反演法在滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)中的應(yīng)用分析

周維星，吳 易

（貴州有色地質(zhì)工程勘察公司，貴州 貴陽(yáng) 550002）

在滑坡穩(wěn)定性分析中，滑帶土力學(xué)參數(shù)的選取正確與否十分重要。反演分析可有效確定滑帶土抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，通過(guò)反演分析計(jì)算得到的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)更加符合滑坡變形特征，其參數(shù)可作為試驗(yàn)數(shù)據(jù)選取的參考。

本文以某地區(qū)滑坡為例，通過(guò)采用反演分析法得到滑帶土抗剪強(qiáng)度參數(shù)更準(zhǔn)確合理，對(duì)滑坡穩(wěn)定性分析及支護(hù)設(shè)計(jì)提供了合理參數(shù)。

1 工程概況

因項(xiàng)目建設(shè)場(chǎng)平過(guò)程中對(duì)其所處的斜坡地段進(jìn)行了切坡，形成切坡高度23m～29m、坡度50°～60°，長(zhǎng)約80m邊坡。受長(zhǎng)時(shí)間強(qiáng)降雨影響，邊坡坡體出現(xiàn)整體蠕變滑移及工程切坡面的小型局部滑塌等滑坡跡象，坡體后緣坡頂出現(xiàn)總體貫通最寬約50cm的裂縫、坡體表面部分樹木、電桿出現(xiàn)傾斜、坡體表面部分地段出現(xiàn)較窄裂隙，嚴(yán)重威脅坡體下方建設(shè)人員安全。出露巖土體主要為殘坡積含碎石、塊石粉質(zhì)粘土（Qcol+dl）、寒武系上統(tǒng)三都組（∈3s）為薄-中厚層狀泥質(zhì)灰?guī)r、薄層狀泥巖。該滑坡高程范圍位于425m～495m，主滑方向最大長(zhǎng)度約100m，滑體最大寬度約140m，厚10m～20m，平均厚16m，面積約9100m2，體積約8.2×104m3，主滑方向259°，主要為表層殘坡積土層與強(qiáng)風(fēng)化泥巖的中淺層土質(zhì)滑坡，滑面為折線型?；w為殘坡積含碎石、塊石粉質(zhì)粘土及強(qiáng)風(fēng)化泥巖巖塊（屑），滑床寒武系上統(tǒng)三都組（∈3s）泥巖的強(qiáng)風(fēng)化或中風(fēng)化巖面。

2 參數(shù)統(tǒng)計(jì)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察取樣，室內(nèi)試驗(yàn)得到試驗(yàn)參數(shù)如表1、表2所示。

表1 各土層物理力學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表（試驗(yàn)值）

①-1粉質(zhì)粘土6 γ（kN/m3） 16.2～17.1 16.7 0.04 0.02 c(kPa) 28.5～39.8 33.5 4.34 0.13 0.89 29.9 φ(° ) 7.1～11.5 9.7 1.98 0.20 0.83 8.0②-1強(qiáng)風(fēng)化泥巖6 γ（kN/m3） 19.1～19.7 19.3 0.02 0.01 c(kPa) 31.3～38.0 33.0 2.37 0.07 0.94 31.0 φ(° ) 10.7～19.9 13.3 3.28 0.25 0.80 10.5

表2 巖石物理力學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表

3 穩(wěn)定性計(jì)算

3.1 實(shí)測(cè)剖面驗(yàn)證

將上述統(tǒng)計(jì)得出的各土層物理力學(xué)參數(shù)代入場(chǎng)地典型實(shí)測(cè)剖面進(jìn)行滑坡穩(wěn)定性計(jì)算驗(yàn)證，以確定室內(nèi)實(shí)驗(yàn)成果的可靠性。其中：殘坡積粉質(zhì)粘土層采用圖1剖面按滑坡沿粉質(zhì)粘土底面滑動(dòng)進(jìn)行驗(yàn)證、強(qiáng)風(fēng)化泥巖采用圖2剖面按滑坡沿強(qiáng)風(fēng)化泥巖底面滑動(dòng)進(jìn)行驗(yàn)證，采用折線形滑面?zhèn)鬟f系數(shù)法計(jì)算。各土層實(shí)測(cè)剖面計(jì)算驗(yàn)證簡(jiǎn)圖如下，計(jì)算驗(yàn)證過(guò)程及結(jié)果參見表3。

