基于瑞典條分法的郝家橋滑坡穩(wěn)定性評價

李 琦 　 李 瑞

(榆林職業(yè)技術學院，陜西 榆林　719000)

1　工程概況

郝家橋滑坡位于陜西省綏德縣，屬于黃土丘陵溝壑地貌，海拔高程850.0 m～930.0 m，相對高差80 m，前緣溝谷狹窄，基巖出露，兩側山體地勢較起伏。滑坡體內地形較完整，沖溝不發(fā)育，呈臺階狀，植被覆蓋率較差。滑坡后緣呈圈椅狀，地形上為3 m～8 m的陡坎。滑體前緣位于溝谷上部的二級階地與老黃土分界面。該滑坡體平面形態(tài)呈圈椅狀，后壁較陡，滑體呈緩坡狀，前緣較平坦，主滑方向173°。該滑坡體長67 m，寬65 m，鉆探揭露厚度約13.0 m～21.3 m，體積約7.8萬m3，屬中型滑坡。前緣階地與老黃土面位置及鉆探揭露的滑面和階地分界位置，確定了滑動面，滑面整體形態(tài)呈北高南低，傾角上陡下緩。后緣傾角較大，52°～69°，中部8°～29°，前緣為階地與老黃土接觸面，角度平緩，為1.9°～2.6°。滑體物質主要由粉土構成，屬牽引式黃土滑坡。綏延高速擬從滑坡體腳下通過，并會削掉部分坡腳，對滑坡產生不利影響。滑坡全貌圖見圖1，XHP1-2巖芯樣圖見圖2。

2　試驗成果

通過地質調繪、鉆探和室內土工試驗相結合的方法，布設了一條工程地質斷面，共完成鉆孔3個，總進尺80.2 m，采取原狀土樣33組，擾動樣1組，并完成了相應的室內常規(guī)、剪切試驗，見表1和表2，獲取了該滑坡詳細的工程地質資料。

表1　鉆孔一覽表

通過XHP1-1,XHP1-2,XHP1-3鉆孔土樣的室內土工試驗，揭示了滑坡體土的土性參數，見表3。

3　滑坡穩(wěn)定性分析計算與評價

3.1　滑坡定性分析

據工程地質調繪，由于：1)該滑坡體內地形較為完整，滑體大部物質已沖刷，后緣、側壁無新近張拉斷裂，前緣亦無明顯坍塌、鼓丘現象。2)該滑坡滑床較平緩，地下水位于土石面下的基巖中，埋深較大。3)滑坡前緣剪出口位于溝谷上部的土石面中，存在臨空面。4)該滑坡體坡地及四周沖溝不發(fā)育，地形較緩，整體呈圈椅狀，匯水面積較大，水下滲到滑床時，使滑坡體濕度、重度加大，而滑床為圓礫土，地下水上升，致使滑體抗滑力及抗剪強度下降，對滑坡的形成創(chuàng)造了有利的條件。

表2　勘察工作一覽表

表3　土工試驗成果報告表

綜上原因可知，該滑坡整體處于穩(wěn)定狀態(tài)。遇雨季大氣降水下滲及地下水上升等因素影響，滑坡存在局部滑塌破壞的可能性。

3.2　滑坡定量分析

3.2.1計算方法

采用瑞典條分法計算該滑坡的穩(wěn)定性，見式(1)。

(1)

其中：

ψj=cos(θi-θi+1)-sin(θi-θi+1)tanφi+1;

Ri=(Ni-ui)tanφi+ciLi；

Ni=wicosθi;

Ti=wisinθi。

其中，Fs為穩(wěn)定系數；Wi為第i塊段滑體所受的重力,kN/m；Ri為作用于第i塊段的抗滑力,kN/m；Ti為作用于第i塊段的滑動分力，kN/m；ci為第i塊段土的粘聚力，kPa；φi為第i塊段土的內摩擦角，(°)；Li為第i塊段滑動面長度，m。

滑坡推力計算公式為：

Ei=kwisinθi+ψjEi-1-wicosθitanφi-ciLi

(2)

其中，Ei為第i塊剩余下滑力,kN/m；Ei-1為第i-1塊剩余下滑力,kN/m；k為安全系數；其余參數同前。

3.2.2計算工況

經綜合分析本滑坡滑體、滑床巖土體特征及各類不利影響因素(滑坡地處陜北黃土高原，降水較貧乏，地震烈度為6度)，確定通過對滑坡天然飽和狀態(tài)下的現滑坡與工況后的穩(wěn)定性計算結果來評價其穩(wěn)定性。選取一條主滑面作為穩(wěn)定性計算剖面，并建立條分圖，條塊的劃分考慮了剖面上地形的起伏、滑面形態(tài)、巖土參數等因素。

3.2.3計算參數的選取

2)條塊面積：各條塊的面積按計算剖面在計算機上讀取。

3)地震因素：勘察區(qū)地震基本烈度為6度，地震動峰值加速度a=0.05g，本次計算不考慮地震因素的影響。

4)c,φ值選取：首先對該滑坡的試驗參數進行數理統(tǒng)計，該滑坡滑帶土主要為1-21粉土，據土工試驗，直剪參數中，c=31.2 kPa～59.1 kPa，φ=20.1°～28.4°，飽和重塑剪參數中，c=8.2 kPa～9.9 kPa，φ=6.6°～7.4°，詳見表4。

表4　巖土物理力學指標統(tǒng)計表

其次依據對滑坡的現狀定性認識確定反算穩(wěn)定系數，結合地區(qū)經驗與試驗參數給定粘聚力c值，反求φ值。最終根據實驗值，經驗、反算值，對參數進行適當合理的調整，綜合選用c,φ值，詳見表5。

3.3　計算結果及分析

本次對滑坡穩(wěn)定性評價標準為：穩(wěn)定系數K<1.0為滑移狀

態(tài)；K=1.0為初滑(極限平衡)狀態(tài)；1.0

由表6計算結果可知：該滑坡在天然、飽和狀態(tài)下處于穩(wěn)定狀態(tài)。

表5　滑坡計算參數選取表

表6　計算結果表

該滑坡在天然、飽和狀態(tài)下處于穩(wěn)定狀態(tài)。擬建線路在滑坡中后部主要以開挖路基形式通過，卸載滑坡中后部土體，對滑坡整體穩(wěn)定性有利。工況后該滑坡在天然、飽和狀態(tài)下均處于穩(wěn)定狀態(tài)。

4　結論與建議

1)該滑坡位于黃土斜坡中下部，山坡坡度較緩，前緣溝谷寬闊，基巖出露，地貌單元屬黃土溝壑區(qū)。

2)該滑坡區(qū)域上位于陜北黃土高原拱起地塊區(qū)，為一長期穩(wěn)定的地塊，中生代以來以大面積的升降運動為主，區(qū)內地層產狀平緩，地質構造簡單，無大型的褶皺和斷層。

3)該滑坡地震動反應譜特征周期為0.35 s，地震動峰值加速度為0.05g，對應地震動基本烈度為6度。

4)該滑坡滑體物質主要由粉土組成，屬牽引式中型黃土滑坡。

5)該滑坡在天然、飽和狀態(tài)下處于穩(wěn)定狀態(tài)。擬建線路在滑坡中后部主要以開挖路基形式通過，卸載滑坡中后部土體，對滑坡整體穩(wěn)定性有利。

6)建議完善地表、地下排水措施；同時應避免在滑坡前緣進行大的開挖和工程擾動，避免引起滑坡局部變形破壞，對滑坡后方開挖高邊坡進行綜合防治。

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