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。通過計算分析得出該滑坡在兩種工況下的安全系數(shù)，并以此對該滑坡的穩(wěn)定性進行準確的評價。以表明傳遞系數(shù)法這一極限平衡分析法是一種簡單實用的邊坡穩(wěn)定性分析方法。 </p><p>　　關鍵詞：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：P642.22 文獻標識碼：A 文章編號： </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、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的自然現(xiàn)象。滑坡常常給工農業(yè)生產(chǎn)以及人民生命財產(chǎn)造成巨大損失、

3、有的甚至是毀滅性的災難。我國西南地區(qū)多為丘陵和山區(qū)，地層風化深度大，巖體結構破碎，滑坡問題更加突出。隨著我國西部大開發(fā)的不斷加深，大量公路鐵路等工程的建設，這些工程活動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)生的滑坡災害事故，也使人們越來越重視對于邊坡穩(wěn)定性及變形破壞機理的研究，進而采取有效的措施加強邊坡的穩(wěn)定性，避免滑坡災害的發(fā)生。 </p><p>　　邊坡穩(wěn)定性問題的研究十分

4、復雜，并受多種不同因素的影響。因此，想要對邊坡問題進行準確地預測并解決邊坡失穩(wěn)引起的問題，正確的分析方法是十分必要的因素。本文結合重慶市豐都縣新高路滑坡工程，擬采用傳遞系數(shù)法對該邊坡的穩(wěn)定性進行分析研究。 </p><p><b>　　2工程簡介 </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)所在地東側后山，長江右岸岸坡地帶，地理坐標X=332

5、2255～3322490,Y=36486585～36486970。新高路滑坡為沿基巖面滑移的土質滑坡，滑坡地帶為集鎮(zhèn)規(guī)劃用地，在前緣施以切坡進行集鎮(zhèn)建設時，形成臨空，從而引發(fā)滑坡滑移，滑坡為一中型滑坡，滑坡處所地質環(huán)境中等復雜。老豐石公路由南向北從勘查區(qū)側緣及后部通過，金剛路南北貫通整個滑坡，新高路從滑坡側緣通過，祥和路從滑坡前緣外側通過。 </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430m、橫寬140m，面積5.8×104m2，體積60.5×104m3，主滑方向為299°。 </p><p>　　滑坡已造成滑坡體上右側民房開裂破壞，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產(chǎn)安全，同時也將影響老豐石公路、新高路等公路的正常運行。 </

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

8、<p>　　(2)滑帶土物理力學性質 </p><p>　　新高路滑坡滑帶（面）C、φ參數(shù)取值 </p><p><b>　　滑床物理力學性質 </b></p><p>　　滑床室內試驗結果統(tǒng)計表 </p><p>　　3.2滑坡穩(wěn)定性計算 </p><p>　　1.計算模型及荷載組合

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

10、p>　?、僮灾兀赫麄€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>　　②地下水作用力：勘查表明，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，結構松散，存在架空現(xiàn)象，利于地表水下滲，綜合滑體滲、抽水試驗結果及地區(qū)經(jīng)驗，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。 </p><p><b>　　(3)計算工況 </b></p><p>　　由于暴雨對滑坡穩(wěn)定性影響較大，擬采用2種工況對滑坡穩(wěn)定性進行計算。 </p><p>　?、僮灾?地表荷載（天然狀態(tài)） </p><p>　　②自重+地表荷載+20年一遇暴雨（飽和狀態(tài)） </p><p&

12、gt;　　2.滑坡穩(wěn)定性分析計算 </p><p>　　(1)傳遞系數(shù)法計算公式： </p><p><b>　　式中： </b></p><p><b>　　―穩(wěn)定系數(shù)； </b></p><p>　　―作用于第i塊滑動面上的滑動分力（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塊段土的內摩擦角（°）； </p><p>　　―第i塊段土的粘聚力（kPa）； </p><p>　　―第i塊段滑動面的長度（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塊段滑動面傾角（°） </p><p>　　剩余下滑力計算采用傳遞系數(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)計算數(shù)據(jù) </b></p><p>　　首先在各種工況下的計算剖面圖上按滑面產(chǎn)狀、巖土性質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算數(shù)據(jù)見下表： </p><p>　　滑坡穩(wěn)定性

16、系數(shù)計算表 </p><p><b>　　(3)計算結果 </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，自重增大，滑帶土力學性質下降，易導致穩(wěn)定性降低，穩(wěn)定性計算結果也表明如此，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)定性計算結果見下表： </p><p>　　新高

17、路滑坡穩(wěn)定系數(shù)表 </p><p>　　3.3滑坡穩(wěn)定性評價 </p><p>　　新高路滑坡的穩(wěn)定性分級標準如下： </p><p>　　工況1：Fs ＜1.0時，不穩(wěn)定；Fs ＝1.0時，臨界狀態(tài)； </p><p>　　1.0＜Fs ≤1.05時，欠穩(wěn)定；1.05＜Fs ≤1.20時，基本穩(wěn)定； </p><p>

18、;　　Fs＞1.20時，穩(wěn)定。 </p><p>　　工況2：Fs ＜1.0時，不穩(wěn)定；Fs ＝1.0時，臨界狀態(tài)； </p><p>　　1.0＜Fs ≤1.05時，欠穩(wěn)定；1.05＜Fs ≤1.15時，基本穩(wěn)定； </p><p>　　Fs＞1.15時，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，不會出現(xiàn)整體或大規(guī)模的滑移，但在連續(xù)降雨或暴雨時，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，不會出現(xiàn)整體滑移剪出，故滑坡不會在該處滑移剪出。 </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結束語 </b></p><p>　　本文從實際工程的角度出發(fā)，使用傳遞系數(shù)法對滑坡邊坡的穩(wěn)定性進行分析，此法具有計算簡單、快速的優(yōu)點，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單實用的分析方法，仍然是當前分析邊坡穩(wěn)定性的主要方法。并且隨著工程建設的發(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： </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)定性評價方法與發(fā)展趨勢[J].巖石力學與工程學報， 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.2007,7(10) </p><p>　　[5]鄭穎人，趙尚毅，時衛(wèi)民等.邊坡穩(wěn)定性分析的一些進展[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