3.1.1 粉質(zhì)粘土層滑移計(jì)算驗(yàn)證

經(jīng)計(jì)算驗(yàn)證，滑坡沿殘坡積粉質(zhì)粘土層底部滑移破壞的穩(wěn)定性系數(shù)為1.05，該種地質(zhì)模型下其處于極限穩(wěn)定狀態(tài)。故上述計(jì)算結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際基本吻合，殘坡積粉質(zhì)粘土的室內(nèi)物理力學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)結(jié)果較為可靠。

表3 圖1剖面計(jì)算驗(yàn)證過(guò)程及結(jié)果表

表4 圖2剖面按滑坡沿強(qiáng)風(fēng)化泥巖底面滑動(dòng)計(jì)算驗(yàn)證過(guò)程及結(jié)果表

表5 1—1’剖面按滑坡沿強(qiáng)風(fēng)化泥巖底面滑動(dòng)反演計(jì)算過(guò)程及結(jié)果表

表6 2—2’剖面按滑坡沿強(qiáng)風(fēng)化泥巖底面滑動(dòng)反演計(jì)算過(guò)程及結(jié)果表

3.1.2 強(qiáng)風(fēng)化泥巖滑移計(jì)算驗(yàn)證

經(jīng)計(jì)算驗(yàn)證，滑坡沿強(qiáng)風(fēng)化泥巖底部滑移破壞的穩(wěn)定性系數(shù)為0.62，該種地質(zhì)模型下其處于不穩(wěn)定狀態(tài)且應(yīng)已發(fā)生遠(yuǎn)距離整體滑移。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，滑坡僅在后緣土體中出現(xiàn)寬度較大的裂縫、前緣未發(fā)現(xiàn)剪出口，滑坡尚未發(fā)生較遠(yuǎn)距離的滑移，故上述計(jì)算結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際不吻合。

3.2 反演分析

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)風(fēng)化泥巖在開挖探井及鉆探揭露的巖性狀態(tài)可知，場(chǎng)地強(qiáng)風(fēng)化泥巖主要以碎塊狀為主、間夾大小不均的中風(fēng)化透鏡塊體，故滑坡潛在滑面的內(nèi)摩擦角φ值比較敏感。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地質(zhì)情況結(jié)合相同地層巖性、鄰近工程的工程經(jīng)驗(yàn)，強(qiáng)風(fēng)化泥巖的粘聚力c值室內(nèi)試驗(yàn)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)結(jié)果較為可靠。參照《滑坡防治工程勘查規(guī)范》（DZ T 0218-2006）12.2.4條，將強(qiáng)風(fēng)化泥巖的粘聚力c值確定，取室內(nèi)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果c=31kPa、利用2條實(shí)測(cè)剖面按《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50330-2013）附錄A（A.0.3）反演計(jì)算強(qiáng)風(fēng)化泥巖滑動(dòng)面的內(nèi)摩擦角φ值，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際及《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50330-2013）附錄A（A.0.3）反演結(jié)果需使第n條塊單位寬度剩余下滑力Pn等于或接近0。因該滑坡處于蠕變階段，故反演時(shí)取滑坡穩(wěn)定性系數(shù)Fs=0.95。反演計(jì)算簡(jiǎn)圖如下，反演計(jì)算分析過(guò)程及結(jié)果參見表5、表6。

強(qiáng)風(fēng)化泥巖滑移反演計(jì)算（1—1’剖面）：

因滑坡處于蠕變階段，取滑坡沿強(qiáng)風(fēng)化泥巖底部滑移破壞的穩(wěn)定性系數(shù)為0.95，上述反演計(jì)算得到2個(gè)強(qiáng)風(fēng)化泥巖內(nèi)摩擦角，按最不利條件采用低值，故得出強(qiáng)風(fēng)化泥巖粘聚力c=31kPa、內(nèi)摩擦角φ=26.7°。

4 結(jié)語(yǔ)

受取樣條件限制，通過(guò)試驗(yàn)手段確定的滑帶土抗剪強(qiáng)度指標(biāo)與實(shí)際滑體特征可能存在較大差異，采用反演法，將滑體假定位臨界滑動(dòng)極限狀態(tài)，給定c、ψ其中一個(gè)值，求另一個(gè)值，所求得參數(shù)更加逼近真實(shí)值，更符合實(shí)際工程地質(zhì)情況，對(duì)滑坡體治理支護(hù)體系選型具有良好作用。