滑坡计算参数反演分析及研究——以引汉济渭工程梅子集镇移民安置点边坡为例

制 ， 验数 据 通 常 很 离 散 ， 需 进 行 分 析 来 确 定 。 工 实 还
程类 比法 在 确定 滑 带 土 的 抗 剪 强 度 参 数 时 具 有 很 强 Leabharlann Baidu 主观 性 ， 确 定 类 比指 标 时 又 受 到 类 比 滑 坡 客 观 在 条件 的限 制 。反 演 分 析 根 据 滑 坡 的宏 观 变 形 状 况 假 设 滑 坡 的稳 定性 系数 ， 反 算 滑 带 土 抗 剪 强 度 参 数 ， 再
关 键 词 ： 滑坡 ；稳 定性 ；传 递 系数 法 ；反 演 分 析 中 图分 类 号 ：Ｐ ４ ．２ ６ ２２ 文 献 标 识 码 ：Ｂ 文 章 编 号 ：１７ —１１ （ ０ ２ ０ ０ ２ 一 ４ ６ １ ２ １ ２ １ ）５— ５ １ ｏ
０ 引 言
近 年来 ， 随着 中 国水 利 水 电事 业 的快 速发 展 和 伴
边 坡稳 定 问题是 制 约地 质 环 境 稳 定性 的 主要 问题 ， 也
１ 工 程 概 况
陕 西省 引汉 济渭工 程三 河 口梅子集 镇 移 民迁 建安
置点位 于宁陕县梅子 集镇兰草 湾村 附近 ， 子午河 左岸 斜 坡上 。安置点滑坡位 于子午 河左岸 山前 斜坡 ， 相对 高差
粉 质粘 土组成 ， 滑动 面 为 圆 弧形 。根 据斜 坡 地 形 地 其 貌 和边 界条件 绘 制 滑坡 主纵 剖 面 ， 建 稳定 性 分 析 模 构
力 Ｐ ， Ｐ 必须为 ０ 否则要重新假定 ， ， 进行试算。另 外， 因为分条 之 间不 能承 受拉 力 ， 以任 何 土条 的推 力 所 Ｐ 如果 为负 值 ， Ｐ 不 再 向 下 传 递 ， 对下 一 土 条 取 此 而
传递 系 数 法 进 行 稳 定 性 计 算 分 析 、 圆 弧 形 滑 面 的 用
Ｂｓｏ 进行 校核 。 ｉ ｐ法 ｈ
通常 反演 分析 的状 态 称 为 临 界 状 态 ， 括 坡 面形 包 态 、 下水 位 、 地 滑带赋 存条件 和外 荷载 等 因素 。在 确 定
２ １ 不 平衡推 力传 递 系数法 ．
约 ２ ． 斜坡 表面 阶梯式农 田台坎 高度 ２～３ｍ， ２０ｍ， 宽度
１ ． ４ ． 开挖坡 面平均倾 角约 ４ 。 ５ ０～ ５ ０ｍ， ５ 后缘 １ 。 ３ 。 ５ ～ ０。
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 三 种 ， 验 、 程 、 实 工
当开挖 二级 边坡 到 ５２ ７ｍ 时 ， 到暴雨 下 渗 ， ３ ． 遇 土坡浅
层 迅速 达 到饱和 状态 ， 面形成 地表 径流 ， 坡 面造成 坡 对 冲刷 ， 且坡 体重 度增 加 ， 下滑 力 增 大 ； 着 雨 水 渗 人坡 随
体 内部 ， 土体 抗剪 强度 又 因含水率 增 加而 急 剧下 降 ； 再 加 之坡 体 开挖造 成 上 部 土 体 失去 坡 脚 受 力 支撑 点 ， 坡 脚 临空 ， 而导 致坡体 失稳 下滑 。 进 斜 坡 滑塌后 缘错 落高 度 １２— ． 前 缘坡 脚 水 ． ２ ０ｍ， 平位 移 ５～ 滑塌 体后 缘宽 ４ ， ９ｍ， ０ｒ 前缘 宽 ２ 坡 面 ｎ ０ｍ， 平均倾 角 前缘 约 ３ 。后 缘 １ 。 ２ 。滑 塌体 后 部 出现 ０， ０ ～０； 数条 裂 缝 ， 缝 呈 楔 形 ， 般 长 ３～５ｍ， 宽 １ 裂 一 裂 ０～
点滑 坡 为 例 ， 用 实验 方 法 和单 参 数反 演 分 析方 法 采 综合 确定 滑带 土 抗 剪 强度 参 数 ， 运 用 不平 衡 推 力 传 并 递系 数 法 （ 余 推 力 法 ） 行 稳 定 性 计 算 分 析 、 剩 进 用 Ｂｓｏ 进行 校 核 ， 合 得 出该 滑 坡 的 稳定 性 评 价 结 ｉ ｐ法 ｈ 综
