喇叭溝滑坡穩定性分析

楊志雙　付璐璐　劉　鑫

(1.吉林大學建設工程學院，吉林長春　130061; 2.地礦眉山工程勘察院，四川眉山　620010)

喇叭溝滑坡穩定性分析

楊志雙1付璐璐1劉鑫2

(1.吉林大學建設工程學院，吉林長春130061; 2.地礦眉山工程勘察院，四川眉山620010)

摘要:介紹了四川省喇叭溝的地質條件及滑坡特征，根據滑坡的形成機制，采用傳遞系數法，分析了該滑坡在自然、暴雨及地震三種工況下的穩定性，結果表明喇叭溝滑坡在天然與暴雨工況下整體均處于穩定狀態。

關鍵詞:滑坡，傳遞系數法，穩定性，推力

0　引言

滑坡是世界上最常見、發生最為頻繁的災害之一。近年來，滑坡發生的頻率愈來愈高，也危及到了人們的生命及財產安全，造成嚴重的經濟損失以及危害社會安定，從而突顯出滑坡穩定性分析的工作更為重要。滑坡穩定性計算廣泛采用的是基于垂直條分原理、計算模型簡單、計算方法簡便、計算結果能滿足工程要求的剛體極限平衡法，這是最主要、最有效、最實用的方法，為各國規范所采用［1］。本文以喇叭溝滑坡為例，采用傳遞系數法分析其在自然、暴雨及地震三種工況下的穩定情況。

傳遞系數法又稱折線法或不平衡推力法，它是我國工程技術人員創造的一種實用性的剛體極限平衡邊坡穩定性分析方法［2］。

1　滑坡區地質條件及滑坡特征

喇叭溝滑坡分布于四川省西南部的會理縣江普鄉智力村2社、3社、4社周圍，地貌單元主要表現為構造剝蝕中山，滑坡處于山坡中下部。滑坡后緣最高高程1 048 m，前緣最低高程為945 m，與后緣相對高差103 m。滑坡軸長約550 m，前緣寬約為360 m，厚約2 m～7 m，平均厚度約4 m，滑坡面積約15.8× 104m2，體積約63.2×104m3，屬中型淺層土質滑坡。根據勘查成果，滑體物質為碎石土，滑體厚度普遍在2 m～7 m之間，滑坡西南角凸脊處10 m～20 m。在縱向上總體后部較薄，厚2 m～3 m，中部較厚，厚3 m～10 m，前部略厚，厚3 m～5 m;在橫向上總體東部厚，厚2 m～9 m，西部薄，厚2 m～4 m。滑體平均厚度4 m。滑體土由塊石、碎石、礫石、粗砂、粉質粘土構成，其中，塊石含量約30%，碎石含量約20%，礫石含量約10%，粗砂含量約5%，粉質粘土約35%，土石比約4∶6。塊石、碎石呈棱角狀，粒徑一般5 cm～100 cm，大者可達300 cm;粗細顆粒排列無序，母巖主要為白云質灰巖，次為砂巖，強～中風化，結構稍密。

2　滑坡的形成機制分析

會理縣境內斷裂構造和褶皺構造十分發育，第四紀以來，受板塊運動的影響，地面尚未夷平又急劇上升，河流下切，造成地形高差懸殊，新構造運動強烈，地震活動較頻繁，有史料記載以來，對縣內有影響的地震曾發生55次，頻繁的地震活動使巖土體產生松動、開裂。

近十年來，滑坡區持續干旱，滑坡中部部分房院地面、墻體開裂，據調查，愈干旱開裂愈嚴重，降雨時則有所緩解。由于滑坡區民房均修建在含粉質粘土碎石土(土石比約4∶6)上，持續干旱使地基土中粉質粘土失去水分，粉質粘土在上部荷載和自重作用下產生變形，從而使地基產生不均勻沉降，在地面形成裂縫。滑坡區民房前部基礎均由碎塊石干砌而成，孔隙(洞)較多，隨著時間推移，干砌石基礎也會隨之變形，使地面、墻體開裂。另外，滑坡區墻體均由含碎、礫石的粉質粘土構筑，持續干旱使粉質粘土失去水分，土體失水收縮，使墻體開裂。

3　滑坡的穩定性分析

3.1計算參數

綜合分析喇叭溝滑坡巖土體特征及其可能承受的各種荷載，確定該滑坡穩定性計算的三種計算工況及其荷載組合，如表1所示。

表1　滑坡物理力學參數

3.2計算分析

喇叭溝滑坡的滑面形態呈折線形，根據技術規范［3］的相關要求并結合該滑坡的特點，采用傳遞系數法對該滑坡的穩定性進行定量分析(見圖1)。

圖1　傳遞系數法（折線型滑面）計算模型受力分析圖

傳遞系數法的計算公式如下:

