长江三峡大石板滑坡计算参数反分析
三峡工程双线五级船闸高边坡块体滑动模式及稳定性计算分析
图 １ 单 面滑 动 模 式 一
图 ２ 单 面滑 动 模 式 二
（３）由两组侧 向结构 面和与边坡倾 向一 致的结构 面组合 产生 的滑 移 （图 ３），根 据 出露部 位 和产 状 的不 同又 可分 为
（ａ）、（ｂ）、（ｃ）三 类 ；
画 画 囚
（ａ）
（ｂ）
（ｃ）
图 ３ 单 面 滑动 模 式三
画 画 画
在 船闸开挖 初期对块 体 的稳定分 析一 般 以此 建议力 学 参 数值 进行 计算 。在永久 船闸的开挖施工 中 ，对岩体结 构面 又进行 了大量的现场抗剪强度试验 ，结 合施工前及施 工过程 中所进 行的力学试验成 果对 岩体结 构面抗 剪强 度指标作 了 进 一步分析 ，提 出永久船 闸闪云斜长花 岗岩体结构 面抗 剪强
船 闸高边坡块体滑动破坏模式 主要分为两 大类 ，即单 面 滑动和双面滑动 。同时根据 块体 结构 面组合 即临空面 的不 同可 分 为 多 种 类 型 。 １．１ 单 面 滑动 模 式
根据永久船 闸边坡开挖所揭露结 构面组合 情况 ，单 面滑 动块体主要可分为 以下几种类型 ：
（１）由结 构 面 向 临 空 面 斜 切 纵 横 向 边 坡 拐 角 ，向 临 空 面 产生滑移 （图 １）；
【关键词】 高边坡 ； 块体 滑动模 式 ； 楔形体 ； 参数 选取 ； 抗 滑稳 定计 算； 加 固处理
三峡库区某滑坡治理工程勘查
三峡库区某滑坡治理工程勘查[摘要]通过对三峡库区某滑坡的现场调查、勘查，从滑坡的物质组成、工程水文地质条件、地形地貌等条件进行分析，推断出该滑坡形成的原因，并对滑坡的稳定性进行计算，从计算结果对滑坡的发展进行预测，得出该滑坡需要进行治理的结论，供同行借鉴参考。
[关键字]滑坡地质灾害三峡库区1 滑坡的基本特征三峡库区某滑坡地处长江北岸一级支流太平溪河右岸，位于两冲沟与太平溪间的三角地带。
滑坡平面呈扇形，主滑方向176°，大致以复建公路为界，前缘较缓，坡度20～30°，高程140～160m，向太平溪凸出呈舌形；中部与后缘形成40～50°的陡坡，中部公路切坡高约5～10m，后缘高程230～240m。
滑坡分布高程160～240m，滑坡左、右侧以山脊为界；后缘以山脊陡坎为界，坎高3～5m，坡度40°；前缘为宜大公路外侧坎下至太平溪，坎高8m。
滑坡长约260m，均宽约360m，平均厚度8m，面积9.36×104m2，体积约为74.9×104m3。
按滑体物质组成分，该滑坡为土质滑坡；按滑体厚度分类，为中层滑坡；按滑体体积分类，为中型滑坡。
滑坡影响居民22户，建筑物10栋，公路400m，潜在经济损失为1800万元。
根据《三峡库区地质灾害防治工程勘查技术要求》[1]，勘查区地质环境复杂程度为中等。
2 滑坡物质组成及结构特征2.1 滑体该滑坡主要由第四系崩坡积物、强风化闪云斜长花岗岩组成。
该滑坡滑体的平均厚度为8.0m，两边薄，中间较厚。
其物质组成为第四系崩积碎块石土，主要成份为黑云母石英闪长岩块石、碎石夹风化砂，土石比5：5～3：7不等，块、碎石间多架空，松散，棱角状。
夹粉质粘土，呈可塑状态。
滑体与下伏基岩接触面坡度与地表坡度基本一致，中后部陡，前缘缓。
根据滑坡滑体土的大重度试验成果，碎石土的天然重度一般在18.93～19.77 kN/m3之间，平均为19.3 kN/m3。
三峡库水升降条件下大石板滑坡变形及稳定性预测
三峡库水升降条件下大石板滑坡变形及稳定性预测王龙【摘要】A large number of ancient landslides revived after the Three Gorges Reservoir was constructed and impounded, and some new landslides emerged. It has turned out that the fluctuation of reservoir water level is the significant contributing factor of reservoir landslides＇formation and deformation according to massive investigation and engineering cases. Take Dashiban landslide for an example, the paper uses FLAC^3D to establish un- derground water models at different impounded stdges and evaluates and predicts its stress and strain, includingvertical .＇;tress, maximum main stress, minimum main stress, displacement, shear strain increment, and stability. As a result, some hidden relations between the landslide＇s deformation development trend and reservoir water fluctuation have been summarized. The research shows the stability of Dashiban landslide is all right at present, but compared to natural, deformation and stability of impounded landslide deteriorated obviously, especially when reservoir water level fallen down,%三峡水库修建蓄水后,大量的古滑坡复活,并形成了一些新滑坡。
