第三講：滑坡穩(wěn)定性計(jì)算的幾個(gè)問題

1、中國地質(zhì)大學(xué)中國地質(zhì)大學(xué)( (武漢武漢) )20132013年年7 7月月2222日日滑坡穩(wěn)定性計(jì)算方法研究滑坡穩(wěn)定性計(jì)算方法研究蘇愛軍內(nèi)容內(nèi)容一、滑坡穩(wěn)定計(jì)算方法分類二、穩(wěn)定性計(jì)算的幾個(gè)基本概念二、穩(wěn)定性計(jì)算的幾個(gè)基本概念三、穩(wěn)定性計(jì)算方法的改進(jìn)三、穩(wěn)定性計(jì)算方法的改進(jìn)四、穩(wěn)定性計(jì)算參數(shù)的確定四、穩(wěn)定性計(jì)算參數(shù)的確定五、孔隙水壓力計(jì)算五、孔隙水壓力計(jì)算滑坡穩(wěn)定性計(jì)算的幾個(gè)問題滑坡穩(wěn)定性計(jì)算的幾個(gè)問題類型亞類備注確定性方法極限平衡法現(xiàn)行主要適應(yīng)土體的條分法：如瑞典條分法，Bishop法，Janbu法，Spencer法，Morgenstern-Spencer法等；對巖土體均適應(yīng)的條分法：如傳遞系

2、數(shù)法，改進(jìn)的傳遞系數(shù)法，Hoek楔體分析法，Sarma法，實(shí)用遞推法，精確遞推法等彈塑性理論法塑性極限平衡法：適于土質(zhì)斜坡，假定土體為理想剛塑性體，按Mohr-Coulomb屈服準(zhǔn)則確定穩(wěn)定系數(shù)數(shù)值分析法：適于巖土質(zhì)斜坡，用彈塑(粘)有限元等數(shù)值法，計(jì)算斜坡應(yīng)力分布狀況，按Mohr-Coulomb破壞準(zhǔn)則計(jì)算出破壞點(diǎn)和塑性區(qū)分布狀況，據(jù)此確定穩(wěn)定系數(shù)非確定性方法破壞概率法通過引入穩(wěn)定性計(jì)算參數(shù)的分布概率（如C、概率分布等），計(jì)算滑坡穩(wěn)定系數(shù)fos值的理論分布可靠度分析法穩(wěn)定性計(jì)算時(shí)，通過引入各種荷載分項(xiàng)系數(shù)求得穩(wěn)定系數(shù)fos值的可靠度（一）滑坡穩(wěn)定計(jì)算方法分類 非確定性方法是以極限平衡法為基礎(chǔ)

3、，通過引入穩(wěn)定性計(jì)算參數(shù)的分布概率求得穩(wěn)定系數(shù)的概率，從而判斷滑坡的穩(wěn)定性。與此同時(shí)，伴隨近代土力學(xué)的發(fā)展，在確定邊坡不同工作條件下的強(qiáng)度指標(biāo)、孔隙水壓力等方面也形成了一些行之有效的辦法。這一完備的理論體系也隨著非確定性分析的耦合而更加完善。近年來，三維力學(xué)模型的改善、可靠度理論的引入，使得邊坡穩(wěn)定性分析服務(wù)于工程的能力得到較大改善。 極限平衡分析法（包括現(xiàn)行的各種條分法）研究歷史可追溯到上世紀(jì)20年代或更早。自上世紀(jì)三十年代Fellenius（1927，1936）提出土壩圓弧滑動穩(wěn)定分析之后，經(jīng)Bishop（1952），Morgenstern和Price（1965），Spencer（1966

4、），Janbu（1973），Sarma（1979），Chen（1983）等的改進(jìn)，迄今已經(jīng)形成能夠滿足靜力、靜力和力矩平衡的幾十種滑坡穩(wěn)定性評價(jià)方法，其中包括適用于各種形狀滑動面的通用條分法。 一直以來，在工程界進(jìn)行滑坡穩(wěn)定性評價(jià)及滑坡治理的滑坡推力求解時(shí)，基本上都是采用基于極限平衡原理的條分法的各種方法。（二）極限平衡分析法 Petterson K.E首先提出了瑞典圓弧法，F(xiàn)ellenius W.和Taylor D.W.對其進(jìn)行了改進(jìn)。該方法最初在瑞典被采用，故此稱為瑞典圓弧法（或瑞典條分法）。瑞典圓弧法的兩個(gè)最重要的假定是：（1）滑動面為圓弧，穩(wěn)定系數(shù)fos是圍繞圓心的抗滑力矩與滑動力矩之

5、比值；（2）計(jì)算時(shí)不考慮土條之間的相互作用力，每個(gè)土條底部的反作用力可以直接由該土條上的荷載算出。 式中： 為滑動面上可能提供的抗滑力矩； 滑動力矩。0MMfosrrM0M 1、堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50286-98）8.2.4規(guī)定土堤抗滑穩(wěn)定計(jì)算可采用瑞典圓弧滑動法（主要適用于在較為均質(zhì)的土質(zhì)邊坡中進(jìn)行最危險(xiǎn)滑動面搜索并進(jìn)行抗滑穩(wěn)定計(jì)算，同時(shí)用于已知為圓弧型滑動面的滑坡的穩(wěn)定性評價(jià)，適用該類滑坡的評價(jià)方法還有Bishop法、Spencer法等）。 2、建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（PGB500072002）和巖土工程勘察規(guī)范（GB50021-2001）規(guī)定采用傳遞系數(shù)法。類似的評價(jià)方法有美國陸軍師團(tuán)

6、法、羅厄法等，主要是針對已知滑動面的滑坡而言的，可用于滑動面形狀各異的土質(zhì)、巖土質(zhì)滑坡。Janbu法、普通條分法、Morgenstern & Spencer法（Morgenstern & Spencer，1965）等同樣適用該類滑坡。Sarma法(1979)建立在斜分條基礎(chǔ)上，是專門針對通常受軟弱結(jié)構(gòu)面切割的巖質(zhì)邊坡產(chǎn)生滑坡而開發(fā)的。對于受結(jié)構(gòu)面控制的規(guī)模不大巖質(zhì)邊坡具有獨(dú)特的優(yōu)越性。方法應(yīng)用條件及特征穩(wěn)定圖法（Janbu，1968；Duncan等，1987）對大多數(shù)分析來說，精度足夠，比詳細(xì)的計(jì)算機(jī)分析速度快瑞典條分法（Fellenius，1927，1936）圓弧滑面，定轉(zhuǎn)動中心，各塊間作用

7、合力平行滑面，滿足力矩平衡，不滿足水平、垂直力平衡改進(jìn)Bishop法（Bishop，1955）圓弧滑面，擬合圓弧與轉(zhuǎn)心，各塊間作用力水平，條間切向力X為零，滿足力矩平衡，滿足垂直力平衡，不滿足水平力平衡Janbu普通條分法（Janbu，1968）適用于任何形狀滑動面，滿足力矩平衡，滿足垂直、水平力的平衡，允許側(cè)向力方向變化，常遇到數(shù)值問題。簡化計(jì)算條間切向力X0，再對穩(wěn)定系數(shù)作修正Hoek楔體分析法(1974)楔形滑面，各滑面均為平面，以各滑面總抗滑力和楔體總下滑力確定穩(wěn)定系數(shù)傳遞系數(shù)法(1977)圓弧或非圓弧滑面。條塊間合力方向與上一條塊滑面平行(Xi/Ei=tgi-1)Sarma法(197

