基于傳遞系數(shù)法的滑坡邊坡穩(wěn)定性分析

1、<p>　　基于傳遞系數(shù)法的滑坡邊坡穩(wěn)定性分析</p><p>　　摘要：本文以重慶新高路滑坡為研究背景，采用傳遞系數(shù)法，分析滑坡邊坡的穩(wěn)定性。通過計(jì)算分析得出該滑坡在兩種工況下的安全系數(shù)，并以此對(duì)該滑坡的穩(wěn)定性進(jìn)行準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)。以表明傳遞系數(shù)法這一極限平衡分析法是一種簡(jiǎn)單實(shí)用的邊坡穩(wěn)定性分析方法。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：穩(wěn)定性分析，傳遞系數(shù)法，安全系數(shù)，滑坡 </p

2、><p>　　中圖分類號(hào)：P642.22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p><p><b>　　1引言 </b></p><p>　　滑坡是指斜坡上的土體或者巖體，受河流沖刷、地下水活動(dòng)、地震及人工切坡等因素影響，在重力作用下，沿著一定的軟弱面或者軟弱帶，整體地或者分散地順坡向下滑動(dòng)的自然現(xiàn)象?；鲁３＝o工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及人民生命財(cái)產(chǎn)造成巨大損失、

3、有的甚至是毀滅性的災(zāi)難。我國(guó)西南地區(qū)多為丘陵和山區(qū)，地層風(fēng)化深度大，巖體結(jié)構(gòu)破碎，滑坡問題更加突出。隨著我國(guó)西部大開發(fā)的不斷加深，大量公路鐵路等工程的建設(shè)，這些工程活動(dòng)中開挖切坡形成了很多的路塹邊坡，更是加深了原有的滑坡危害。近些年來不斷發(fā)生的滑坡災(zāi)害事故，也使人們?cè)絹碓街匾晫?duì)于邊坡穩(wěn)定性及變形破壞機(jī)理的研究，進(jìn)而采取有效的措施加強(qiáng)邊坡的穩(wěn)定性，避免滑坡災(zāi)害的發(fā)生。 </p><p>　　邊坡穩(wěn)定性問題的研究十分

4、復(fù)雜，并受多種不同因素的影響。因此，想要對(duì)邊坡問題進(jìn)行準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)并解決邊坡失穩(wěn)引起的問題，正確的分析方法是十分必要的因素。本文結(jié)合重慶市豐都縣新高路滑坡工程，擬采用傳遞系數(shù)法對(duì)該邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行分析研究。 </p><p><b>　　2工程簡(jiǎn)介 </b></p><p>　　新高路滑坡位于重慶市豐都縣高家鎮(zhèn)新遷城鎮(zhèn)所在地東側(cè)后山，長(zhǎng)江右岸岸坡地帶，地理坐標(biāo)X=332

5、2255～3322490,Y=36486585～36486970。新高路滑坡為沿基巖面滑移的土質(zhì)滑坡，滑坡地帶為集鎮(zhèn)規(guī)劃用地，在前緣施以切坡進(jìn)行集鎮(zhèn)建設(shè)時(shí)，形成臨空，從而引發(fā)滑坡滑移，滑坡為一中型滑坡，滑坡處所地質(zhì)環(huán)境中等復(fù)雜。老豐石公路由南向北從勘查區(qū)側(cè)緣及后部通過，金剛路南北貫通整個(gè)滑坡，新高路從滑坡側(cè)緣通過，祥和路從滑坡前緣外側(cè)通過。 </p><p>　　現(xiàn)滑坡平面形態(tài)呈馬蹄形，新高路滑坡前緣高程218m

6、，后緣高程293m，高差約75m，滑體縱長(zhǎng)430m、橫寬140m，面積5.8×104m2，體積60.5×104m3，主滑方向?yàn)?99°。 </p><p>　　滑坡已造成滑坡體上右側(cè)民房開裂破壞，居民被迫搬遷，中部規(guī)劃城鎮(zhèn)道路無法施工，后緣移民房多處開裂。若新高路滑坡產(chǎn)生整體滑移將危及滑坡前部新城鎮(zhèn)一帶居民的生命及財(cái)產(chǎn)安全，同時(shí)也將影響老豐石公路、新高路等公路的正常運(yùn)行。 </