三峡永久船闸开挖边坡岩体力学参数反分析
收稿日期:19972072073国家自然科学基金专题( 2425)及院科学技术基金资助项目(96210)作者简介:李端有 男 长江科学院大坝安全监测研究所 高级工程师 主要从事大坝安全监测研究工作三峡永久船闸开挖边坡岩体力学参数反分析3李端有 李 迪 马水山(大坝安全监测研究所)摘 要 采用基于人工神经网络的边坡位移反分析方法,取得了三峡永久船闸开挖边坡多介质岩体的宏观等效弹性模量,并利用各层等效弹性模量进行了有限元正分析计算,预测了三峡永久船闸开挖边坡下一开挖阶段的应力及变形发展趋势。
关键词 三峡工程 永久船闸 开挖边坡 位移反分析 神经网络 均匀设计0 概 述由于岩体的不连续性、不均匀性和明显的尺度效应,以及工程区域岩体的地应力及岩体力学参数也伴随着岩体的开挖而发生改变,因此人们研究利用岩体现场量测信息来确定各类力学数值计算模型的参数[1～3]。
必须指出,反分析所取得的力学参数,是岩体的宏观等效参数。
1 力学参数反分析样本的设计1.1 船闸布置及工程地质条件三峡永久船闸为双线连续五级船闸,布置于枢纽左岸坛子岭左侧一带山体中,船闸中心线方向为SE 110°58′08″,与轴线夹角为67.42°。
船闸线路总长6442m ,主体结构段长1607m ,每闸室平面有效尺寸为280m ×34m 。
两组船闸中心线相距94m ,中间保留60m 宽的中隔墩。
船闸闸室是在山体中开挖深槽形成,从上游至下游呈阶梯状,两侧开挖边坡高度一般为70～120m ,最高达170m 。
其中闸室段墙顶以下垂直边坡高为50～70m 。
船闸座落在坚硬的闪云斜长花岗岩上,岩性在总体上比较完整,整体强度高,断层、裂隙以陡倾角为主,主要断层、岩脉走向与边坡走向间的夹角多大于30°,断层以长50～100m 、宽小于1m 的陡倾角 级结构面为主,以走向NNW 、倾向S W 、倾角65～75°断层最发育,走向N EE 次之。
三峡库区某滑坡抗剪强度参数的反演分析
三峡库区某滑坡抗剪强度参数的反演分析第!"卷#第"期#############桂林工学院学报############$%&’!"(%’" !))"年*月#########+,-.(/0,12-303(3(4535-56,15678(,0,29########+:&;!))"文章编号：<))=>?@@A（!))"）)">)!*B>)?三峡库区某滑坡抗剪强度参数的反演分析彭亚明<，彭军还!，张#彬"，王#磊!（<’重庆市丰都县国土局地质灾害监测站，重庆丰都#@)C!))<；!’桂林工学院土木工程系，广西桂林#?@<))@；"’武汉大学土木建筑工程学院，湖北武汉#@"))*!；）摘!要：研究了三峡库区某滑坡的工程地质条件及滑坡体基本特征，分析了诱发坡体失稳的主要因素；应用边坡稳定性反演分析原理，对边坡滑移面的抗剪强度参数进行反演计算，并评价各参数的敏感性’分析结果显示：该滑坡体当前处于极限平衡状态；抗剪强度参数!和!对边坡稳定性的影响均很显著，其中!的显著性强于!’给出了抗剪强度指标的建议值：!"<)#)$，!"<)#)DEF，提出了滑坡的工程治理措施’关键词：滑坡；工程治理；反演分析；抗剪强度参数；三峡库区中图分类号：E=@!#!!###########文献标识码：/!##在进行边坡稳定性的定量评价时，常用的分析方法包括：剩余推力法（4G:HI）、4FJKF法、+FLM:法、NOHI%G法等，这些方法的共同特点是需要输入准确的计算参数以保证其计算精度’然而，仅依靠试验资料是很达到要求的；应用滑坡反演分析原理，基于滑坡现状反算滑移面的抗剪强度参数则能有效地满足上述要求［<，!］’本文基于该原理对三峡库区某滑坡工程开展了稳定性分析与评价，并反演推求了滑移面的抗剪强度指标，为滑坡的治理设计提供参考’<#工程地质条件概况［"］"#"#自然地理及地形地貌##丰都县属亚热带季风气候区，夏季高温、多雨，冬季寒冷、少雨；年平均降水量"#$#地层岩性##工程区域主要出露的地层有：侏罗系上统遂宁组第一段（+"%<）地层，该段岩石按岩性分为@层，区内见!层，岩性为褐红色泥岩夹紫红色粉砂岩及灰白色长石石英砂岩；上部为第四系残坡积物（S&’()’@）和人工堆积物（S*’@）’"#%#地质构造及地震##滑坡区位于丰都向斜近轴部，未见断层和次级褶皱’岩层产状：倾向@)R Q*)R，倾角CR Q##滑坡区主要赋存裂隙水和孔隙水两类地下水，其中裂隙水赋存于厚层砂岩裂隙中，隔水底板为泥岩；孔隙水主要埋藏于松散堆积物中，埋深<#")K Q<)#@)K’砂岩中风化裂隙发育，中等透水，泥岩透水性较差；野外对粘土夹碎石进行现场注水试验，测得其渗透系数（+）多小于<)>? WK X H，室内渗透试验测得其渗透系数为<#C,<)-* !收稿日期：!))!><<>)"><<基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金资助项目（< p=""> 作者简介：彭亚明（），男，重庆丰都人，工程师，工程地质与环境岩土工程专业’万方数据<>。
滑坡计算参数反演分析
表2 滑坡不同发展阶段的稳定系数
Table 2 Stability coefficient fordifferentstages of landslide
对天然状态下滑带土抗剪强度参数的试验值由小到大进行排序，其饱和强度参数应与天然状态的一一对应。对排序后的参数值进行分段，对各段内的天然强度参数和相应的饱和强度参数求算术平均值，得到相应的关系曲线如图3。
图3 滑带土天然和饱和抗剪强度参数关系曲线