8、9)非圓弧滑面或楔形滑面等復(fù)雜滑面。認(rèn)為除平面和圓弧面外，滑體必先破裂成相互滑動的塊體才能滑動，該方法以保證塊體處于極限平衡狀態(tài)為準(zhǔn)，確定穩(wěn)定系數(shù)Morgenstern & Spencer法（Morgenstern & Spencer，1965）適用于任何形狀滑動面，滿足力矩平衡，滿足垂直、水平力的平衡，垂直與水平作用力之比（X/E）存在與水平方向坐標(biāo)的函數(shù)關(guān)系(X/E=f(x)允許側(cè)向力方向變化，常遇到數(shù)值問題Spencer法（Spencer，1965）圓弧滑面，或擬合中心圓弧。垂直與水平作用力之比（X/E）為一給定常值 主要條分法的特點(diǎn)類型亞類及分類原則 具體方法與假設(shè)條件 適用條件1 、

9、 精 確條 分 法（條塊和整體滿足靜力與力矩平衡）（1）條塊間水平作用力與垂直作用力之比滿足一定的函數(shù)關(guān)系斯賓塞法（Spencer）、摩根斯坦普萊斯法和摩根斯坦陳祖煜法、簡化潘一孫法等（假定條塊間力的作用方向）主要適用土質(zhì)滑坡，弧型滑動面。對非弧型滑動面存在收斂性問題（2）條塊間作用力合力作用點(diǎn)的位置滿足一定的函數(shù)關(guān)系簡布法（Janbu法）(條塊間作用力合力作用點(diǎn)位于條塊高度的約三分之一處)適用土質(zhì)、巖土質(zhì)和巖質(zhì)滑坡，任何形狀滑動面，常遇到收斂性問題條分法的分類及其適用條件2 、半精確條分法（ 1 ）靜力平衡（條塊間水平作用力與垂直作用力之比滿足一定的函數(shù)關(guān)系）不平衡推力法、傳遞系數(shù)法、改進(jìn)的

10、傳遞系數(shù)法（假定條塊間合力的作用方向平行于上一條塊的滑動面）適用土質(zhì)、巖土質(zhì)和巖質(zhì)滑坡，任何形狀的滑動面Sarma法（假定條塊間水平作用力與垂直作用力之比滿足摩爾-庫侖定理，垂直條分上限解法）簡化的簡布法（垂直條分下限解法，假定條塊間垂直作用力等于零）美國陸軍師團(tuán)法（條塊間合力傾角坡度和滑面平均傾角相等）羅厄法（條塊間合力傾角與上一條塊坡面和滑面傾角的相等）（ 2 ）力矩平衡或力矩平衡及部分靜力平衡瑞典圓弧法（滿足圍繞滑動面圓心的力矩平衡，不考慮靜力平衡和條塊的力矩平衡）適用土質(zhì)滑坡，圓弧型滑動面畢肖普法1（滿足圍繞滑動面圓心的力矩平衡，條塊間垂直作用力平衡）適用土質(zhì)滑坡，圓弧型滑動面，個(gè)別情

11、況不收斂畢肖普法2（條塊和整體滿足力矩平衡，條塊間垂直作用力平衡）適用土質(zhì)、巖土質(zhì)和巖質(zhì)滑坡，任何形狀的滑動面，個(gè)別情況不收斂 表 2 條分法各種方法比較表 所滿足的平衡條件 計(jì)算方法 整體力矩 土條力矩 垂直力 水平力 滑面形式 瑞典圓弧法 圓弧 簡化畢肖普法 圓弧 簡布法 任意 斯賓塞法 任意 摩根斯坦 普賴斯法 任意 沙爾瑪法 任意 不平衡推力法 任意 內(nèi)容內(nèi)容一、一、滑坡穩(wěn)定計(jì)算方法分類滑坡穩(wěn)定計(jì)算方法分類二、穩(wěn)定性計(jì)算的幾個(gè)基本概念三、穩(wěn)定性計(jì)算方法的改進(jìn)三、穩(wěn)定性計(jì)算方法的改進(jìn)四、穩(wěn)定性計(jì)算參數(shù)的確定四、穩(wěn)定性計(jì)算參數(shù)的確定五、孔隙水壓力計(jì)算五、孔隙水壓力計(jì)算滑坡穩(wěn)定性計(jì)算方法研究

12、滑坡穩(wěn)定性計(jì)算方法研究（一）穩(wěn)定系數(shù)與安全系數(shù)有關(guān)滑坡或邊坡穩(wěn)定性評價(jià)及其防治方面的文獻(xiàn)，對于穩(wěn)定系數(shù)與安全系數(shù)的概念應(yīng)用比較混亂，許多文獻(xiàn)將安全系數(shù)與穩(wěn)定系數(shù)混為一談。早期很多學(xué)者將穩(wěn)定系數(shù)稱之為穩(wěn)定安全系數(shù)，如畢肖普等將土坡沿整個(gè)滑裂面的抗剪強(qiáng)度f與實(shí)際產(chǎn)生的剪應(yīng)力之比定義為穩(wěn)定安全系數(shù)，而后來的學(xué)者，如陳祖煜2、錢家歡3等直接稱其為安全系數(shù)。因此，有必要厘清穩(wěn)定系數(shù)與安全系數(shù)的概念，以免給初學(xué)者的學(xué)習(xí)帶來困難。1、穩(wěn)定系數(shù) 就單純滿足靜力平衡條件而言，穩(wěn)定系數(shù)可定義為沿可能滑動面上的抗剪強(qiáng)度 累積值與剪應(yīng)力累積值之比值。在既滿足靜力平衡同時(shí)又滿足力矩平衡的條件下，還應(yīng)同時(shí)滿足在此穩(wěn)定系數(shù)

13、條件下可能滑動巖土體對其重心的力矩平衡。fcf 從理論上講，滑坡體或邊坡在特定荷載下的應(yīng)力、變形關(guān)系可以采用合適的數(shù)學(xué)模型如實(shí)表達(dá)（例如應(yīng)力應(yīng)變間的非線性性質(zhì)，卸荷增荷性質(zhì)，屈伏破壞性質(zhì)等等）。通過合適的數(shù)學(xué)模型精確合理地給出各點(diǎn)應(yīng)力、變形值，從而得到滑坡或邊坡穩(wěn)定問題的精確解。 就滑坡這種抗剪問題而言，采用合適的數(shù)學(xué)模型可以得到每一點(diǎn)上的剪應(yīng)力，并求得每一點(diǎn)上的抗剪強(qiáng)度f ，同時(shí)可算出每一點(diǎn)上的局部穩(wěn)定系數(shù)。如果每一點(diǎn)上的穩(wěn)定系數(shù)fos均大于1，整個(gè)滑坡從抗剪切方面來說是安全的。如果有個(gè)別點(diǎn)的穩(wěn)定系數(shù)fos小于1，則這些部位的將自動等于f，應(yīng)力向臨近點(diǎn)轉(zhuǎn)移，這些部位進(jìn)入屈伏（甚至破壞）狀態(tài)。

14、由于這些屈伏區(qū)是孤立的，局限于小范圍內(nèi)，沒有形成連貫的破壞面，因此，在特定荷載下該滑坡仍是穩(wěn)定的。相反，如果屈伏的部位已經(jīng)連成一個(gè)連貫性的破壞面，甚至得不到一個(gè)滿足平衡要求的解答，說明該滑坡在特定荷載下已不能維持穩(wěn)定。 基于剛體極限平衡理論，采用條分法求解穩(wěn)定系數(shù)可通過三個(gè)途徑實(shí)現(xiàn)： 強(qiáng)度儲備法； 超載法； 準(zhǔn)超載法。 （1）強(qiáng)度儲備法 強(qiáng)度儲備法是將巖土體的抗剪強(qiáng)度參數(shù)（、c）除以fos，并將fos逐漸增大或縮小。每取一個(gè)fos值就進(jìn)行一次穩(wěn)定性分析，直到滑坡或邊坡沿某一連貫性可能滑動面達(dá)到所設(shè)定的平衡條件為止。這個(gè)fos值就是沿某一連貫性可能滑動面產(chǎn)生滑動的穩(wěn)定系數(shù)。所求解穩(wěn)定系數(shù)的方法稱