7、p><p><b>　　3滑坡穩(wěn)定性分析 </b></p><p>　　3.1巖土體物理學(xué)參數(shù) </p><p>　　(1)滑體土物理力學(xué)性質(zhì) </p><p>　　新高路滑坡滑體土現(xiàn)場(chǎng)大容重試驗(yàn)數(shù)據(jù) </p><p><b>　　試驗(yàn)位置及深度 </b></p>

8、<p>　　(2)滑帶土物理力學(xué)性質(zhì) </p><p>　　新高路滑坡滑帶（面）C、φ參數(shù)取值 </p><p><b>　　滑床物理力學(xué)性質(zhì) </b></p><p>　　滑床室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表 </p><p>　　3.2滑坡穩(wěn)定性計(jì)算 </p><p>　　1.計(jì)算模型及荷載組合

9、</p><p><b>　　(1)計(jì)算模型 </b></p><p>　　采用傳遞系數(shù)法對(duì)各剖面進(jìn)行計(jì)算時(shí)，滑體坡面地形線及滑帶均簡(jiǎn)化成折線。計(jì)算時(shí)取滑坡的單位寬度為1.0m，簡(jiǎn)化為二維問題進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算剖面為剖面一，剖面二，剖面三。 </p><p><b>　　(2)荷載組合 </b></p><

10、p>　?、僮灾兀赫麄€(gè)主要滑坡體上，前緣、中部及后緣有移民建筑物及公路，故滑坡基本荷載為地面荷載（每1F建筑水平每延米荷載按2kN考慮）+滑體自重。 </p><p>　?、诘叵滤饔昧Γ嚎辈楸砻?，滑坡體中無統(tǒng)一地下水位，局部含水，但由于滑體巖性為碎塊石土，結(jié)構(gòu)松散，存在架空現(xiàn)象，利于地表水下滲，綜合滑體滲、抽水試驗(yàn)結(jié)果及地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，在連續(xù)降雨（5天）或暴雨（20年一遇暴雨）的情況下，滑帶土處于飽水狀態(tài)，滑體飽

11、水深度按3.5m計(jì)。 </p><p><b>　　(3)計(jì)算工況 </b></p><p>　　由于暴雨對(duì)滑坡穩(wěn)定性影響較大，擬采用2種工況對(duì)滑坡穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算。 </p><p>　　①自重+地表荷載（天然狀態(tài)） </p><p>　?、谧灾?地表荷載+20年一遇暴雨（飽和狀態(tài)） </p><p&

12、gt;　　2.滑坡穩(wěn)定性分析計(jì)算 </p><p>　　(1)傳遞系數(shù)法計(jì)算公式： </p><p><b>　　式中： </b></p><p><b>　　―穩(wěn)定系數(shù)； </b></p><p>　　―作用于第i塊滑動(dòng)面上的滑動(dòng)分力（kN/m）； </p><p>　　―

13、作用于第i塊段的抗滑力（kN/m）； </p><p>　　―第i塊段滑體所受的重力（kN/m）； </p><p>　　―第i塊段土的內(nèi)摩擦角（°）； </p><p>　　―第i塊段土的粘聚力（kPa）； </p><p>　　―第i塊段滑動(dòng)面的長(zhǎng)度（m）； </p><p>　　―第i塊段的剩余下滑力傳

14、遞至i+1塊段的傳遞系數(shù)（j=i）； </p><p>　　―第i塊段滑動(dòng)面傾角（°） </p><p>　　剩余下滑力計(jì)算采用傳遞系數(shù)法。 </p><p>　　第i塊剩余下滑力（即該剖面的滑坡推力）計(jì)算公式： </p><p><b>　　式中： </b></p><p><b

15、>　　―推力安全系數(shù)； </b></p><p><b>　　(2)計(jì)算數(shù)據(jù) </b></p><p>　　首先在各種工況下的計(jì)算剖面圖上按滑面產(chǎn)狀、巖土性質(zhì)將滑體劃分成若干垂直條塊，然后從AutoCAD里采集各種工況下計(jì)算剖面各條塊分界面處地形、滑面高程數(shù)據(jù)。以其中剖面一為例計(jì)算數(shù)據(jù)見下表： </p><p>　　滑坡穩(wěn)定性