Fig.3 The relation curve ofnatural shearstrengthsparameters and saturation shearstrengthsparameters of sliding zone
3 滑带土抗剪强度参数统计
对三峡库区二期崩塌滑坡治理工程和三期规前勘（调）察中的崩塌滑坡点的勘察试验资料进行分类统计，得到本区滑带土抗剪强度参数值，可以用于验证和优化反演得到的参数。经统计得到适合该滑坡的抗剪强度参数分布函数如表1，图2是滑带抗剪强度参数统计直方图。
表1 T2b1和T2b3滑带土的抗剪强度参数统计表
计算模型如图图4：
对于第i（i=1，2，…，n）个条块，沿平行及垂直条块底面方向建立局部坐标系，由力平衡方程 得到：
图4 条块受力分析示意图
Fig.4 Schematic diagram of forces on slices
（1）
（2）
其中 （3）
式中Ci、 、 分别为第I条块的粘聚力、内摩擦角、底长度
滑坡计算参数反演分析
[3] 富凤丽，佴磊．中里滑坡反分析及强度系数取值研究［J］．长春科技大学学报，2000，30（2）：165～169．
[4] 林鲁生，蒋刚，白世伟等．土体抗剪强度参数取值的统计分析法［J］．岩土力学，2002，23（5）：570～574．
3 滑带土抗剪强度参数统计
对三峡库区二期崩塌滑坡治理工程和三期规前勘（调）察中的崩塌滑坡点的勘察试验资料进行分类统计，得到本区滑带土抗剪强度参数值，可以用于验证和优化反演得到的参数。经统计得到适合该滑坡的抗剪强度参数分布函数如表1，图2是滑带抗剪强度参数统计直方图。
表1 T2b1和T2b3滑带土的抗剪强度参数统计表
滑坡计算参数反演分析的优化算法
1 引言
在滑坡稳定性计算和工程设计中，滑带土的粘聚力（C）和内摩擦角（ ）取值正确与否至关重要。目前确定滑带土抗剪强度参数（C、 ）值的方法有试验、工程类比和反演分析3种。滑带土剪切试验分为现场或室内两种，受试样和试验条件的限制，滑带土试验数据通常很离散，需要进行分析计算来确定。工程类比法在确定滑带土的抗剪强度参数时具有很强的主观性，在确定类比指标时又受到类比滑坡客观条件的限制。反演分析是确定滑带土抗剪强度参数的一种有效的方法，根据滑坡的宏观变形状况假设滑坡的稳定性系数，再反算滑带土抗剪强度参数。反算是滑坡稳定性计算的逆过程，得到的参数更符合滑坡的变形情况，参数可以作为试验数据选取的参考，若没有试验数据时，可以直接作为稳定性计算、工程设计的参数。
K＝1.0
C(Kpa)
20
21.8
23.6
25.4
27.2
29
30.8
浅谈三峡库区某滑坡成因分析及治理
浅谈三峡库区某滑坡成因分析及治理作者：冯华来源：《中国新技术新产品》2012年第19期摘要：随着三峡水利工程的逐步实施，淹没区移民及新城镇建设等工程活动进行，以滑坡为主的环境地质问题日益突出。
本文介绍了三峡库区某滑坡治理工程的设计与施工技术，供同行参考。
关键词：三峡库区；滑坡；分析；治理中图分类号：X947 文献标识码：A1滑坡基本情况三峡水库自2003年蓄水后，滑坡将可能成为三峡库区最严重的地质灾害之一，库水位下降和暴雨是导致滑坡的主要因素。
重庆段三峡库区某滑坡体为崩坡堆积层滑坡，滑坡体后缘位于基岩陡坎下，高程260m，，其纵向长度540m，前缘及后缘宽度分别为264m、142m，滑坡面积0.121km2，一般厚约15～17m，最大厚约28.7m，平均厚度18.5m，滑坡体积112.3×104m3。
2滑坡特征及地质条件2.1 滑坡形态特征该滑坡地势总体上呈上陡中缓下陡折线形，向西倾向长江。
滑坡发育多级缓坡平台，总体呈二级分布，一级平台高程在95～120m之间，二级平台高程在200～240m之间；以高程75m 为界，向上至后壁坡角25°左右，后壁以上坡体坡角一般大于30°，往下至江边则比较平缓，坡角仅4°左右。
滑坡微地貌特征发育，在后缘形成5～15m基岩陡壁，与整个坡体后缘一起形成马蹄状大圈椅地貌，其延伸方向与坡向大体垂直；基岩节理面光滑，可见明显擦痕，擦痕产状SW260°左右，与主滑方向大体一致；北侧由于差异运动形成两级带状滑坡侧壁，分别构成主滑坡和次级滑坡北边界，显示坡体曾发生过整体滑动；滑坡体后缘由于滑移作用形成封闭洼地，成为后缘坡体雨水入渗的有效通道。
2.2 滑坡物质组成与结构滑坡主要是由第四系崩滑（）、洪积、（）、堆积层组成。
滑面位于中强风化基岩顶面及附近，上陡下缓，上部平均坡角25°左右，下部仅2°-4°。
重庆三峡库区滑坡治理工程勘察中一些问题
量沉陷等异 常现象
带有镜面、擦痕 出现湿地或有
及搓揉现象
泉水溢出
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表2 滑坡的变形滑动阶段划分(续）
变形 滑动 阶段
滑动带及滑动面
滑坡前缘
滑坡后缘
滑坡两侧
滑坡体
整个滑坡滑动带已 出现明显的剪出 张裂缝与滑坡两 羽 状 裂 缝 有差异运动形
全面形成，滑带土 口并经常错出， 侧羽状裂缝连通，与 滑 坡 后 成的纵向裂缝，
的浅层滑坡，这些坡体属于潜在滑坡，滑面尚未形成，这些滑面常被遗 漏或误认为老滑面滑动。
新滑面 滑带
滑体
图1 残联滑坡
6
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二、仔细寻找滑面与剪出口（续1）
问题3：三峡库区的
坡体滑带土与滑体土的强度 常常相差无几，有可能在库 水位下落时，滑体内出现新 滑面滑塌，而沿滑带却是稳 定的。这也常易引起错找滑
面或漏掉滑面。
第二剪出口
第三剪出口
问题4：实际剪出口
第一剪出口
可能有多个，但如果只沿滑 面找剪出口只有一个（第一
图2 多剪出口情况
剪出口），这种错误也是常
见 的 。解决途径：一是外业工作要做细，尤其应详细分析实际存在的滑坡边缘
与找出的滑面的主滑方向是否能相互印证。如果不能印证必然存在其它滑面，