15、為強(qiáng)度儲備法。 （2） 超載法 超載法是將荷載乘以fos，并將fos逐漸增大或縮小，每取一個(gè)fos值就進(jìn)行一次穩(wěn)定性分析，直到滑坡或邊坡沿某一連貫性可能滑動面達(dá)到所設(shè)定的平衡條件為止。這個(gè)fos值就是沿某一連貫性可能滑動面產(chǎn)生滑動的穩(wěn)定系數(shù)。所求解穩(wěn)定系數(shù)的方法稱為超載法。 強(qiáng)度儲備法的穩(wěn)定系數(shù)fos1與超載法的穩(wěn)地系數(shù)fos2不相等，與準(zhǔn)超載法穩(wěn)定系數(shù)fos2相等： 強(qiáng)度儲備法的穩(wěn)地系數(shù)fos1： 1=（Wcostg/fos1 +c L /fos1）/ Wsin 超載法的穩(wěn)定系數(shù)fos2： 1=（fos2Wcostg+c L ）/ fos2 Wsin 其中：Fos1、Fos2分別為強(qiáng)度儲備法

16、、超載法的滑坡穩(wěn)定系數(shù)； W為滑體重量（kN）； 為滑動面傾角（）； 為滑動面內(nèi)摩擦角（） C為滑動面內(nèi)聚力（kPa）； L為滑動面長度(m)。WCLtgWfosCLfosCLtgWCLtgWfosfosfoscos1coscos22212CLtgWfosfosCLCLtgWfosCLtgWfosfoscos11coscos22221 則由上式可知，當(dāng)滑帶土的內(nèi)摩擦角和內(nèi)聚力均不等于零時(shí)，強(qiáng)度儲備法和超載法的滑坡穩(wěn)定系數(shù)是不相等的。對于滑帶土為非粘土（C=0 ）的滑坡，fos2=fos1 成立的充分必要條件是滑坡處于臨界狀態(tài)（fos2=1，即= ），否則 。因此超載法也不適合計(jì)算滑帶土為非粘土

17、（ C=0）的滑坡的穩(wěn)定系數(shù)。只有滑帶土為純粘土（ =0）時(shí)，強(qiáng)度儲備法和超載法的滑坡穩(wěn)定系數(shù)才相等（ ，fos2=fos1 ）。綜上所述，除了極個(gè)別條件下（ =0），強(qiáng)度儲備法和超載法的滑坡穩(wěn)定系數(shù)相等外，用超載法求得的滑坡穩(wěn)定系數(shù)與用強(qiáng)度儲備法求得的滑坡穩(wěn)定系數(shù)既不相等，二者之比也不是一個(gè)確定的常數(shù)，超載法的概念不太明確，不確定性較大。 （3） 準(zhǔn)超載法 為克服準(zhǔn)超載法的上述不足，本人以強(qiáng)度儲備法為基礎(chǔ)，綜合儲備法穩(wěn)定性計(jì)算與超載法剩余推力計(jì)算的習(xí)慣與優(yōu)點(diǎn)，提出了準(zhǔn)超載法的新概念。 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算中的準(zhǔn)超載法是沿某一連貫性可能滑動面各點(diǎn)將切向荷載乘以fos，并將fos逐漸增大或縮小，每取一

18、個(gè)fos值就進(jìn)行一次穩(wěn)定性分析，直到滑坡或邊坡該可能滑動面達(dá)到所設(shè)定的平衡條件為止。這個(gè)fos值就是沿某一連貫性可能滑動面產(chǎn)生滑動的穩(wěn)定系數(shù)。所求解穩(wěn)定系數(shù)的方法稱為準(zhǔn)超載法。 強(qiáng)度儲備法的穩(wěn)定系數(shù)fos1與超載法的穩(wěn)地系數(shù)fos2不相等，與準(zhǔn)超載法穩(wěn)定系數(shù)fos3相等： 強(qiáng)度儲備法的穩(wěn)地系數(shù)fos1： 1=（Wcostg/fos1 +c L /fos1）/ Wsin 超載法的穩(wěn)定系數(shù)fos2： 1=（fos2Wcostg+c L ）/ fos2 Wsin 準(zhǔn)超載法的穩(wěn)定系數(shù)fos3： 1=（Wcostg+c L ）/ fos3 Wsin 其中：Fos1、Fos2、 Fos3分別為強(qiáng)度儲備法、

19、超載法和準(zhǔn)超載法的滑坡穩(wěn)定系數(shù)； W為滑體重量（kN）； 為滑動面傾角（）； 為滑動面內(nèi)摩擦角（） C為滑動面內(nèi)聚力（kPa）； L為滑動面長度(m)。W 準(zhǔn)超載法的穩(wěn)定系數(shù)與強(qiáng)度儲備法的穩(wěn)地系數(shù)相等，但準(zhǔn)超載法的剩余推力P2是強(qiáng)度儲備法剩余推力P1 的fos倍： 1=（Wtg+c L）/(fosP1) =（Wtg/fos+c L /fos）/ P1 剩余推力：P1WP2= fosP1WP2= fosP12 、安全系數(shù) 由于滑坡體或邊坡巖土體的的不均勻性、物理力學(xué)性質(zhì)的各向異性以及作用荷載不確定性等原因，實(shí)際上我們難以用一個(gè)或幾個(gè)簡單的數(shù)學(xué)模型精確合理地給出各點(diǎn)應(yīng)力、變形值，從而得到滑坡或邊坡

20、穩(wěn)定問題的精確解。某些情況下當(dāng)穩(wěn)定系數(shù)fos大于1時(shí)，滑坡在特定荷載下可能仍然是不穩(wěn)定的。因此，我們必須根據(jù)計(jì)算過程中的荷載組合、所假定的邊界條件和不同的計(jì)算方法以及保護(hù)對象的安全等級等，給出相對應(yīng)的、大于1的經(jīng)驗(yàn)值K（安全系數(shù)）。當(dāng)穩(wěn)定系數(shù)fosK時(shí)，我們認(rèn)為滑坡體或邊坡不會沿整個(gè)滑裂面產(chǎn)生整體滑動，滑坡體或邊坡有足夠的安全儲備，是安全的；當(dāng)穩(wěn)定系數(shù)fosK時(shí)，不能保證滑坡體或邊坡不會沿整個(gè)滑裂面產(chǎn)生整體滑動，此時(shí)定義滑坡體或邊坡是不安全的。此K值為經(jīng)驗(yàn)值，而非計(jì)算值。我們將其定義為安全系數(shù)。 1、準(zhǔn)超載法的特點(diǎn) 由準(zhǔn)超載法定義及表達(dá)式可知，強(qiáng)度儲備法和準(zhǔn)超載法的穩(wěn)定系數(shù)值相同，但在極限平衡

21、條件下計(jì)算所得到的沿滑動面的滑動力和抗滑力不一樣。準(zhǔn)超載法沿滑動面的滑動力和抗滑力強(qiáng)度儲備法的fos倍。同理，采用垂直條分法進(jìn)行滑坡推力計(jì)算時(shí)，準(zhǔn)超載法計(jì)算所得到的滑坡推力是強(qiáng)度儲備法的k倍（k為給定安全系數(shù)）。（二）定義準(zhǔn)超載法的意義？ 以往滑坡防治工程設(shè)計(jì)所采用的滑坡設(shè)計(jì)阻滑力是由強(qiáng)度儲備法計(jì)算所得到的滑坡推力乘以荷載系數(shù)來確定的。荷載系數(shù)與所防治的滑坡安全等級有關(guān)，但荷載系數(shù)確定的的相關(guān)條件不夠明確，因此，設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)不同，同等情況下所給出的荷載系數(shù)可以不同，一般情況下荷載系數(shù)取 1.2。準(zhǔn)超載法將與滑坡安全等級密切相關(guān)的荷載系數(shù)與安全系數(shù)等同起來，使各種計(jì)算方法之間具有可比性，在很大

