滑坡穩(wěn)定性計(jì)算報(bào)告

1、工程地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)黃石市板巖山二中滑坡穩(wěn)定性分析計(jì)算報(bào)告吳超 05210520101004034一、資料獲取1. 地形地貌該坡體地勢東高西低，由滑坡后緣山頂高程，前緣高程，相對(duì)高差達(dá)?；麦w上部與地形較陡的危巖土接壤坡度為度，以下部分地形坡度為度，兩側(cè)為南北向的小沖溝，滑坡滑移的長軸方向?yàn)槎龋谒南低馏w西薄東厚，西部崗頂層厚，溝谷；東部土層厚左右，最厚處可達(dá)。此滑坡體南北縱長左右，東西縱長左右，總面積約為，總體積約為。2. 巖土類型及其工程性質(zhì)該滑坡屬上為松散堆積物下為基巖的土質(zhì)滑坡。上覆土體顏色自西向東由棕黃變?yōu)楹谏?，根?jù)鉆孔以及探槽等勘探資料表明，二中滑坡體的土體結(jié)構(gòu)可以大致劃分為七層，分別為

2、煤礦渣堆積層，含角礫粉質(zhì)粘土層，含碎石粘土層，含碎石粉質(zhì)粘土層，含碎石紅粘土層，粘土夾碎石層，如圖1。圖1 二中滑坡體土體結(jié)構(gòu)3. 水文地質(zhì)條件在二中南側(cè)，標(biāo)高以上，一般為透水不含水層；在標(biāo)高左右為地形急緩過渡地帶，一般為弱含水層。二中滑坡前緣基巖的穩(wěn)定地下水位在標(biāo)高左右。含碎石粉質(zhì)粘土為弱含水層，其下不穩(wěn)定地下水位標(biāo)高在之間。地下水的滲流壓力和潤滑作用是該土質(zhì)滑坡的主要形成原因之一。二、滑坡穩(wěn)定性分析計(jì)算1應(yīng)用軟件計(jì)算機(jī)技術(shù)在巖土工程計(jì)算中已經(jīng)得到了普遍的應(yīng)用，雖然商業(yè)的專業(yè)軟件層出不窮，但由于這些軟件的不可見性、不可修改性，給使用者帶來了諸多的不便。Microsoft Excel 是美國微

3、軟公司研制的電子表格軟件，它具有強(qiáng)大的計(jì)算、制圖、制表和數(shù)據(jù)庫操作功能，使用較為簡單、方便，它在各個(gè)領(lǐng)域均得到了廣泛的應(yīng)用。文中以滑坡剩余推力法計(jì)算為例，應(yīng)用 Excel 對(duì)黃石市板巖山二中滑坡穩(wěn)定性進(jìn)行了分析計(jì)算。2剩余推力法的基本理論剩余推力法假定條塊間作用力的方向，其重要前提就是假設(shè)當(dāng)前條塊在分界面處對(duì)下一塊體的推力的方向平行于當(dāng)前條塊的底滑面，然后根據(jù)平行于底滑面和垂直于底滑面兩個(gè)方向的合力為零以及最前緣一塊的剩余推力為零進(jìn)行迭代求解。將整個(gè)滑體進(jìn)行求解后，取其中的第號(hào)條塊，假定第號(hào)條塊傳來的力的方向平行于第號(hào)條塊的底滑面，而第號(hào)條塊傳給第號(hào)條塊的力的方向平行于第號(hào)條塊的底滑面(受力圖

4、見圖2、3)。圖2 折線形滑動(dòng)面的滑坡計(jì)算坡面 圖3 第號(hào)條塊受力圖2.1考慮因素如下所示：a地震力式中：為地震加速度， ；為重力加速度， ；為第條塊單寬自重， ；水平地震系數(shù)b地下水壓力，若第條塊上、下兩側(cè)面的水柱高度分別為、(單位為)，則兩側(cè)作用面上的水壓力為: 滑面上靜水壓力產(chǎn)生的揚(yáng)壓力為：式中：為第條塊滑面長度， ；為水的容重， ；據(jù)此，第條塊在自重力、地震力和靜水壓力作用下的平衡方程為：，為第和條塊的剩余下滑力，；，為第和條塊底部的傾角；、為傳遞函數(shù)；為滑動(dòng)面安全系數(shù)2.2 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算系數(shù)該滑坡所在地區(qū)的地震烈度為6度，故計(jì)算方案采用6度地震的水平地震系數(shù)考慮。狀態(tài)容重內(nèi)摩擦角內(nèi)