16、系數(shù)計(jì)算表 </p><p><b>　　(3)計(jì)算結(jié)果 </b></p><p>　　新高路滑坡滑體受連續(xù)降雨或大暴雨的影響下，滑體飽水時(shí)，自重增大，滑帶土力學(xué)性質(zhì)下降，易導(dǎo)致穩(wěn)定性降低，穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果也表明如此，所以工況2（自重+暴雨）為新高路滑坡不利的工況，在此工況下滑坡的滑體易失穩(wěn)下滑。穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果見下表： </p><p>　　新高

17、路滑坡穩(wěn)定系數(shù)表 </p><p>　　3.3滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià) </p><p>　　新高路滑坡的穩(wěn)定性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)如下： </p><p>　　工況1：Fs ＜1.0時(shí)，不穩(wěn)定；Fs ＝1.0時(shí)，臨界狀態(tài)； </p><p>　　1.0＜Fs ≤1.05時(shí)，欠穩(wěn)定；1.05＜Fs ≤1.20時(shí)，基本穩(wěn)定； </p><p>

18、;　　Fs＞1.20時(shí)，穩(wěn)定。 </p><p>　　工況2：Fs ＜1.0時(shí)，不穩(wěn)定；Fs ＝1.0時(shí)，臨界狀態(tài)； </p><p>　　1.0＜Fs ≤1.05時(shí)，欠穩(wěn)定；1.05＜Fs ≤1.15時(shí)，基本穩(wěn)定； </p><p>　　Fs＞1.15時(shí)，穩(wěn)定。 </p><p>　　綜上，新高路滑坡天然狀態(tài)穩(wěn)定系數(shù)剖面一及剖面二Fs為1.

19、16-1.19，滑坡整體處于基本穩(wěn)定，不會(huì)出現(xiàn)整體或大規(guī)模的滑移，但在連續(xù)降雨或暴雨時(shí)，滑坡穩(wěn)定系數(shù)Fs為1.02-1.04，滑坡處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，可能發(fā)生整體滑移；在剖面三，飽和狀態(tài)穩(wěn)定系數(shù)K＝1.50，滑坡整體處于穩(wěn)定，不會(huì)出現(xiàn)整體滑移剪出，故滑坡不會(huì)在該處滑移剪出。 </p><p>　　綜合分析：滑坡在天然狀態(tài)處于基本穩(wěn)定，在飽和狀態(tài)處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。 </p><p><b&g

20、t;　　4結(jié)束語(yǔ) </b></p><p>　　本文從實(shí)際工程的角度出發(fā)，使用傳遞系數(shù)法對(duì)滑坡邊坡的穩(wěn)定性進(jìn)行分析，此法具有計(jì)算簡(jiǎn)單、快速的優(yōu)點(diǎn)，且概念明確，易于掌握。傳遞系數(shù)法屬于極限平衡法的的一種，其他還有Janbu法、瑞典條分法、Sarma法等經(jīng)典極限平衡法。極限平衡法作為一種簡(jiǎn)單實(shí)用的分析方法，仍然是當(dāng)前分析邊坡穩(wěn)定性的主要方法。并且隨著工程建設(shè)的發(fā)展，這種方法將得到不斷的完善與發(fā)展。 <

21、;/p><p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]鄭穎人，陳祖煌，王恭先，凌天清.邊坡與滑坡工程治理[M].北京:人民交通出版社，2007:1-24，203-204. </p><p>　　[2]夏元友，李梅.邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法與發(fā)展趨勢(shì)[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)， 2002(7). </p><p&g

22、t;　　[3]潘家錚.建筑物的抗滑穩(wěn)定和滑坡分析[M].北京:水利出版社，1980 </p><p>　　[4]朱斌，侯克鵬.邊坡穩(wěn)定性研究綜述.礦業(yè)快報(bào).2007,7(10) </p><p>　　[5]鄭穎人，趙尚毅，時(shí)衛(wèi)民等.邊坡穩(wěn)定性分析的一些進(jìn)展[J].地下空間，2001(5):450-454 </p><p>　　[6]姜德義，朱合華，杜支貴.邊坡穩(wěn)定性