粉質粘土土層的抗剪強度參數變化較大，應根據多種方法綜合取值。

4 結論

（1）沒有試驗數據時，反演計算、工程類比參數可以作為穩定性計算、工程設計的參數。

（2）有試驗數據，但比較離散，需要進行分析計算確定，可利用反演計算、工程類比方法進行校核。

（3）根據已收集的鎮江崗地邊坡勘查下蜀組粉質粘土硬塑土層粘聚力（C）和內摩擦角（）統計結果如下：粘聚力C最大值30.69kPa，最小值13kPa，標準值16.29kPa；內摩擦角最大值15.9°，最小值10.68°，標準值10.33°。

（4）本次統計分析收集的樣本數量有限，統計分析結果中部分數據的變異系數較大，下蜀組粉質粘土軟塑土層穩定性計算參數應根據滑坡體現狀情況、個體特性，以取樣室內試驗結果為主，采用多種方法綜合確定穩定性計算參數。