5、聚力水平地震加速度天然1.818350.5飽和2.215300.52.3 計(jì)算建立計(jì)算工作表錄入設(shè)定的參數(shù)。建立如表一所示格式的工作表，工作表中需要輸入的項(xiàng)目有滑塊編號(hào)、地震加速度、重力加速度、條塊單寬自重、水容重、水柱高、條塊長度、條塊底部傾角、內(nèi)聚力、滑動(dòng)面摩擦角等。相關(guān)參數(shù)條塊1條塊2條塊3條塊4條塊5地震加速度0.50.50.50.50.5重力加速度9.89.89.89.89.8第條塊單寬自重400400400400400水容重1.81.81.81.81.8水柱高01223水柱高12233第條塊滑面長度55555條塊底部傾角2224232627滑動(dòng)面摩擦角1818181818凝聚力35

6、35353535相關(guān)參數(shù)條塊6條塊7條塊8條塊9條塊10地震加速度0.50.50.50.50.5重力加速度9.89.89.89.89.8第條塊單寬自重400400400400400水容重1.81.81.81.81.8水柱高33211水柱高32113第條塊滑面長度55555條塊底部傾角2826262527滑動(dòng)面摩擦角1818181818凝聚力3535353535參數(shù)工作表利用Excel中的公式編輯功能對(duì)各計(jì)算項(xiàng)目錄入公式。Excel中提供了方便的編輯公式功能,可以根據(jù)計(jì)算項(xiàng)目的計(jì)算式錄入公式。各計(jì)算公式用的數(shù)學(xué)表達(dá)式和Excel表達(dá)式如下表所示。數(shù)學(xué)表達(dá)式Excel表達(dá)式=B2/B3*B4=B7

7、*B8*B8/2=(B8+B9)*B7*B10/2=IF(B15<0,C16-C17,C16-C17+B15*B18)=C4*SIN(C14*PI()/180)+C6*COS(C14*PI()/180)+(C12-C11)*COS(C14*PI()/180)=(C4*COS(C14*PI()/180)-C6*SIN(C14*PI()/180)-C13-(C12-C11)*SIN(C14*PI()/180)*TAN(C19*PI()/180)+C21*C10)/C20=COS(C14-D14)*PI()/180)-SIN(C14-D14)*PI()/180)*TAN(C19*PI()/18

8、0)/C20計(jì)算公式表利用Excel的復(fù)制功能對(duì)各條塊的計(jì)算項(xiàng)目進(jìn)行求解。通過利用Excel提供的句柄復(fù)制功能可以對(duì)各計(jì)算項(xiàng)目進(jìn)行快速的求解。當(dāng)鼠標(biāo)指向選定的單元格出現(xiàn)句柄標(biāo)志時(shí),向下拖動(dòng)該標(biāo)志完成對(duì)該列進(jìn)行公式的復(fù)制,則出現(xiàn)每一行對(duì)應(yīng)的該項(xiàng)計(jì)算結(jié)果,對(duì)以上各列進(jìn)行復(fù)制,則出現(xiàn)全部結(jié)果。計(jì)算結(jié)果表對(duì)于任一計(jì)算剖面，首先假定一個(gè)安全系數(shù)值代入上式中，通過不斷調(diào)整值的大小，直到使最后一條塊的下滑力，此時(shí)的值即為所求該剖面抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)(當(dāng)一滑塊剩余下滑力小于0時(shí)，考慮到巖石的不抗拉性質(zhì)，傳遞推力去取0，其函數(shù)表達(dá)式為=IF(B15<0,C16-C17,C16-C17+B15*B18)。值確定后，每一條塊的剩余下滑力，可同樣用上述公式計(jì)算。條塊剩余下滑力變化曲線當(dāng)代入的時(shí)，最后一條塊的剩余下滑力，且此時(shí)，所有條塊的剩余下滑力也求得。三、總結(jié)1在取巖體處于天然狀態(tài)下，其力學(xué)參數(shù)：水容重為1.8，內(nèi)摩擦角為，內(nèi)聚力為，地震加速度為；重力加速度為，最終計(jì)算此滑坡安全性系數(shù)為1.362209。由計(jì)算結(jié)果可知在設(shè)定的參數(shù)下，此滑坡相對(duì)穩(wěn)定。2此計(jì)算方法的計(jì)算過程是透明的,其原始數(shù)據(jù)、中間結(jié)果及最終結(jié)果都顯