尤其是潜在滑面。二是要加强内业分析工作，应画出滑坡体、滑带、滑床的形
坡体无论处于何种变形滑动阶段，凡未滑动过的潜在滑面均 取峰值强度。
11
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五、关于渗透压力（动水压力）的计算
当坡体存在地下水或库水位降落时，稳定分析中需要考虑渗 透压力。但渗透压力如何计算有各种不同的公式，而且计算中不仅 考虑渗透压力，有的还考虑静水压力，计算中的混乱状态需要进行 调整，我们以瑞典条分法为例，用渗流网和渗透压力的概念证明了 渗透压力（动水压力）与土条中水重和周边静水压力是一对平衡力 的结论，导出了以瑞典法静水压力转换到动水压力计算过程。
三峡库区某大型滑坡滑带土参数取值研究
三峡库区某大型滑坡滑带土参数取值研究滑坡滑带土参数是滑坡稳定性评价的基础。
鉴于滑带土参数取值的重要性，文章通过室内剪切实验、现场大剪实验、工程类比法和反演分析多种手段对滑带土参数进行了取值研究。
研究表明，滑带土参数取值较为合理，能满足下阶段稳定性评价要求。
标签：滑坡；滑带土；参数取值1 概述对于散体状结构的滑坡体而言，通过现场勘查手段完全了解滑带土特征及提出准确参数就变得异常困难。
滑带土抗剪强度参数可通过室内试验、现场原位大剪试验、参数反演及工程类比法[1]。
2 滑坡基本特征滑坡体总体北高南低，平均坡度7-15°地形上古滑坡圈椅状明显。
复活滑坡位于古滑坡东部，横长型展布，宽800m，长200-350m，厚度10-35m，体积480万m3，前缘155-170m，后缘202-214m，主滑方向179°。
滑体结构上部为人工填土，下部粉质粘土夹碎块石，厚约10-35m，中部和后缘较前缘厚。
由于岩层产状顺层斜交坡外，使得东侧滑体较西侧厚。
据勘探成果整个滑坡的空间分布现有三层滑面：浅层滑带、深层滑带、古滑带。
浅层滑带滑带土棕红色粉质粘土，软塑状，镜面擦痕明显；深层滑带滑带土为蒙脱石、水云母等亲水矿物，遇水膨胀易软化；古滑带为亲水矿物蒙脱石、水云母、遇水膨胀易软化、膨胀[2]。
3 参数取值与评价3.1 室内剪切实验室实验分析，缺点主要为：为非原状样，不完全代表滑带土的工程特性；试验参数代表取样点的相关力学参数；取样地质环境及试验方式制约，试样中的砾石料剔除。
因此，室内试验成果代表点参数，缺少碎、砾石含量，滑带土相关力学参数小于实际值[3]。
3.2 现场大型剪切试验原位实验其优缺点为：费用高，周期较长；力学参数代表实验区域的强度参数；为原位实验，代表滑坡变形期间的力学状态与性质。
因此，原位试验成果代表区域的滑带相关力学参数，具离散性不代表整个滑体的滑带土力学指标。
3.3 反演分析法滑坡反演分析。
三峡库区某滑坡特征-稳定性分析及治理建议
三峡库区某滑坡特征\稳定性分析及治理建议摘要：陈家沟滑坡规模大，稳定性差，通过地质勘察，对其特征、形成原因、影响因素进行了分析，并选定不同的工况对其稳定性进行了演算，提出了初步的治理建议。
关键词：滑坡特征稳定性治理三峡库区地处山地峡谷地带，属亚热带季风性气候，山高坡陡，降雨充沛，且时有暴雨发生，在三峡枢纽建成蓄水厚，库区内水位将从以前的海拔几十米提高到175m，且每年均要在145m与175m之间进行周期性调节。
岸坡中的大量古滑坡体或在外荷载、库水等环境因素的作用下产生的新滑坡体将受到潜水和长期周期性的流水冲刷、浮力减重、静动水压力、浸泡作用及水位变化产生的动荷载的影响，势必会对三峡水库、库区生产生活环境、交通安全造成一定危害。
因此，有必要对岸坡滑体进行特征分析，并进行稳定性评价，提出可行的整治措施。
1.滑坡特征1.1滑坡规模、形态特征。
该滑坡位于奉节梅溪河左岸河口地段，场地高程82m—410m，滑坡平面呈多个扇形叠加的不规则形状，滑体平均厚度53.86m，最厚达到99.35m，分布面积28.50×104㎡,体积约1500×104m3。
滑坡体形态保持比较完整，滑体两侧均有冲沟围切，滑坡区地形坡度较大，发育有多级缓坡平台，平均坡度在25°左右，但局部高达50°。
1.2滑体的基本地质结构。
由于滑体成因、序次及物质组成的差异使滑体的物质组成具有成层性，自上而下依次为：一.滑体表层土夹碎石层，为粉质粘土夹少量碎块石，厚约0m—6m，分布不连续；二.块石、碎石夹土，为滑体的主要组成部分，厚度不等，最厚可达90m，在整个滑坡中连续分布；三.似基岩层状破碎块体，厚.7.30m—36.23m，分布不连续；四.碎石、碎屑土层，挤压破碎强烈，多具一定的磨圆特征，底部发育滑动带，厚约0.4m—3m。
滑体岩土矿物成分分析显示，其矿物成分以方解石、白云石为主，含量高达60%—80%，其次为水云母、绿泥石、石英等，易溶盐含量较高，由此推断滑体岩土在水的作用下其内部结构以及力学性质均会发生不同程度的改变。
三峡库区滑坡稳定性计算中的常用方法
文章编号:1004—5716(2005)02—0198—03中图分类号:T V697123 文献标识码:B 三峡库区滑坡稳定性计算中的常用方法蹇佳洲1,陈国金2(1.中国地质大学工程学院,湖北武汉430074;2.湖北省水文地质工程地质勘察院,湖北荆州434100)摘 要:稳定性计算问题是滑坡及边坡研究中的重要问题之一。
对目前在三峡库区滑坡治理过程中常用的计算方法———极限平衡法从其原理、应用场合、应用局限等方面进行了总结,结合重庆市巫山县川东淀粉厂滑坡这一具体算例,用常用条分法方法对其在组合工况下的稳定性作了具体的分析。
关键词:三峡库区;滑坡;稳定性;计算方法;组合工况 滑坡及边坡工程的稳定性评价方法有极限平衡法、极限分析法、有限单元法、离散元法和块体理论。
在目前三峡库区滑坡的稳定性分析中常用的方法有极限平衡法、有限单元法、可靠度分析法及模糊极值理论。
其中被广泛采用并认可的仍然为极限平衡法,有限单元法也已经开始被广泛的接受。
