公路滑坡滑帶土力學參數研究

謝德福

摘要：在滑坡穩定性分析中，滑帶土的粘聚力（c）和內摩擦角（φ）等強度參數的正確與否，直接影響滑坡的穩定性驗算和防治工程設計。

關鍵詞：公路滑坡；滑帶土；力學參數；研究

一、某滑坡特征

1.滑坡地形地貌及空間形態

該滑坡位于為第四系崩坡積物沿土巖界面滑動的中型土質滑坡、滑坡平面形態呈"簸箕"形，形態清晰，邊界明顯，剪出口位于該外側陡坎處。該滑坡滑體前緣高程為327m、寬約200m，后緣高程為425m、寬約50m，縱長228m，面積為3.8×104m2；滑體厚度為9.3～15.7m，平均厚度為11.3m，滑坡體積為43104m3。滑動方向為311°.該滑坡東西向總體為溝坡相間，兩側以東西兩沖溝為界，坡體中部發育一條沖溝。東側沖溝總體流向為308°，溝寬為8～12m，深為3～6m，溝底基巖出露；西側沖溝總體流向為313°，溝寬為6～10m，深為3～8m。坡體南北向呈北低南高、臺坎相間地形。坡體坡度變化較大，總體為后緣陡（坡度為23°）、中部緩（坡度為21°）、前緣人工改造嚴重。滑坡體內發育有兩級大的平臺。

2.滑坡物質組成

滑床基巖總體傾向南西，產狀為210°∠33°，為三疊系中統巴東組第二段（T2b2）紫紅色中厚層～厚層狀泥巖及粉質泥巖，節理裂隙發育，傾角為40°～45°。滑坡滑體主要為第四系崩坡積碎塊石土、粘土和粉質粘土夾碎石。碎塊石土主要性質為：紫紅色夾灰綠色，中密～密實，稍濕～飽和，土呈硬塑～可塑狀，碎塊石含量為40%～60%，直徑為2mm-2m，主要成分為紫紅色夾灰綠色泥巖、粉砂質泥巖，棱角狀，強風化～中風化。根據鉆孔、探井揭示，該滑坡的滑帶平均埋深為11.6m，主要物質成分為粘土、粉質粘土夾碎石。土的主要性質為：紫紅色，中密～密實，濕潤～飽和，可塑～軟塑狀，有的可見揉皺現象。碎石成分為紫紅色泥巖，次磨圓度，直徑為5lnm～20mm，含量為5%～10%。 影響該邊坡穩定最重要的內在因素，是地形地貌、巖土結構及其物理力學性質。邊坡開挖、公路修建及降雨，尤其是持續降雨和暴雨，是誘發西五路滑坡變形失穩的重要因素。

二、滑帶土力學參數評價

1.滑帶力學參數反演分析

反演分析是利用滑坡極限平衡分析方法對滑帶c、φ值進行敏感性分析，從而獲得一系列滑坡穩定性安全系數與c、φ值關系曲線，然后利用這些關系曲線，結合現狀穩定性評估指標和試驗值，即可得到滑坡穩定性分析的c、φ值。合理確定滑坡反演分析的狀態是其重要前提之一，反演分析的狀態應根據現場勘察確定。狀態條件的分析包括地下水、滑體幾何邊界等。

通過對該滑坡剖面反算，得出c、φ值對穩定性系數的敏感性。滑帶土粘聚力。每降低1kPa，穩定性系數將減小0.018～0.019；內摩擦角少每降低10，穩定性系數將減小0.047～0.049。可以得出，φ值對穩定性系數的影響比c值要大。

下滑段滑體產生拉裂縫，發生主動破壞，與阻滑段共同作用，推擠抗滑段沿新生的擠壓剪切面向臨空面最薄弱處擠出，形成整體滑動。在這一過程中，滑坡下滑段、阻滑段和抗滑段的受力狀態是不同的。阻滑段一般為純剪切破壞，下滑段為張扭性的主動破壞，抗滑段則為壓扭性的被動破壞。由于各段的破壞條件及滑面物質不盡相同，所以滑帶土的強度指標是不同的。處于蠕滑階段的滑坡，其滑動面還未完全貫通，貫通的部分c值為殘余強度，未貫通的部分可能還存在峰值強度。一般滑坡滑體的滑動面比較深，不容易取到滑帶原狀土樣做試驗；而滑坡前緣和后緣的滑動面比較淺，比較容易通過探槽或探井取得土樣做試驗確定參數。所以先用試驗方法確定滑坡下滑段和抗滑段的c、φ值，再反算滑坡阻滑段的c值，得到阻滑段滑帶綜合抗剪強度。該滑坡后緣已經有了拉裂變形現象，所以后緣條塊的粘聚力c和內摩擦角值取殘余強度。

2.反分析參數與試驗數據對比分析

為取得該滑坡滑帶土參數，在滑坡不同地方打鉆孔5個，探槽6個，探井2個。在滑帶的不同位置共取土樣30組做土工試驗，采用飽和快剪和飽和固結快剪、慢剪試驗方法得到滑坡滑帶土強度指標。由于該滑坡主要是受降雨影響，大部分滑帶在水位線以下，因此，滑帶土飽和固結快剪強度應為峰值強度。試驗發現，試驗值略大于反算值。這是因為滑坡從開始變形至今仍處于變形過程中，其現有滑動面處于未固結狀態，因而滑帶土的飽和快剪試驗更接近于滑帶實際狀態。

綜合反演分析、室內試驗、工程類比得出的參數：剖面c、φ值相同情況的參數為（19，15.5°），c、φ值分段的情況，阻滑段參數為（20，15.6°），室內試驗值為（18.5，17°）。由于反算法所得結果，代表了滑帶土的平均抗剪強度，試驗所得結果很大程度上代表了試樣本身的抗剪強度，因而在滑坡穩定性評價及滑坡推力計算中，其強度參數的取值應將兩者相結合，針對評價方法的不同及反分析與試驗方法的各自特點，合理地取值。在工程地質類比中，對相同成因類型滑坡滑動帶采用合理的類比準則確定。通過反演分析、試驗值及類比法綜合確定滑坡滑帶參數為c=19kPa，φ=16。

三、結語

采用幾種不同的反分析方法對該滑坡滑帶土力學參數進行反算，不同方法得出的力學參數指標具有可比性。建議在確定滑帶土力學參數時，采用多種計算方法，根據不同方法的用性，合理地確定c、建議在確定滑帶土力學參數時，采用多種計算方法，根據不同方法的適用性，合理地確定c、φ值。綜合分析法能將所考慮的各種作用因素融入抗剪強度指標中，使滑坡穩定性評價和工程設計更符合實際，因而應該通過力學參數分析、工程地質分析及定性與定量相結合的綜合分析確定滑坡滑帶土力學參數。

（作者身份證號碼：440883198911024058）