22、程度上克服了荷載系數(shù)使用時(shí)的不確定性，其考慮問題的出發(fā)點(diǎn)與現(xiàn)行巖土工程勘察規(guī)范（GB50021-2001）相關(guān)規(guī)定相吻合。2、準(zhǔn)超載法的應(yīng)用價(jià)值？（三）（三）現(xiàn)行條分法的現(xiàn)行條分法的3個(gè)共性問題個(gè)共性問題 眾多的垂直條分法通過引入條塊間作用力假定的方式來求解本質(zhì)上靜不定問題，其合理性一直受到人們普遍關(guān)注。Morgenstern& Price最早提出了解的合理性限制，認(rèn)為所獲得的解必須滿足以下條件： （1）條塊間不產(chǎn)生拉力； （2）作用于土條界面上的剪力不超過按摩爾庫侖法則提供的抗剪強(qiáng)度。 同時(shí)，Morgenstern & Price還提出了這樣的推論：不同的關(guān)于土條作用力的假定，只要滿足上述兩

23、個(gè)合理性條件限制，相應(yīng)的穩(wěn)定系數(shù)彼此相差不大。 然而，大量的工程實(shí)踐表明，滑動面形狀不規(guī)則（滑動面起伏較大）的巖土質(zhì)和巖質(zhì)滑坡，由于人為認(rèn)定的最危險(xiǎn)滑動面的不準(zhǔn)確性，或條塊間作用力相關(guān)假定的不合理性等原因，采用現(xiàn)有條分法進(jìn)行穩(wěn)定性評價(jià)時(shí)，常常會出現(xiàn)以下三個(gè)方面的問題： 1、滑體條塊間出現(xiàn)拉應(yīng)力（Morgenstern&Price提出的合理性限制條件1得不到滿足），計(jì)算所得到的滑體整體穩(wěn)定系數(shù)偏大 滑體條塊間出現(xiàn)拉應(yīng)力的原因可以是多方面的：其一，勘察所認(rèn)定的滑動面起伏較大，并不是統(tǒng)一的最危險(xiǎn)滑動面，滑坡體實(shí)際上由兩大部份或幾大部份組成。各部分可能滑動面形態(tài)不同，穩(wěn)定程度各異，因而導(dǎo)致所計(jì)算的一些

24、條塊間出現(xiàn)拉應(yīng)力。其二，由于外部荷載施加的部位和方式不一，本應(yīng)為整體性的滑坡演變?yōu)榍熬壘植繝恳交隆；略谀撤N狀態(tài)下達(dá)到分段平衡，靠近剪出口段穩(wěn)定系數(shù)小，遠(yuǎn)離剪出口段穩(wěn)定系數(shù)大，所計(jì)算的兩段結(jié)合部位一些條塊間必然出現(xiàn)拉應(yīng)力。其三，所假定的條塊間作用力方向與實(shí)際作用力方向有明顯偏差。 2、當(dāng)滑動面出現(xiàn)反傾時(shí)，一些方法可能出現(xiàn)后一滑塊超覆于前一滑塊的滑動 當(dāng)滑動面出現(xiàn)反傾時(shí)，無論是不平衡推力法還是是傳遞系數(shù)法，均會出現(xiàn)后一滑塊超覆于前一滑塊的滑動。 羅厄法和簡化的簡布法在某些情況下也存在同樣的問題。從物理意義上說，這是不合理的。滿足靜力與力矩平衡條件的現(xiàn)行條分法的各種方法或不收斂，或得到的解不合

25、理?；瑒用?3、同時(shí)滿足靜力與力矩平衡條件的現(xiàn)行條分法的各種方法對于滑動面形狀不規(guī)則（滑動面起伏較大）的巖土質(zhì)、巖質(zhì)滑坡，尤其是大型巖質(zhì)滑坡均不同程度的存在收斂性問題（不能保證在合理?xiàng)l件下的無條件收斂） 上述三個(gè)問題在很大程度上是由于現(xiàn)行條分法的各種方法計(jì)算公式常常難以滿足上述兩個(gè)合理性限制條件所決定的。要解決好三個(gè)問題，必須對條塊間作用力的合力方向隨橫坐標(biāo)的變化進(jìn)行深入研究，提出比現(xiàn)行各種條分法更合理的條塊間作用力合力方向隨橫坐標(biāo)或滑動面傾角變化的函數(shù)關(guān)系。 對于第一問題，通過增加相應(yīng)的必要條件，在提高現(xiàn)行滿足靜力平衡條件的條分法的各種計(jì)算方法的精度的同時(shí)，使問題得到解決。 對于第一和第二個(gè)

26、問題同時(shí)存在的情況，通過構(gòu)筑特定的滑體條塊間剩余下滑力的合力傾角的分布函數(shù)，建立了應(yīng)用范圍更廣泛、精度更高的實(shí)用遞推法，使問題得到圓滿解決。 通過增加相應(yīng)的必要條件并構(gòu)筑合適的滑體條塊間剩余下滑力的合力傾角的分布函數(shù)后，可以解決第三個(gè)問題。內(nèi)容內(nèi)容一、一、滑坡穩(wěn)定計(jì)算方法分類滑坡穩(wěn)定計(jì)算方法分類二、穩(wěn)定性計(jì)算的幾個(gè)基本概念二、穩(wěn)定性計(jì)算的幾個(gè)基本概念三、穩(wěn)定性計(jì)算方法的改進(jìn)四、穩(wěn)定性計(jì)算參數(shù)的確定四、穩(wěn)定性計(jì)算參數(shù)的確定五、孔隙水壓力計(jì)算五、孔隙水壓力計(jì)算滑坡穩(wěn)定性計(jì)算方法研究滑坡穩(wěn)定性計(jì)算方法研究（一）從傳遞系數(shù)法說起 傳遞系數(shù)法是當(dāng)前我國規(guī)程規(guī)范應(yīng)用最廣的方法。為什么沒有得到國際公認(rèn)！i-

27、1iii+1iiiii-1ENQTREi-1ii+1nNi=QicosTi=Qisin視滑坡后緣至剪出口n-1條塊滑動面處于極限狀態(tài)（穩(wěn)定系數(shù)為1），并達(dá)到靜力平衡，將n-1個(gè)條塊的剩余推力全部投影到第n條塊滑動面上，然后將第n條塊滑動面上投影的抗滑力除以滑動力，由此求得滑坡穩(wěn)定系數(shù)。傳遞系數(shù)法視滑坡后緣至剪出口n-1條塊滑動面處于極限狀態(tài)（穩(wěn)定系數(shù)為1），并達(dá)到靜力平衡。考慮第n-1條塊對第n條塊的作用力和第n條塊自身的重力、滲透壓力等，將第n條塊滑動面上抗滑力除以滑動力，由此求得滑坡穩(wěn)定系數(shù)Fos 。其結(jié)果是，滑坡后緣至剪出口n-1條塊的穩(wěn)定系數(shù)為1，不同于第n條塊的穩(wěn)定系數(shù)Fos ！（1