其中，Rn= ( Wn( ( 1－γU) cosαn－Asinαn)－RDn) tanφn+ CnLn; Tn= Wn( sinαn+ Acosαn) + TDn;Ψj=ΨiΨi +1Ψi +2……Ψn－1;Ψj= cos(αi－αi +1)－sin(αi－αi +1) tanφi +1; TDi=γwhiwLicosαisinβicos(αi－βi) ; RDi=γwhiwLicosαisinβisin (αi－βi) ;γU=，取負值。

根據勘查規范［4］中表12，滑坡穩定狀態按其穩定性系數的不同分為四級: Fs≤1.00，不穩定; 1.00＜Fs≤1.05，欠穩定; 1.05＜Fs＜Fst，基本穩定; Fs≥Fst，穩定。

綜合三種不同的工況，由上述公式以及物理力學參數可計算出三種工況的滑坡穩定系數，再根據表2對喇叭溝滑坡的穩定性進行判定，喇叭溝滑坡在天然工況及暴雨工況下整體均處于穩定狀態。

按傳遞系數法計算不穩定斜坡的推力，計算公式如下:

其中，下滑力Ti= Wi( sinαi+ Acosαi) +γwhiwLicosαisinβicos(αi－βi)。

抗滑力Ri= ( Wi( cosαi－Asinαi)－Nwi－γwhiwLicosαisinβisin (αi－βi) )×tanφi+ CiLi或Ri= ( Wi( ( 1－γU) cosαi－Asinαi)－γwhiwLi) tanφi+ CiLi;傳遞系數ψ= cos(αi－1－αi)－sin(αi－1－αi) tanφi。

孔隙水壓力Nwi=γwhiwLicosαi，即近似等于浸潤面以下巖土體的面積hiwLicosαi乘以水的容重γw。

滲透壓力產生的平行滑面分力:

滲透壓力產生的垂直滑面分力:

孔隙壓力比:

根據上述方法，采用穩定性計算剖面進行條分計算，喇叭溝滑坡整體在兩種工況下各剖面的推力均為0。

4　結語

鑒于喇叭溝滑坡是折線型的滑面，本文采用傳遞系數法來分析滑坡的穩定性，再由不穩定系數法計算穩定系數不高的斜坡的推力，由此進一步確定滑坡的整體穩定性。

傳遞系數法有不足之處，使用該方法計算邊坡的穩定性和滑坡推力時，只考慮前一條塊對下一條塊傳遞推力，而不能產生拉力，更未考慮各條塊間的條間力，這使計算結果比實際情況小［5］。此方法雖有不足，但用此法分析喇叭溝滑坡的整體穩定性得出的結論與現場勘察的結果并無異議，驗證了此方法的準確性。

參考文獻:

［1］沈堯亮，侯殿英.傳遞系數法的原型與衍生［J］.工程勘察，2010( S1) :477-486.

［2］李開文.傳遞系數法計算邊坡安全系數的影響因素探討［J］.路基工程，2011( 8) :79-82.

［3］DZ/T 0219—2006，滑坡防治工程設計與技術規范［S］.

［4］DZ/T 0218—2006，滑坡防治工程勘查規范［S］.

［5］楊海平.基于改進的傳遞系數法滑坡穩定性分析［J］.水電能源科學，2013，31( 5) :138-139.

Analysis of slope stability of Labagou

Yang Zhishuang1Fu Lulu1Liu Xin2
( 1.College of Construction Engineering，Jilin University，Changchun 130061，China; 2.Geological and Mineral Meishan Engineering Survey Institute，Meishan 620010，China)

Abstract:With an introduction of Labagou geology conditions and landslide features in Sichuan province，according to landslide forming mechanism，applying transfer coefficient method，the article analyzes the landslide stability under natural，rainstorm and earthquake working conditions.Results show that: Labagou landslide lies in stable under natural and rainstorm working conditions.

Key words:landslide，transfer coefficient method，stability，thrust

作者簡介:楊志雙(1963-)，男，博士，副教授;付璐璐(1992-)，女，在讀碩士;劉鑫(1986-)，男，碩士，工程師

收稿日期:2015-11-25

文章編號:1009-6825( 2016) 04-0044-02

中圖分類號:P642.22

文獻標識碼:A