下面是对滑坡稳定性分析方法中的极限平衡法原理及其应用的总结。
1 极限平衡法的理论基础土的破坏准则:设想滑坡沿着滑面滑动,土体处于极限平衡状态,遵循m ohr-coulomb准则;极限平衡假定:将土的抗剪强度指标降低为真值的1/Fs后,滑坡土体沿着滑面达到平衡;静力平衡条件:将土体划分为若干条块,对每个条块和整个滑动土体都满足力和力矩平衡条件,对多余的未知量进行假定,将静不定问题转化为静定问题。
合理性要求:对多余未知量的假定不是任意的,目前被普遍接受的条件(M orgenstern&Price,1965;Janbu,1973):①沿着划分条块两侧的垂直面上的剪应力不应大于土体的抗剪强度;②土条接触面上不产生拉应力。
滑动面的假定:滑动面为圆弧形(瑞典法、Bishop法)或折线形(Janbu法、传递系数法)。
2 库区滑坡稳定性计算中的常用极限平衡方法2.1 传递系数法传递系数法计算模型[2]见图1。
反算法求滑坡抗剪强度参数的原理
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三峡水库岸坡地带滑坡工程勘察反思
国内外水库工程特别是大型水库工程中,水库蓄水及库水位周期性的循环涨落,经常会诱发库岸新老滑坡的产生或复活,这类受库水影响、由库岸斜坡孕育的滑坡通常称为库岸滑坡(或水库型滑坡)[1]。
三峡水库蓄水后，必然引起沿江两岸135～175 m范围库岸边坡的不稳定，即水库塌岸或边坡再造，塌岸的严重后果，首先是使大批（数千处）已有滑坡复活，同时也会诱发新的崩塌和滑坡，都可能造成严重灾害[2]。
长江三峡工程库区存在着许多滑坡体，为了保证库岸坡体在库水位正常调度情况下的稳定，防止自然灾害的发生，国家投入大量资金进行治理[3]。
伍法权教授就明确指出长江三峡库区水库塌岸问题是21世纪若干重大工程地质与环境问题之一。
1 三峡水库岸坡地带滑坡研究现状三峡库区是我国滑坡最发育的地区之一[4]。
近年来，国内许多学者[5-8]通过对三峡库区内的滑坡成因机制及稳定性分析，认为库水位的抬升与持续强降雨所造成的动水压力是引起滑坡的主要原因。
在勘察方面，除了钻探、物探等常规方法以外，还出现了一些新的勘探方法，如井下电视、地质雷达等技术[9]；在国外，对于水库岸坡地带滑坡的研究也很广泛[10-11]。
目前，在库岸滑坡破坏机制研究方面主要针对土质岸坡和岩质岸坡，未涉及类土质岸坡；重视库水位变化对库岸滑坡破坏机制的作用，但忽视了对库水位上升过程中库岸滑坡破坏过程的研究；未重视库水位多旋回变动对库岸滑坡破坏作用的研究。
2 三峡水库岸坡地带滑坡典型特征分析三峡库区是指受长江三峡工程淹没的地区并有移民任务的20个县(市)。
为了更加具体地说明三峡水库岸坡地带滑坡的特征，以其中两个滑坡为例进行说明：二层岩滑坡和老窖林滑坡。
2.1 二层岩滑坡2.1.1 滑坡区环境二层岩滑坡位于重庆市万州城区东北部，距长江入汇口①基金项目：国家自然科学基金（项目编号:11272185，50678182，51678097）；2016年重庆高校创新团队建设计划资助项目(项目编 号:CXTDG201602012)；重庆市“两江学者”计划专项资金(项目编号:201309)；重庆市研究生创新基金项目(项目编号:CYS15185)。
滑坡体力学参数反分析研究
滑坡体力学参数反分析研究
李端有;甘孝清
【期刊名称】《长江科学院院报》
【年(卷),期】2005(022)006
【摘要】除室内试验和现场试验之外,反演分析是一种可以利用现有变形监测数据获取滑坡体等效力学参数的方法.以清江杨家槽滑坡体为例进行研究,提出了将均匀设计、遗传算法与BP神经网络结合起来应用于滑坡体反分析的新方法.先将具有很好全局寻优能力的改进遗传算法作为BP神经网络的学习算法,形成遗传神经网络;然后利用均匀设计方法设计网络学习样本,训练遗传神经网络映射滑坡体变形与滑坡体力学参数的非线性关系;最后将实测位移值作为网络输入,网络输出即为参数的反演值.该方法克服了优化反分析方法反演时间过长,解不易收敛等缺陷,实现了多参数的同时反演.通过对反分析结果进行检验与评价,证明其结果符合实际工程要求.【总页数】5页(P44-48)
【作者】李端有;甘孝清
【作者单位】长江科学院,水利部岩土力学与工程重点实验室,武汉,430010;长江科学院,水利部岩土力学与工程重点实验室,武汉,430010
【正文语种】中文
【中图分类】TV697.23
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1.乐昌峡鹅公带古滑坡体物理力学参数选取分析 [J], 廖品忠
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长江三峡大石板滑坡计算参数反分析
摘要 :在研究长江三峡库区大石板滑坡约束条件和某一确定计算状态的基础上 ,利用极限平衡理论 方法对滑坡的滑带土进行了计算参数反分析 , 并通过敏感性分析确定了计算参数的取值. 结果表 明 :计算参数 c (黏聚力) ,φ(摩擦角) 值的反分析存在解的非唯一性 ,只有确定了边坡的临界状态并 选定相应的评估指标后 , 才有可能获得准确结果 ; 反分析得到的滑带土 c ,φ值与临界状态的滑带 赋存条件相对应 ,当进行其他工况的稳定分析及工程设计时 ,应根据经验及工程类比结果进行 折减. 关键词 :长江三峡 ;大石板 ;滑坡 ;反分析 ;计算参数 中图分类号 :P642. 22 文献标识码 :A 文章编号 :1000Ο1980 (2006) 01Ο0074Ο05
1. 2 反分析过程
11211 建模
反分析建模常用的方法是极限平衡分析法. 极限平衡分析法的基本假定是 :土体为理想刚塑性材料 ; 加
荷过程中土体不发生任何变形 ;达到极限平衡状态时土体将沿某破裂面发生剪切变形.