28、）靜力平衡的原則不一樣！i-1iii+1iiiii-1ENQTREi-1ii+1nNi=QicosTi=Qisin其它條分法則不同，將n個(gè)條塊滑動面上的剪切強(qiáng)度參數(shù)tg、C全部除穩(wěn)定系數(shù)Fos ，并使n個(gè)條塊沿滑動面上全部處于靜力平衡，此時(shí)得Fos 即為滑坡穩(wěn)定系數(shù)。其結(jié)果是n個(gè)條塊滑動面的穩(wěn)定系數(shù)都是相等的。 （2）傳遞系數(shù)法展示了滑坡極限平衡的不完整過程，穩(wěn)定系數(shù)的大小與最后一個(gè)條塊的劃分密切相關(guān)，具有較大的隨意性。其它條分法反映的是滑坡整體平衡狀態(tài)，最后一個(gè)條塊的劃分方式影響不大。（3）傳遞系數(shù)法在科學(xué)意義方面的不足 從某種程度上說，傳遞系數(shù)法考慮滑坡漸進(jìn)破壞的過程，更貼近實(shí)際一些。 但

29、是，傳遞系數(shù)法沒有嚴(yán)格地遵從國際通行的基于剛體極限平衡理論的穩(wěn)定系數(shù)定義。從科學(xué)研究的角度來看，其具有橫向不可對比性和相對不確定性。 從技術(shù)角度，傳遞系數(shù)法的上述差異只是導(dǎo)致計(jì)算的穩(wěn)定系數(shù)偏大，通過安全系數(shù)的調(diào)整，基本不影響在工程方面的應(yīng)用！ （二）改進(jìn)的傳遞系數(shù)法1、改進(jìn)原則：靜力平衡的原則與國際接軌，即基于剛體極限平衡理論的穩(wěn)定系數(shù)定義原則與國際接軌滑坡整體穩(wěn)定系數(shù)與各條塊穩(wěn)定系數(shù)相等；進(jìn)行滑坡穩(wěn)定系數(shù)和滑坡推力計(jì)算時(shí)，計(jì)算機(jī)能自動識別條塊間出現(xiàn)拉應(yīng)力的部位，并自動改正；引入準(zhǔn)超載法，統(tǒng)一荷載系數(shù)和安全系數(shù)。i-1iii+1iiiii-1ENQTREi-1ii+1nNi=QicosTi=Q

30、isin0111111111111aiiiakikjjiiakikjjiinainnijjinainnijiiERfosTRTfosETTRRfos2、改進(jìn)的傳遞系數(shù)法的基本公式j(luò)=cos(i-i+1) - sin(i-i+1)tani+1/fos改進(jìn)的傳遞系數(shù)法的傳遞系數(shù)：j=cos(i-i+1) - sin(i-i+1)tani+1/fos傳遞系數(shù)法的傳遞系數(shù)：j=cos(i-i+1) - sin(i-i+1)tani+1 tgsin - )cos( =j1+j1+jj1+jj111)(111)(ninijTnjiTninijRnjiRfos傳遞系數(shù)法改進(jìn)的傳遞系數(shù)法的滑坡推力公式En=

31、kw sin+ k En-1 cos(n-1 n )-sin (n-1 n )tg / k -(wcostg+cl) = kwsin+ En-1 cos(n-1 n )-sin (n-1 n )tg /k -(wcostg+cl) 傳遞系數(shù)法的滑坡推力公式 En= kw sin+ En-1 cos(n-1 n)-sin (n-1 n)tg - (wcostg+cl) 二者的差別在于用前者用sin (n-1 n )tg /k代替了后者的sin (n-1 n )tg ，后者是前者的簡化計(jì)算方法。由此導(dǎo)致了實(shí)際應(yīng)用時(shí)二者4方面差異： （1）公式本身的差別 當(dāng)條塊間作用力出現(xiàn)負(fù)值時(shí)，改進(jìn)的傳遞系數(shù)法能

32、通過計(jì)算機(jī)自動識別并改正，傳遞系數(shù)法做不到這一點(diǎn)； 當(dāng)條塊間作用力均大于零時(shí)，改進(jìn)的傳遞系數(shù)法與傳遞系數(shù)法穩(wěn)定性計(jì)算式形式相同，但傳遞系數(shù)不同： 改進(jìn)傳遞系數(shù)法的傳遞系數(shù)：j=cos(i-i+1) - sin(i-i+1)tani+1/fos 傳遞系數(shù)法的傳遞系數(shù)：j=cos(i-i+1) - sin(i-i+1)tani+1 （2）給定剪切強(qiáng)度參數(shù)C 、 ，當(dāng)穩(wěn)定系數(shù)小于1時(shí)，傳遞系數(shù)法計(jì)算所得到的穩(wěn)定系數(shù)小于改進(jìn)的傳遞系數(shù)法特解計(jì)算所得到的穩(wěn)定系數(shù)；當(dāng)穩(wěn)定系數(shù)大于1時(shí)，傳遞系數(shù)法計(jì)算所得到的穩(wěn)定系數(shù)大于改進(jìn)的傳遞系數(shù)法特解計(jì)算所得到的穩(wěn)定系數(shù)。穩(wěn)定系數(shù)與1差別越大，改進(jìn)的傳遞系數(shù)法特解與傳

33、遞系數(shù)法計(jì)算所得到的穩(wěn)定系數(shù)差別也越大。一般情況下，當(dāng)穩(wěn)定系數(shù)小于1.5時(shí)，二者相對差不超過2%。 （3）給定穩(wěn)定系數(shù)進(jìn)行反演分析、求解滑動面剪切強(qiáng)度參數(shù)時(shí)，給定穩(wěn)定系數(shù)等于1，二者求得的剪切強(qiáng)度參數(shù)完全一致；對于正在蠕變的滑坡，給定穩(wěn)定系數(shù)小于1，傳遞系數(shù)法求得的剪切強(qiáng)度參數(shù)比改進(jìn)的傳遞系數(shù)法特解求得的剪切強(qiáng)度參數(shù)大；對于處于穩(wěn)定的滑坡，給定穩(wěn)定系數(shù)大于1，傳遞系數(shù)法求得的剪切強(qiáng)度參數(shù)比改進(jìn)的傳遞系數(shù)法特解求得的剪切強(qiáng)度參數(shù)小。 （4）給定安全系數(shù)，傳遞系數(shù)法計(jì)算的滑坡推力小于改進(jìn)的傳遞系數(shù)法特解計(jì)算的滑坡推力。給定的安全系數(shù)越大，傳遞系數(shù)法計(jì)算的滑坡推力越小。一般情況下，當(dāng)安全系數(shù)小于1.

34、25時(shí)（安全等級為級的滑坡基本工況所對應(yīng)的安全系數(shù)），二者相對差不超過15%?；峦屏υ酱螅呦鄬Σ钤叫?。當(dāng)滑坡推力大于1000kN時(shí)，傳遞系數(shù)法計(jì)算所得到的滑坡推力一般大于改進(jìn)的傳遞系數(shù)法特解90， 當(dāng)滑坡推力很小時(shí)（如單寬滑坡推力小于250kN/m），二者相對差將超過15%。 滑 方 項(xiàng) 坡 法 目石佛寺千將坪磨子坪寨壩山水美地改 進(jìn) 傳 系 數(shù)法穩(wěn)定系數(shù)1.1331.0661.2991.1961.109滑 坡 推 力（kPa/m）13364.9828565.78138.411126.58傳系數(shù)法穩(wěn)定系數(shù)1.1351.0701.3121.2111.113滑 坡 推 力（kPa/m）122

