文山至天保二級公路K42+825.00～K42+977.00m段滑坡穩定性分析

杜健

摘要： 《建筑邊坡工程技術規范》（GB50330-2013）已實施3年，規范中建議的滑坡穩定性分析的圓弧形滑面法由02規范的瑞典法改為現行的簡化畢肖普法，現以一實例說明兩者的區別。

Abstract： The "Technical Specification for Building Slope Engineering" （GB50330-2013） has been implemented for 3 years. The arc sliding surface method for slope stability analysis proposed in the specification has been changed from the Swedish law of the 02 standard to the current simplified Bishop method. An example is used to illustrate the difference between the two.

關鍵詞： 圓弧形滑面法；瑞典法；簡化畢肖普法；經濟

Key words： circular arc sliding surface method；Swedish law；simplified Bishop method；economy

中圖分類號：P642.22 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）16-0203-02

1 概述

云南省文山至麻栗坡至天保二級公路改建工程于2009年開始實施，2010年4月K42+825.00～K42+977.00m段已經開挖好的左側路塹邊坡后緣出現開裂，坡體變形下滑。2010年5月進行了勘察，并按瑞典法進行分析評價，提交了成果，由重慶交通設計研究院進行了設計，從滑坡治理至今已5年，該滑坡未再活動。

2 滑坡特征

2.1 自然地理環境條件

K42+825.00～K42+977.00m滑坡位于文山市追粟街鄉東北約3km，原文天公路旁。

勘察場地屬亞熱帶氣候，冬無霜凍，夏季炎熱，每年6～9月為當地雨汛節令，多年平均降水量1062mm，月最大降水量215.7mm，年均氣溫17.6℃。

場地處于斜坡地帶，滑坡區內發現多處泉水（井）點，水量小。

2.2 地質環境條件

勘察區地貌為一斜坡地形，總體東側高、西側低，斜坡自然坡度角20～30°，坡向為198°。滑坡前緣為公路左側位置，地面高程為1408.50～1412.00m，滑坡后緣地面高程為1438.00～1440.00m，相對高差約為30.00m，地勢起伏較大。場地地貌上為構造剝蝕中山地貌形態。

勘察場地位于文山—麻粟坡北東向斷裂附近，該斷裂帶為“青藏滇緬印尼歹字型構造體系”中部的分支斷裂帶，規模宏偉。該斷裂帶沿310°～320°方向延伸，全長150km以上，由數條斷裂組成的復雜斷裂帶，最大寬度可達10km，斷裂面傾角多在60°以上，屬壓扭性構造。

勘察場地內地表下30.40m深度范圍內，邊坡的地層主要由第四系殘坡積含礫粉質黏土、碎石及泥盆系下統翠峰山組強風化粉砂質頁巖組成。

勘察場地內地下水主要賦存于第四系殘坡積碎石土層及下伏基巖節理和裂隙中，主要接受大氣降水補給，勘察期間地下水位埋藏較淺，一般在0～19.80左右。地下水類型屬HCO-3-SO42--Cl--Ca2+-Mg2+型水。地下水對混凝土有弱酸性腐蝕。

根據中國地震動峰值加速度區劃圖，勘察場地所處地段抗震烈度7度，設計基本地震加速度值為0.10g，地震特征周期為0.35s。

2.3 滑坡范圍及邊界的確定

據調查：滑坡在平面形態呈“圓椅狀”，縱向上為斜坡地形，總體北高南低。滑坡后緣邊界距公路中線約60.00m，變形開裂痕跡明顯，高程為1440.00m左右；前緣剪出位置位于公路左側邊坡中部一帶，高程為1415.00m左右；滑坡坡頂與坡腳相對高差約25.00m。滑坡左右兩側裂縫不明顯。滑坡左右兩側以裂縫為邊，（西側）樁號K42+825，（東側）樁號K42+977。滑坡縱向平均長約90.00m，橫向平均寬度約157.00m，平面面積約10100.00m2，平均厚度約為6.70m，體積約為6.767×104m3，屬中型滑坡。滑坡性質為牽引式滑坡。滑動方向約188°。

2.4 滑坡體的物質組成及結構特征

據地面調查和勘探揭露，滑坡滑體為古滑坡堆積體上的含礫粉質黏土、角礫，潛在滑面（帶）多為碎石與基巖表面上的軟弱夾層。滑體厚度4.20～10.40m。滑床后緣部分為古滑坡體碎石土層，前緣及中段大部分為頁巖、粉砂質頁巖。頁巖表層遇水易軟化，對滑坡體穩定極為不利。滑床后緣陡，中段、前緣緩。

2.5 滑坡體的變形特征

滑坡原地貌為一斜坡地形，斜坡自然坡度角20°～30°，坡向188°，新建公路從斜坡前緣通過，據訪問當地居民，該斜坡施工以前為一古滑坡，原公路修建后，曾多次滑動，在原公路修建上擋墻后基本穩定。