工程上最常用的平面极限平衡计算方法为条分法. 条分法包括毕肖普法 、改进瑞典条分法 、传递系数法 、
宋家屋场滑坡上部以基岩为滑床 ,下部滑体沿少溪组灰质页岩层间软弱面剪出. 大石板滑坡的滑带多为 紫红色黏土夹泥岩 、粉砂岩碎石 ,细颗粒含量较高 ,占全料的 60 % , 厚度为 2～30 cm , 滑带土强度主要由细颗 粒料控制. 台子角滑坡的滑带土分为 2 类 :一为紫红色黏土夹碎石 ,细粒含量占全料的 3715 %～43 % ,黏土呈 硬塑状 ;二为灰绿色黏土夹碎石 ,细粒含量占全料的 38 % , 黏土呈硬塑状. 大石板及台子角最低地下水位高 于滑带. 2. 2 反分析状态的确定
三峡库区滑坡成因统计分析
科技立项项目负责人：胡杰张微微张俊联系方式：138XXXXXXX三峡库区滑坡成因统计分析摘要:本文对滑坡和滑坡现象及其形态特征、形成过程和分类标准进行简要的介绍，并根据不同的标准对三峡库区滑坡进行分类统计分析，然后从自然因素和人为因素两个大方面分析其成因机制，并扼要地介绍了几种目前使用广泛的物理力学分析方法，最后对滑坡的监测和治理方面做了粗略的介绍。
关键词：三峡库区、滑坡、地质构造一、滑坡简介滑坡（Landslide）广义指斜坡上的部分岩（土）体脱离母体，以各种方式顺坡向下运动的现象；狭义指斜坡上的部分岩（土）体在重力作用下，沿一定的软弱面（带）产生剪切破坏，整体向下滑移的现象。
运动的岩（土）体被称为变位体或滑移体，未移动的下伏岩（土）体被称为滑床。
形态特征伴随滑坡的发生，在滑移体和滑床上形成一系列特有的，可用以识别滑坡的微地貌形态。
根据国际工程地质协会（IAEG）滑坡委员会的建议，按图1来定义和描述这些形态；1冠，主断壁最高点附近，仍保留在原地而未发生变位的岩（土）体，与过去的滑坡圈同义。
2主断壁，滑移体滑移后在未扰动岩体上形成的陡面，是滑动面（破坏面）露出地表的部分，与过去的滑坡后壁同义。
3顶，滑移体与主断壁接触线的最高点。
4头，滑坡的上部，位于滑移体与主断壁交界线附近。
5次断壁，由于滑移体块体间差异运动所产生的陡面，次断壁可有多个，使滑移体表面呈现出陡缓相间的阶状地形。
6主滑体，覆于主断壁与破坏面之上的滑移体部分。
7足，滑移体滑出破坏面址后覆盖于原地面上的部分，与过去的滑坡舌同义。
8址尖。
9址。
10破坏面，滑移体的下部界面。
上覆滑移体沿此面向下滑动，故也叫滑动面，滑动所产生的剪切破碎带为滑动带。
11破坏面址，破坏面前缘与原始地面的交线，是破坏面在原坡面上的露头，习惯上称为剪出口，往往被滑移体所覆盖。
12滑覆面，原始地面被滑移体足覆盖的部分。
13滑移体，主滑体与足两部分之和，其中陷落于原地面之下的部分又称减损体。
滑面参数的反算方法
滑⾯参数的反算⽅法在国内进⾏多次培训班讲课时，很多⼈都⾮常关⼼滑坡的参数的反算。
因此，我就归纳⼀下，供⼤家参考。
滑⾯⼒学参数的确定，是现场试验、室内试验、⼯程地质条件类⽐、经验数据和反算分析综合确定的结果，其中反算分析由于可有效模拟滑坡的特征，在滑⾯参数的确定中具有相当重要的地位。
1、滑⾯参数反算⼯况选择滑坡反算⼯况的稳定性选⽤应以滑坡历史上所经历的最不利⼯况稳定性和滑坡当前的状态，综合分析滑坡所处的阶段和对应的稳定度数值，从⽽为滑⾯参数的反算提供合理的稳定系数。
所谓滑坡历史上所经历的最不利⼯况稳定性，就是⽼滑坡的主滑段参数反算时，应充分考虑⽼滑坡在历史上可能已经历了，甚⾄是多次经历了规范上所要求的天然⼯况、暴⾬⼯况和地震⼯况，故在主滑段参数反算时，不仅仅是只进⾏天然⼯况下的主滑⾯参数反算，⽽可能要以暴⾬⼯况和地震⼯况状态下的坡体稳定性去反算主滑段参数，可能更为合理。
对于新近发⽣的滑坡，如⼯程滑坡在主滑段的参数反算时，可根据诱发滑坡的主要因素，采⽤合理的⼯况反算主滑⾯参数。
如滑坡为⼯程开挖诱发的⼯程滑坡，则宜结合开挖规模采⽤天然⼯况反算滑坡的主滑⾯参数；如滑坡为降⾬诱发的滑坡，则宜采⽤暴⾬⼯况反算滑坡的主滑⾯参数；如滑坡为地震诱发的滑坡，则宜采⽤地震⼯况反算滑坡的主滑⾯参数。
2、不同性质的滑⾯参数反算根据典型滑坡的牵引段、主滑段和抗滑段三段性质，相应的各段滑⾯物理⼒学参数分析如下：1）牵引段即滑坡后缘段，为滑坡岩⼟体的主动受⼒段，由⼟体主动破裂⾯或岩体结构⾯控制。
对于堆积体来说，可根据α=45°+φ/2进⾏反算得到牵引段滑⾯的内摩擦⾓值，其中α为主动破裂⾯倾⾓。
此时，由于滑坡后缘裂缝已经拉开，故粘结⼒数值C为零；对于岩体破裂⾯来说，由于滑坡下滑时受到拉剪作⽤，结构⾯的内摩擦⾓值可根据岩体具体结构⾯的性质确定，但此时粘结⼒数值也为零。