35、37.1927794.9490.831067.32相對差穩(wěn)定系數(shù)241%1%4滑坡推力8%3%34%5%典型滑坡穩(wěn)定系數(shù)及最后條塊的滑坡推力（精度1，安全系數(shù)1.25）Table 1 List of result about stability coefficient and thrusting force of typical landslides 滑體條塊間不出現(xiàn)拉應(yīng)力的情況滑體條塊間出現(xiàn)拉應(yīng)力的情況110150190230110150190230高程(m)0100200300400(m)F26F25F24F23F22F21F20F19J3P長江學(xué)校12345678910111213141

36、51718192021地下水位重慶市豐都南竹園滑坡計(jì)算剖面示意圖Fig. 2 Sketch map of calculated section 50100150200250300350400450-10000100020003000400050006000P=0 未考慮負(fù)的剩余下滑力(安 全系數(shù)取1.2) 考慮了負(fù)的剩余下滑力(安 全系數(shù)取1.2)剩余推力(KPa)滑坡水平距離(m)改進(jìn)傳遞系數(shù)法和傳遞系數(shù)法滑坡推力對比圖（安全系數(shù)1.2）Fig. 3 Contrast chart of thrusting force of improved transfer coefficient meth

37、od and transfer coefficient method計(jì)算方法傳遞系數(shù)法改進(jìn)傳遞系數(shù)法穩(wěn)定系數(shù)1.15011.0792最后條塊滑坡推力(kP)918.91839.0表2 穩(wěn)定系數(shù)及滑坡推力 (安全系數(shù)取1.20)Table 2 List of result about stability coefficient and thrusting force從計(jì)算結(jié)果看，由于條塊出現(xiàn)了負(fù)的剩余下滑力，傳遞系數(shù)法計(jì)算的穩(wěn)定系數(shù)比改進(jìn)傳遞系數(shù)法的穩(wěn)定系大0.071。取安全系數(shù)1.2時(shí)，傳遞系數(shù)法計(jì)算得到的各條塊的滑坡推力均比改進(jìn)傳遞系數(shù)法小，最后一條塊的滑坡推力小50。WiNiTiEiPiX

38、iXi-1Ei-1Pi-1iQiqiPtiPdiTi-NiiLibi i（一）半精確條分法的通用公式U t i - 1U t iU iu t i - 1u t iu i地 下 水 面 線 Hwi+1Hwi滑坡條塊劃分及受力分析滑坡條塊劃分及受力分析滑坡條塊劃分及地下水壓力分析圖滑坡條塊劃分及地下水壓力分析圖其中：穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算遞推公式（蘇愛軍，2008年） ： 累計(jì)求和公式表達(dá)式：式中： 為第 i條塊水平推力（kN）； 為第 i條塊垂直推力（kN）； 為第i條塊滑體的重力（kN）； 為第i條塊地表垂直荷載（kN）； 為第i條塊所受的水平地震荷載（kN）； 為第i條塊所受的人工抗滑力（kN）； 為

39、第i條塊滑面的傾角（）； 為第i條塊所受的人工抗滑力的傾角（）； 為條塊間第 i條塊作用力合力的傾角（）； 為第i條塊靠剪出口側(cè)側(cè)面水壓力（kN）； 為第i條塊滑面水的揚(yáng)壓力（kN）； 為第i條塊滑帶土的內(nèi)摩擦角（）； 為第i條塊滑帶土的粘聚力(kPa)； 為第i條塊滑動面長度(m)。式中：fos為穩(wěn)定系數(shù)滑面組合實(shí)用遞推法改進(jìn)的傳遞系數(shù)法傳遞系數(shù)法陸軍師團(tuán)法羅厄法簡化的畢肖普法簡化Janbu下限解上限解勘察的滑面工況11.050 1.064 1.067 1.054 1.064 1.031 1.030 1.062工況20.972 0.985 0.986 0.976 0.986 0.954 0.

40、953 0.986花坪滑坡花坪滑坡C各種工況下的穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果各種工況下的穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果部分半精確條分法和精確條分法穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算結(jié)果比較Table 7 Stability coefficients calculated by some semi-accurate slice methods and accurate slice methods 計(jì)算模型半精確條分法精確條分法采用數(shù)值模擬值計(jì)算SU法實(shí) 用遞 推法傳遞系數(shù)法改進(jìn)的傳遞系數(shù)法羅厄法美國陸軍工程師團(tuán)法簡 化的 簡布法斯 賓賽法摩 根斯坦-陳法實(shí)際*1.4921.479 1.490 1.5721.5251.5061.5021.384 1

41、.4851.463*1.2691.265 1.274 1.3291.3061.2891.2851.183 1.2711.252簡化*1.4241.416 1.422 1.5021.4591.4451.4341.316 1.4181.396*1.2111.211 1.216 1.2681.2481.2361.2261.125 1.2131.193 計(jì)算結(jié)果表明：（1）半精確條分法中，自傳遞系數(shù)法、改進(jìn)的傳遞系數(shù)法1、羅厄法、美國陸軍工程師團(tuán)法、實(shí)用遞推法、SU法至簡化的簡布法，穩(wěn)定系數(shù)逐漸減??；計(jì)算結(jié)果穩(wěn)定系數(shù)最大的傳遞系數(shù)法比最小的簡化的簡布法大12.3%13.6%。（2）上述方法中，僅SU法

42、所計(jì)算的穩(wěn)定系數(shù)均位于精確條分法中的斯賓賽法和摩根斯坦-陳法所計(jì)算的穩(wěn)定系數(shù)之間。以斯賓賽法和摩根斯坦-陳法所計(jì)算的穩(wěn)定系數(shù)平均值為標(biāo)準(zhǔn)，SU法所計(jì)算的穩(wěn)定系數(shù)，實(shí)際模型僅大0.28%0.34%，簡化模型僅大0.64%0.674%。因此，SU法計(jì)算精度很高，完全滿足工程精度要求。（3）SU法和實(shí)用遞推法所計(jì)算的穩(wěn)定系數(shù)與將數(shù)值模擬值計(jì)算得到的條塊間作用力傾角代入力的平衡方程計(jì)算所得到的穩(wěn)定系數(shù)最接近。其中，SU法與后者的穩(wěn)定系數(shù)相差0.08%0.75%；實(shí)用遞推法與后者的穩(wěn)定系數(shù)相差0.07%0.42%。因此，計(jì)算滑坡穩(wěn)定系數(shù)時(shí)，實(shí)用遞推法的計(jì)算精度也滿足工程精度要求。（三）精確條分法的通用公

43、式WiTiEiPiXiXi-1Ei-1Pi-1iQiqiPtiPdiNiiLibi iHiHpiHi-1HdiUigiei滑坡條塊受力分析圖滑坡條塊受力分析圖Uti-1UtiUiuti-1utiui地下水面線Hti-1HtiHwiHwi-1滑坡條塊地下水壓力分析圖滑坡條塊地下水壓力分析圖精確條分法遞推公式（蘇愛軍，2008年） （3-35）累計(jì)求和公式表達(dá)式：iHiHtiHdigie式中：-第i條塊左側(cè)面水壓力作用點(diǎn)到滑面的高度（m）；-第i條塊左側(cè)面條塊間作用力作用點(diǎn)到滑面的高度（m）；-第i條塊水平地震力作用點(diǎn)到滑面的高度（m）；-第i條塊滑動面水壓力作用點(diǎn)到滑面中點(diǎn)的力臂長度（m）-第i