为零 。
对 于一 土条 ， 别取 垂 直 及 平 行 土 条 底 面方 向力 分 的平衡 ， 如下式 （ ） 有 １：
～ 一 Ｃ Ｓｄ Ｏ Ｏ。一Ｐ ｌｉ（ ｎ ｓ
一 一
一一 ） ０ １ ＝
１
．
、
＋ Ｐ 一 ｓｎａ ｉ 一Ｐ １Ｏ （ ＣＳ
一 — ）＝ ｌ 。 ０ Ｊ
知 的前提 下 ， 反算 另外 一个 参数 ， 常选 择对 滑 坡 稳定 通
性影 响较 敏感 的作 为未 知参 数 。双参 数 反 演 中有 两个
未知 的参 数 ， 常选 择两 个 距 主 滑 动 面 等距 的 剖 面建 通
立极 限平 衡方 程求 解 。 本文 以陕西省 引汉 济渭 工程 中梅 子 集镇 移 民安置
基于极 限平 衡原 理 的不平衡 推力 传递 系数法 在 滑 坡 的工程 实践 中应 用 的最 多 ， 叫剩 余 推 力 法 。其 按 也 折 线滑 动面将 滑 动 土体 分 成 条 块 ， 假定 条 间力 的合 而
力 与上一 条 土条底 面平行 ， 图 １所示 ， 如 根据 各 分条 力 平 衡 条 件 ， 条 向 下 推求 ， 到 最 后 一 条 土 条 的推 力 逐 直
Ｐ 为 ０ 。
型 。由于各 种计算 方法 对不 同滑坡 体及 滑 动 面类 型 的
适 应性 的差 异 ， 文 采用 适 应 于该 类 滑 动 面类 型 的 本
３ 计算参数反演分析
３ １ 反演 分析状 态 的稳定性 评估 ．
传递 系数法 建立 反 演 分 析所 需 极 限平衡 方程 ； 并运 用
了计 算状 态 时 ， 该使 边 坡 的临 界状 态 各 因素 符 合 实 应
际情 况 。 在实 际应 用 中必 须考 虑滑坡 不 同发 育 阶段 的变 形 性 质并详 细查 勘 滑坡 前 、 缘 变 形 量 和地 形 变 化 后 才 后 能 做 出正确选 择 。表 １４给 出了通 常 情况 下 滑坡 稳 定 ＿ 系数 和变形 状态 的关 系 。
摘
要 ：根据滑坡宏观 变形特征确 定滑坡稳 定性状 态，据此 建立合理 的反 演分析模 型 ，采用试验 与反 演相
结合 的方法确 定斜坡体稳 定性分析计算参数 ，进而 实现 滑坡 稳定性 分析与评 价。 以引汉济渭 工程 某移 民安 置点斜坡稳 定性研 究为例 ，探讨 滑坡 计算参数反演分析及稳定性分析与评价 。
２ ｍ， ０ｅ 深度 １— ． ２ ５ｍ。前缘 剪 出 口一带 ， 可见 有地 下
是 滑坡 稳 定 性 计 算 的逆 过 程 ， 到 的参 数 更 符 合 滑 得
坡 的变 形 情 况 ¨ 。
滑带 土抗 剪强 度参 数反 演分 析 的方 法分 为 单参 数 反演 和双 参数 反演 两种 。单 参数 反演 假 定一 个 参 数 已
式 中 称 为传递 系数 ， 以下 式表示 ：
） （ 非常重 要 的依据 。 ＋一 ３ Ｐ ）
大 的因子是 哪些 ， 这是 滑 坡 稳定 性 分 析 和 防 治 工 作 中 根据极 限平 衡 一 般公 式 推 出 安 全 系 数 的 如 下
用较 为 广 泛 的有 不 平 衡 推 力 传 递 系 数 法 （ 余 推 力 剩
法 ） Ｓｒ ａ法和 Ｂｓｏ 、ａｍ ｉ ｐ法等 。 ｈ
第一 条开 始逐 条 向下推 求 Ｐ ， 直至 求 出最后 一 条 的推
根据 滑坡 野外 实 地勘 察 ， 确定 了滑 坡 基 本 形 态 特 征及 物 质组成 ， 滑坡属 堆积层 滑坡 ， 该 主要 由坡 洪积 的
拉张 裂缝 ， 稳 定性 降低 ， 产 生 滑塌 。根据 《 程 地 其 并 工
质手 册》 中有 关 规 定 ， 定 连 降 暴 雨 工 况 时该 滑 坡 假
图 １ 剩余推力法示意图
Ｆ ｇ １ Ｓ ｅ ｃ ｆｒ ｓｄ ａ ｈ ｕ ｔ ｍｅ ｈ ｄ ｉ ． ｋ ｔｈ ｏ ｅ ｉ ｕ ｌｔ ｒ ｓ ｔｏ
第２ ６卷 第 ５期
２１ ０ ２年 １ ０月
资 源 环境 与 工 程