2）抗滑段即滑坡前缘段，为滑坡岩⼟体的被动受⼒段。
⼟质或类⼟质抗滑段滑⾯为被动挤压形成，可依据被动破裂⾯α=45°-φ/2-β进⾏反算得到抗滑段的内摩擦⾓值，其中α为破裂⾯倾⾓，β为主滑⾯与抗滑⾯之间的夹⾓。
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本文以长江三峡库区大石板滑坡为例 ,在研究滑坡体边界条件和计算状态的基础上 ,利用极限平衡理论 方法对滑坡的滑带土进行了计算参数反分析.
表 2 巴东 1983 年降雨过程的主要参数 Table 2 Main parameters of precipitation at Badong Hydrological Station in 1983
参 数
降雨总量/ mm
降雨历 时/ d
平均雨强/ (mm·d - 1)
降雨频率
入渗量/ mm
1 反分析基本原理
1. 1 土体边坡计算参数反分析的定义
边坡反分析就是先根据确定的边界条件和工况状态下的稳定状态评估指标建立数学模型 , 然后利用此
模型反演边坡土体的计算参数 c ,φ值. 由于反分析 c ,φ时是通过 1 个方程来求解 2 个未知参数 ,因而其解具有
不确定性. 一般情况下 ,采用反分析方法时需结合试验 、经验或敏感性分析等方法才能确定出参数的取值.
66～840 m 之间 ,纵向长约 1500 m ,横向宽约 470 m ,呈南北向长方形展布 ,滑体厚度为 1310～3318 m ,滑坡体体 积在 700 万～750 万 m3 之间.
大石板滑坡上缓下陡 ,后缘为陡岩. 滑坡区第四系崩坡积和滑坡堆积物广泛分布 , 基岩仅零星分布于冲 沟底部 , 坡体后缘陡壁上出露面积不足全区的 5 %. 松散堆积物由碎石 、块石 、块石和黏土组成. 覆盖层厚度 分别为 20 m(大石板上段) ,4315 m(大石板下段) ,32192 m(台子角) .
宋家屋场滑坡上部以基岩为滑床 ,下部滑体沿少溪组灰质页岩层间软弱面剪出. 大石板滑坡的滑带多为 紫红色黏土夹泥岩 、粉砂岩碎石 ,细颗粒含量较高 ,占全料的 60 % , 厚度为 2～30 cm , 滑带土强度主要由细颗 粒料控制. 台子角滑坡的滑带土分为 2 类 :一为紫红色黏土夹碎石 ,细粒含量占全料的 3715 %～43 % ,黏土呈 硬塑状 ;二为灰绿色黏土夹碎石 ,细粒含量占全料的 38 % , 黏土呈硬塑状. 大石板及台子角最低地下水位高 于滑带. 2. 2 反分析状态的确定
计算状态确定后 ,还需寻求与确定状态相对应的反分析所需的边界条件与稳定系数. 2. 3 边界条件与稳定系数的确定 21311 滑坡复活降雨过程的确定
滑坡复活的开始时间为 1983 年. 首先对 1983 年前后时段内的降雨最低阈值进行分析. 从巴东水文站降雨历年资料的分析中发现[13] ,以 1983 年的最大日降雨 、最大一次性降雨以及最长一次 性连续降雨作为诱发大石板滑坡复活的最低阈值降雨 ,则阈值太小. 由土壤入渗曲线分析可知 ,短期暴雨的 入渗量小于长期久雨的入渗量. 当降雨强度适当时 ,降雨历时长的降雨往往会形成较大的土壤入渗量. 由此 可知 ,1983 年 6 ,7 月间的连续 2 次降雨是诱发黄腊石滑坡复活的主要因素. 该降雨过程的主要参数见表 2.
第 34 卷第 1 期 2006 年 1 月
河海大学学报 (自然科学版) Journal of Hohai University(Natural Sciences)
Vol. 34 No. 1 Jan. 2006
长江三峡大石板滑坡计算参数反分析
高德军1 ,徐卫亚1 ,郭其达2
(1. 河海大学岩土工程研究所 ,江苏 南京 210098 ; 2. 三峡大学土木工程学院 ,湖北 宜昌 443002)
分块极限平衡法和简布法等[10] . 在条分法中 ,稳定状态评估指标 (稳定系数) K 的表达式为
n
n
n
n
∑ ∑ ∑ ∑ K =
Ei
Ti =
E ( xi , y1 i , y2 i , y3 i ,ρg ,ρw g , c ,φ)
T ( xi , y1 i , y2 i , y3 i ,ρg ,ρw g)
11212 确定反分析的状态及稳定状态评估指标
在反分析中强调“状态”概念是十分重要的 ,因为一个确定的状态是由一个确定的评估指标来描述的. 通
常将反分析的状态称为临界状态. 临界状态是指在确定工况的评估指标下的边坡即时状态 , 包括坡面形态 、
地下水位 、滑带赋存条件和外荷载等因素.