44、條塊滑體及其上部重力作用點(diǎn)到滑面中點(diǎn)的力臂長度（m）。實(shí)用遞推法通用公式其中：內(nèi)容內(nèi)容一、一、滑坡穩(wěn)定計(jì)算方法分類滑坡穩(wěn)定計(jì)算方法分類二、穩(wěn)定性計(jì)算的幾個(gè)基本概念二、穩(wěn)定性計(jì)算的幾個(gè)基本概念三、穩(wěn)定性計(jì)算方法的改進(jìn)三、穩(wěn)定性計(jì)算方法的改進(jìn)四、穩(wěn)定性計(jì)算參數(shù)的確定五、孔隙水壓力計(jì)算五、孔隙水壓力計(jì)算滑坡穩(wěn)定性計(jì)算方法研究滑坡穩(wěn)定性計(jì)算方法研究 滑帶剪切強(qiáng)度參數(shù)的確定方法有三種滑帶剪切強(qiáng)度參數(shù)的確定方法有三種-試驗(yàn)法、試驗(yàn)法、反演分析法和經(jīng)驗(yàn)法反演分析法和經(jīng)驗(yàn)法 在條件許可時(shí)，首先考慮反演分析在條件許可時(shí)，首先考慮反演分析方法，方法，c值按值按滑坡厚度確定，滑坡厚度確定，值用反演分析結(jié)果；其次，值

45、用反演分析結(jié)果；其次，試樣具試樣具有代表性，試驗(yàn)結(jié)果可靠時(shí)，可以將飽和固結(jié)快剪有代表性，試驗(yàn)結(jié)果可靠時(shí)，可以將飽和固結(jié)快剪值乘值乘0.85-0.9，c值乘值乘0.30-0.4作為設(shè)計(jì)剪切強(qiáng)度指標(biāo)作為設(shè)計(jì)剪切強(qiáng)度指標(biāo)；經(jīng)驗(yàn)值僅作為參考。上述剪切強(qiáng)度均為有效應(yīng)力狀；經(jīng)驗(yàn)值僅作為參考。上述剪切強(qiáng)度均為有效應(yīng)力狀態(tài)下的取值。態(tài)下的取值。 1、試驗(yàn)方法、試驗(yàn)方法 目前試驗(yàn)確定c、值的方法很多，既可通過原位試驗(yàn)測定，也可以在試驗(yàn)室內(nèi)通過剪切試驗(yàn)測定，原位試驗(yàn)的特點(diǎn)是簡捷、快速，并大體上在原位應(yīng)力和邊界條件下進(jìn)行。缺點(diǎn)是邊界條件無法精確確定和控制，這給試驗(yàn)結(jié)果的解釋帶來了困難，常用的原位試驗(yàn)中，除十字板剪切

46、試驗(yàn)可直接測定飽和軟粘土的不排水強(qiáng)度外，其它如標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)，靜力觸探試驗(yàn)和旁壓試驗(yàn)等均屬間接測試方法，常帶有地區(qū)性或經(jīng)驗(yàn)性，相反，室內(nèi)試驗(yàn)的主要優(yōu)點(diǎn)是邊界條件比較明確，且容易控制，飽和試樣中孔隙水壓力的測試成功，有效應(yīng)力原理的證實(shí)，大大推進(jìn)和提高了對土強(qiáng)度特性的試驗(yàn)研究和認(rèn)識。但不論哪種試驗(yàn)，都要求被測土的抗動程度最小，室內(nèi)試驗(yàn)，除某些探索強(qiáng)度基本規(guī)律的試驗(yàn)外，總要采取土樣，取樣將不可避免地引起應(yīng)力釋放和土的結(jié)構(gòu)擾動。因此，試驗(yàn)結(jié)果的可靠性將首先取決于取樣的質(zhì)量。如果土樣業(yè)已劇烈擾動，那么精細(xì)的試驗(yàn)將失去意義，因?yàn)樵倬?xì)的試驗(yàn)也不能補(bǔ)償土樣擾動的影響。 該方法最大的不足是由于滑帶土的不均勻性導(dǎo)

47、致試驗(yàn)結(jié)果離散性太大而難以應(yīng)用。盡管目前對采取部位進(jìn)行了限定，如分別對滑坡前、中、后三部分的滑帶土進(jìn)行采取，試驗(yàn)盡可能模擬各部位滑坡的受力特征等，仍難以達(dá)到滿意的效果，從三峽庫區(qū)滑坡勘察成果分析，值的變異系數(shù)0.30-0.5，c值的變異系數(shù)0.35-0.6。值增大，c值減小，而c值增大值減小的現(xiàn)象。對和平廣場8個(gè)土層采用豎井取大樣進(jìn)行室內(nèi)飽和固結(jié)快剪試驗(yàn)表明，同一個(gè)大樣做的試驗(yàn)結(jié)果，盡管具有較好的線性相關(guān)性，但仍然存在因物質(zhì)成份的差異、導(dǎo)致試驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)偏差的現(xiàn)象，由此可見在大范圍內(nèi)取樣試驗(yàn)結(jié)果的代表性是較差的。對庫水位突降引起的滑坡，可采用固結(jié)不排水剪指標(biāo)，利用總應(yīng)力法進(jìn)行穩(wěn)定性及推力計(jì)算；對

48、于形成穩(wěn)定滲流場的滑坡，模擬穩(wěn)定滲流期，可采用固結(jié)排水剪強(qiáng)度指標(biāo)，采用有效應(yīng)力法進(jìn)行穩(wěn)定性及推力計(jì)算。一般性情下，考慮地下水浮力及滲透壓力的情況下，均可采用固結(jié)排水剪試驗(yàn)的剪切強(qiáng)度指標(biāo)，利用有效應(yīng)力法進(jìn)行穩(wěn)定性及推力計(jì)算。QHJ2-1 深度3.0m QHJ2-1 深度3.0mQJ4-1深度4.5-4.7m QJ4-1深度4.5-4.7m QHJ1-2深度7.5m QHJ1-2深度7.5m QHJ3-2深度4.7-4.9m QHJ3-2深度4.7-4.9m QHJ3-1深度3.0-3.2m QHJ3-1深度3.0-3.2m QHJ2-2深度0.5m QHJ2-2深度0.5m QHJ1-4 深度9

49、.2-9.4m QHJ1-4 深度9.2-9.4m 排除試驗(yàn)樣代表性所帶來的誤差我們可以得到以下規(guī)律： 1)就三峽庫區(qū)而言，對同一試驗(yàn)方法（如飽和固結(jié)快剪），在有效主壓應(yīng)力150-700kPa時(shí)（相當(dāng)于飽水時(shí)土層厚度12-60m），主壓應(yīng)力（1）越大，值越小、c值越大，即摩爾包線是曲線而非直線的特征不明顯，摩爾包線基本上為直線。 2)對于侏羅系紫紅色碎屑巖中的滑坡，當(dāng)主壓應(yīng)力1超過700Kpa后，抗剪強(qiáng)度增加不明顯既c值明顯增大，而值明顯減小。 3)飽和固結(jié)快剪的值與排水反復(fù)剪的殘余強(qiáng)度值相差較小，但內(nèi)聚力c值前者比后者大2-3倍，有的甚至大4倍。 4)飽和固結(jié)快剪值比常規(guī)三軸排水剪值大2-5

50、。根據(jù)上述特點(diǎn)，若采用試驗(yàn)方法確定滑帶土的剪切強(qiáng)度指標(biāo)，首先應(yīng)保證取樣的代表性并盡可能少擾動，應(yīng)盡可能采用豎井勘探方法取大樣，對同一組樣最好同時(shí)進(jìn)行快剪、飽和快剪、飽和固結(jié)快剪及三軸排水剪與不排水剪試驗(yàn)，以便進(jìn)行不同試驗(yàn)方法的結(jié)果比較分析。2、反演分析對于處于蠕滑階段的滑坡，一般假定穩(wěn)定系數(shù)等于0.98（特殊的如基巖滑坡考慮滑坡局部應(yīng)力集中、產(chǎn)生漸進(jìn)破壞，可假定穩(wěn)定系數(shù)等于0.9），利用剛體極限平衡理論方法進(jìn)行c、值參數(shù)的反演。一般情況下，當(dāng)滑體厚度小于5m時(shí)，c值的影響比值大，而厚度大于5m的滑坡值影響比c值大，且厚度越大，值影響越大。在進(jìn)行反演分析時(shí)一般假定c值求值。山田剛二等在滑坡和斜坡