Ｖ １ ６ Ｎ ． ｏ． ． ｏ５ ２
０ｃ ．２ ２ ｔ ． ０１
滑 坡计 算 参数 反演 分 析及 研 究
以 引 汉 济 渭 工 程 梅 子 集镇 移 民安 置 点 边 坡 为 例
王 帆 ，宋 文 搏
（ 陕西省水利 电力勘测设计研 究院 勘察分 院， 陕西 咸阳 ７ ２ ０ ） １０ ０
２ 滑坡 稳 定 性 分 析 方 法 的确 定
比较 成熟 的滑 坡稳 定 性 评 价 方 法 较 多 ， 程 上 应 工
： ｏ （ 一 一 ）一 ｃｓ １
１。
ｓ （ 一一 ） ｉ １ ｎ
（） ４
２ ２ 不平 衡推 力传 递 系数 法计 算步 骤 ． 不平 衡推 力法计 算 时 ， 假 设 Ｆ ＝１ 然 后 从 坡 顶 先 ，
表 １ 滑 坡 不 同发 展 阶 段 的 稳 定 系 数
Ｔａ ｌ Ｓ ａ ｌｔ ｏ ｆｉｉｎ ｆｌ ｎ ｓｉ ｅ ｉ ｉ ｅ ｅ ｔｄ ｖ ｌ ｐ ｎ ｔ ｇ ｓ ｂｅ １ ｔｂｉ ｙ ｃ ｅｆｃｅ ｔｏ ａ ｄ ｌ ｎ ｄ ｆ ｒ ｎ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔｓａ ｅ ｉ ｄ ｆ
类 比和 反 演 分析 。试 验 方 法 受 试 件 和 实 验 条 件 的 限
斜坡 主要 由坡洪积 的粉质粘土组成 ， ５～１ 厚 ３ｍ。 设 计将 分 两 个 台 阶对 斜 坡 开 挖 平 整 ， 台阶 高 ５～
９ｍ， 台坎 单级坡 比 １ ０ ７ ： ． ５～１ １ ０ １年 ６月下 旬 ， ： 。２ １
水渗 出 。
收 稿 日期 ：２ １ ０ ２—０ ６—０ ；改 回 日期 ：２ １ ５ ０ ２—０ ６—１ ９ 作 者 简 介 ：王 帆 （９ ６一） １８ ，男 ，助 理 工 程 师 ，地 质 工 程 专 业 ，从 事 水利 水 电工 程 地 质 勘 察 工 作 。Ｅ
５２ ２
资 源 环 境 与 工程
有 如下式 （ ） ２ ：
：
（） ２
Ｋ 的影 响因子有 滑体 容重 ＾ 滑 带土粘 聚力 Ｃ 内摩擦 ｙ 、 和
角 。各 因子 对 安 全 系数 有 多 大 影 响 ， 中敏 感 性 较 其
联合解式（ ） ２ ， １ 和（）消除 和 得到如下计算式：
Ｐ ｉ一 。 ｓ （ ＝ ｎ 兰
处 于临界状 态 ， 其稳 定 系数 采 用 ０ ９ 。反演 分 析 采 用 ．５
滑坡的主剖面 ， 并采用饱水状态来拟合连降暴雨工况 ，
ｌ样 根 据 安 全 系 数 足 义 和 莫 尔 一 厍 伦 破 坏 准 则 ， — Ｊ
滑坡 滑 动前反 演分 析模 型见 图 ２ 。
３ ３ 影 响 因子 敏感 性计 算与分 析 ． 滑 坡稳定 性影 响 因子 敏感 性 分 析 ， 于 安全 系数 关
３ ２ 滑 坡滑 动前反 演分 析模型 建 立 ．
由于工程 处滑 坡在 二级边 坡施 工开 挖 基本 完成 后
发 生滑 塌 ， 演分 析 时 选 用梅 子 集 滑 坡 滑动 前 的坡 体 反 为实体 模型 。枯 雨 季节 处 于 整体 稳 定 状 态 ， 定 系 数 稳
＞１ ０ ； ． ５ 连续 暴雨期 间滑 坡堆 积体 发 生变 形 ， 地表 产 生
果 ， 该 移 民安 置点 的建 设起 到 了积极地 指导 作用 。 对
城镇 化 进程 的加 快 ， 各类 移 民安 置 工 程 大 量 增 加 。该
类 工程 中 ， 围地 质 环境 的稳 定 性 对 安 置点 的人 民生 外
命 财产 安全 及 区域 生态 环 境 保 护 具决 定 性 主 导 作 用 。
是 危 害最 大 、 为 常 见 的工 程地 质 问题 。能 否 对 影 响 最 安 置点 安 全 的边坡 做 出合 理 的稳 定 性评 价 ， 决 定 安 是 置点 能够 合理选 址 、 常兴建 及安 全运 行 的关键 所在 。 正
在 滑 坡 稳定 性 分 析 与评 价 中 ， 带 土 的 粘 聚 力 ｃ 滑