2010年1月～2010年4月，K42+825.00～K42+977.00m段斜坡前緣開挖較陡，斜坡上部在重力作用下滑移失穩，勘察期間對滑坡體進行地表工程地質測繪發現：滑坡變形主要集中在后緣、前緣，滑坡中部變形較小，后緣出現多條張拉裂縫，裂縫長約10.0～50.0m，寬約0.05～0.40m，兩側高差為0.2～0.5m，具體位置詳見平面圖，綜合上述說明，該滑坡體目前在非暴雨期間整體處于基本穩定狀態，暴雨期間處于欠穩定狀態，表明在雨季處于強變形階段。

2.6 滑坡成因及其危害

組成滑體的粘性土吸水性強，遇水易軟化，下伏頁巖透水性弱，雨季大氣降水入滲至巖土接觸部位受阻滯留，對接觸帶附近的巖土長時間浸泡使接觸帶力學強度降低。

大氣降水是誘發斜坡變形的最不利外部影響因素。大氣降水同滑坡有很好的相性，大量的地表水下滲，增大土體的重度，最終導致斜坡土體在自身重力作用下，沿著軟弱帶向下運動，形成滑坡，并最終滑移失穩。滑移失穩過后，使滑坡體達到了新的平衡，天然工況條件下整體處于穩定狀態，在暴雨等不利工況條件下處于欠穩定狀態。

勘察區第四系堆積層分布廣，厚度變化大，地形坡度變化大，加之地區氣候濕潤，降水豐富，決定了該地區是地質災害的高易發區。該滑坡體目前處于暫時基本穩定狀態。如再次持續降暴雨導致滑坡復活可能性極大，整體下滑，勢必嚴重影響公路的施工進度建設，故應提前對該滑坡體進行治理。

3 滑坡體穩定性分析

3.1 滑坡巖土物理力學性質

勘察在鉆孔內采取了低液限黏土做土常規及剪切試驗。黏土天然密度：2.03g/cm3，滑帶土的抗剪強度參數取值如下：天然狀態C=5.50kPa，=22°；飽和狀態C=5.00kPa，=20.50°。因滑坡主要由角礫組成，滑面上的碎石含量亦較高，故最終確定的值較土工試驗的值要大。

3.2 滑坡體穩定性分析

3.2.1 經典瑞典條分法及成果

滑坡體物質組成主要為含礫粉質黏土，滑面為軟弱層（帶）及巖土接觸界面，呈折線形，采用圓弧形滑動面計算滑坡穩定性及極限平衡理論的折線型滑動面的傳遞系數法對滑坡進行剩余下滑力計算。成果見表1。

3.2.2 簡化畢肖普法及成果

根據《建筑邊坡工程規范》（GB50330-2013），采用圓弧形滑動面計算滑坡穩定性及極限平衡理論的折線型滑動面的傳遞系數法對滑坡進行剩余下滑力計算。成果見表2。

4 兩種滑坡分析法比較

①兩種方法所得結果比較吻合滑坡現狀：滑坡體在天然狀態及工程狀態下處于穩定狀態；在工程開挖工況及暴雨工況條件下處于基本穩定狀態-蠕動變形的狀態；在工程開挖工況及地震工況條件下處于欠穩定狀態。

②瑞典法未考慮條塊之間力的關系，計算較簡單，穩定系數偏小，剩余下滑力偏大。

③簡化畢肖普法在國內外廣泛應用，說明該方法有較高的準確度，且計算剩余下滑力較瑞典法小，可節省治理滑坡的費用，更經濟適用。

④《建筑邊坡工程規范》（GB50330-2013）圓弧形滑動面計算滑坡穩定性用簡化畢肖普法取代瑞典法是合適的。

⑤簡化畢肖普法是摩根斯坦-普賴斯頓法的簡化，摩根斯坦-普賴斯頓法是采用數值計算分析，滿足所有靜力平衡條件，是一種嚴格方法，是我國水利部門推薦采用的方法。

參考文獻：

[1]馬啟和，王瑞榮，吳銀亮.某高速公路巖土質邊坡穩定性分析及其防治措施[J].鐵道建筑，2012（10）.

[2]饒振興，康春景，翟洪濤.基于CSMR法的高速公路邊坡穩定性研究[J].河南科技，2016（17）.

[3]劉鵬，周海旺.基于強度折減法的邊坡穩定性分析與處治技術[J].黑龍江交通科技，2015（12）.

[4]戴旺.公路邊坡穩定性分區研究[J].中國西部科技，2011（06）.

[5]涂美珍，張正雄，任超.公路邊坡穩定性分析與防護方法綜述[J].西部交通科技，2015（07）.