51、崩坍及其防治一書中指出，由土體無側(cè)限抗壓試驗(yàn)測得qu，然后通過qu求得c，c值與滑體厚度呈正比關(guān)系。同時(shí)他還指出當(dāng)試驗(yàn)值與上述經(jīng)驗(yàn)值相差太大時(shí)，最好不采用試驗(yàn)值。巖土工程手冊（中國建筑工程出版社）亦持相同觀點(diǎn)。我委在三峽庫區(qū)滑坡防治工程設(shè)計(jì)時(shí)基本上是采用上述方法求得滑帶土的c、值，再參照試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)值及試驗(yàn)指標(biāo)。在進(jìn)行反演分析時(shí)應(yīng)特別注意以下幾點(diǎn)：1)應(yīng)盡可能地模擬滑坡蠕滑時(shí)的邊界條件，尤其是地下水水位，如果難以做到，則可取勘探時(shí)雨季最高地下水位，這時(shí)的計(jì)算結(jié)果相對偏安全的。2)選擇的反演分析剖面與主滑剖面一致，否則成果過于偏安全。3)用作反演分析的剛體極限平衡理論方法，應(yīng)與設(shè)計(jì)用的穩(wěn)定性及推力計(jì)

52、算方法一致，一般采用設(shè)計(jì)規(guī)范所推薦的不平衡推力法。按滑坡厚度選取C值滑坡厚度(m)C 值(kPa)55101015152020 注：引自巖土工程手冊3、經(jīng)驗(yàn)方法巖土工程手冊推薦的經(jīng)驗(yàn)公式及數(shù)據(jù)如下：1)我國鐵路沿線粘性土滑帶，經(jīng)多次直剪試驗(yàn)得出，殘余強(qiáng)度與塑性指數(shù)Ip，液性指數(shù)IL的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式如下：2=2.4278-1.2229Ip-0.1172IL相關(guān)系數(shù)為0.86。2)我國寶成線上大型堆積層滑坡，其黑色炭質(zhì)頁巖風(fēng)化的粘土滑帶c=20Kpa，=712；紫紅色泥巖風(fēng)化之粘土滑帶c=10Kpa，=57；黃土質(zhì)粉質(zhì)粘土滑帶c=20Kpa，=1316。3)陜西南部裂隙粘土質(zhì)滑帶c=68Kpa，=8。

53、巖土工程勘察設(shè)計(jì)手冊引用日本專家系統(tǒng)數(shù)據(jù)認(rèn)為滑坡斜面坡度與滑帶土c、值相關(guān)（詳見表1）。從三峽庫區(qū)滑坡勘察防治成果看，侏羅系中下統(tǒng)紅層中的崩坡積層滑坡，從三峽庫區(qū)滑坡勘察防治成果看，侏羅系中下統(tǒng)紅層中的崩坡積層滑坡，滑帶土的內(nèi)摩擦角一般滑帶土的內(nèi)摩擦角一般1720；三疊系上統(tǒng)沙鎮(zhèn)溪組及侏羅系上統(tǒng)蓬來；三疊系上統(tǒng)沙鎮(zhèn)溪組及侏羅系上統(tǒng)蓬來鎮(zhèn)組崩坡積及殘坡積土層滑坡滑帶土的內(nèi)摩擦角一般鎮(zhèn)組崩坡積及殘坡積土層滑坡滑帶土的內(nèi)摩擦角一般713；三疊系巴東；三疊系巴東組中滑坡滑帶土內(nèi)摩擦角組中滑坡滑帶土內(nèi)摩擦角1619；二疊系嘉陵江組及更古老的碳酸鹽巖；二疊系嘉陵江組及更古老的碳酸鹽巖中的滑帶土的內(nèi)摩擦角一

54、般中的滑帶土的內(nèi)摩擦角一般1822。c值與滑坡厚度有關(guān)。值與滑坡厚度有關(guān)?；滦泵媾c滑帶土C、值的關(guān)系滑坡斜面坡度()實(shí)例數(shù)()C(kPa)相關(guān)系數(shù)010469.05.800.944101513214.83.400.951152012720.70.400.93520259523.64.400.94125304027.94.000.930302730.07.300.944 注：引自巖土工程勘察設(shè)計(jì)手冊內(nèi)容內(nèi)容一、一、滑坡穩(wěn)定計(jì)算方法分類滑坡穩(wěn)定計(jì)算方法分類二、穩(wěn)定性計(jì)算的幾個(gè)基本概念二、穩(wěn)定性計(jì)算的幾個(gè)基本概念三、穩(wěn)定性計(jì)算方法的改進(jìn)三、穩(wěn)定性計(jì)算方法的改進(jìn)四、穩(wěn)定性計(jì)算參數(shù)的確定四、穩(wěn)定性計(jì)算

55、參數(shù)的確定五、孔隙水壓力計(jì)算滑坡穩(wěn)定性計(jì)算方法研究滑坡穩(wěn)定性計(jì)算方法研究（一）滑體及滑帶中的地下水位及孔隙（一）滑體及滑帶中的地下水位及孔隙水壓力水壓力“治滑先治水”，滑體與滑帶土中地下水儲存狀態(tài)及孔隙水壓力一直是滑坡研究中的一個(gè)重要研究課題。目前比較統(tǒng)一的觀點(diǎn)是滑帶粘土顆粒間的孔隙非常小，而且土體中孔隙所占的容積比在砂中的要大得多，在這種粘土層中的上面或下面若存在很大水壓的含水層時(shí)，這種壓力是否能提高孔隙水壓力尚有不少疑問（因?yàn)閷?shí)際上水并不是完全的流體，而具有某種程度的粘性）。但是用含水層的水位來代替滑帶土中的水位，在某種程度上與實(shí)際情況還是較吻合的。為了探討上述觀點(diǎn)的準(zhǔn)確性，在進(jìn)行三峽庫區(qū)

56、和平廣場滑坡勘察過程中，本人專門布置了三個(gè)地下水位長觀孔，對滑坡堆積體中的地下水進(jìn)行分層觀測（和平廣場滑坡堆積體的滲透系數(shù)為i10-6i10-5cm/sec）。具體步驟是這樣的，堵塞滑面以下的孔移段，對滑坡堆積體中的地下水安裝雙層觀測孔，觀測滑帶及其以上3m的地下水位與潛水面地水位的差值及隨時(shí)間的變化。通過一個(gè)多月的觀測表明，潛水面比滑帶附近的水位高出0.53m，二水位隨時(shí)間變化具有同步性，土層滲透系數(shù)越低水位差越大。圖 2-3 分 層 觀 測 管 結(jié) 構(gòu) 圖 3鐵 紗鐵 紗砂 礫 石卡 盤粘 土 3（ 孔 徑 110mm） 2外 層 觀 測 管 1外 層 觀 測 管（ 直 徑 91mm）粘 土砂 礫 石（ 直 徑 32mm）30cm1-5m 1 230m滑 坡 堆 積 體基 巖圖 萬 州和平廣場滑坡群地下水位長觀孔觀測曲線( a ) AZ3地下水位歷時(shí)曲線0.000.501.001.502.002.506月2 1日7月6 日7月1 2日7月1 5日7月1 8日7月2 9日8月3 日觀測日期地下水位埋深（m ）( b ) AZ23 地下水位歷時(shí)曲線0.001.002.003.004.005.006.007.008.007月3 日7月6 日7月1 2日7月1 5日7月1 8日7月2 9日8月3 日觀測日期地下水位