对大多数土体边坡的稳定状态来
边坡滑带土的黏聚力 ( c) 和内摩擦角 (φ) 等力学计算参数的取值正确与否 , 会直接影响到边坡的稳定计 算和工程设计. 目前确定 c ,φ值的方法有试验 、工程类比和反分析 3 种. 试验方法是确定滑带土计算参数的 途径之一 ,但 c ,φ值需通过大量试验才能得出. 此外 ,试样的失真 、滑带土的非均匀性 、试验误差和试验结果 的多样性等 ,也会给试验成果的选用带来识别上的很大困难. 工程类比法是一种经验估算方法. 由于滑坡的 成因 、结构条件 、边界条件 、土体性质及研究者的经验等存在一定的差异 ,工程类比法也不可能准确地得出滑 带土的计算参数. 在工程设计中 ,常采用反分析方法确定计算参数 (等效力学计算参数) [1Ο5] .
(1)
i =1
i =1
i =1
i =1
收稿日期 :2005Ο04Ο19 基金项目 :国家重点基础研究发展规划项目 (2002CB412707) 作者简介 :高德军 (1970 —) ,男 ,山东临朐人 ,博士研究生 ,主要从事岩石力学方面的研究.
© 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
前缘或后缘变形微弱 , 地表出现未连通 微裂缝
局部坡面变形异常 , 陡坎处出现小型局 部滑崩 ,裂缝发展 ,逐渐连通
坡面出现鼓丘 、挤压变形和较长的大裂 缝
前 、后缘变形量和地形变化后才能做出正确选择.
11213 确定计算参数 根据反分析结果 ,对 c ,φ值进行敏感性分析 ,以辨明 c ,φ值对稳定系数的敏感程度. 首先确定对稳定系
数变化不太敏感的参数 ,所取参数值一般应在试验值的包络范围内. 也可以参照类似工程参数取值. 在选取 c ,φ值时 ,应同时研究滑带土的颗料组成 、构造和滑带的赋存条件. 一般而言 ,φ的试验结果较为可靠. 因此 ,
一般先根据试验结果确定 φ值 ,然后根据敏感性分析结果确定 c 值. 反分析得出的 c ,φ值为滑带土临界状态下的 c ,φ值 ,当分析工况发生变化时 , c ,φ值也应随之变化. 尤
下的地下水位状况. 稳定评估指标主要依据边坡变形
发展状态来确定 , 建议参考表 1[11]并 结合实际情况选定. 稳定评估指标具 有一定的先验性 , 必须考虑边坡不同 发育阶段的变形性质并详细查勘边坡
局部变形 整体变形 稳定固结
蠕滑 微滑 剧滑 固结
1105～1100 1100～0190
< 0190 > 1105
摘要 :在研究长江三峡库区大石板滑坡约束条件和某一确定计算状态的基础上 ,利用极限平衡理论 方法对滑坡的滑带土进行了计算参数反分析 , 并通过敏感性分析确定了计算参数的取值. 结果表 明 :计算参数 c (黏聚力) ,φ(摩擦角) 值的反分析存在解的非唯一性 ,只有确定了边坡的临界状态并 选定相应的评估指标后 , 才有可能获得准确结果 ; 反分析得到的滑带土 c ,φ值与临界状态的滑带 赋存条件相对应 ,当进行其他工况的稳定分析及工程设计时 ,应根据经验及工程类比结果进行 折减. 关键词 :长江三峡 ;大石板 ;滑坡 ;反分析 ;计算参数 中图分类号 :P642. 22 文献标识码 :A 文章编号 :1000Ο1980 (2006) 01Ο0074Ο05
© 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
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河海大学学报 (自然科学版)
第 34 卷
明滑坡上段正在复活中 ,下段复活现象较弱. 因此 ,可以认为 ,在 1983 年前后的某一时段 ,由于滑坡区遭遇长 久降雨过程 ,滑体内地下水位升高 ,使滑坡处于复活状态. 本文以此状态作为反分析的计算状态.
反分析状态的确定与形成该状态的荷载条件 、计算边界及稳定评价指标等有关. 据调查[12] :1983 年 7 ,8 月间 ,在大石板滑坡区 Ⅱ, Ⅲ和 Ⅳ级平台出现 7 条裂缝 ;9 ,10 月间 ,裂缝发展较 快 ,尤其以 Ⅳ级平台上 T3 与 T4 号裂缝延伸最远 ,长达 25010～30010 m ,裂缝宽 014～015 m. 1986 年开始进行 变形观测. 位移观测资料显示 ,裂缝 C1 ,C2 和 D2 变形较大 ,月平均变形率为 011～012 mm. 上述裂缝变化 ,说
入渗率
产流率
参数值
44818
3610
1215
01011 5
37916
01846
01154
经分析研究 ,以 1983 年 6 ,7 月间的连续 2 次降雨作为诱发黄腊石滑坡复活的最低阈值降雨. 21312 地下水位的计算
按饱和Ο非饱和Ο非稳定的地下渗流理论 ,利用加拿大 GEOΟSLOPE 公司开发的二维有限元程序 SEEP/ W 软件进行地下水位线分析 ,并以此作为反分析计算时的动 、静水压力的依据. 1983 年 6 ,7 月间的连续 2 次降 雨过程中的地下水位线 (长江水位按 6610 m 计) 如图 1 所示.
图 1 稳定计算剖面
Fig. 1 Profile of stability analysis
21313 稳定系数的确定