基于穩(wěn)定現(xiàn)狀的滑坡滑帶土強度參數(shù)反分析

祝輝等:基于穩(wěn)定現(xiàn)狀的滑坡滑帶土強度參數(shù)反分析?7?基于穩(wěn)定現(xiàn)狀的滑坡滑帶土強度參數(shù)反分析3祝輝 唐紅梅葉四橋（江蘇省交通規(guī)劃設(shè)計院江蘇南京210005）（重慶交通大學(xué)巖土工程研究所）摘要介紹了滑坡參數(shù)反分析狀態(tài)及約束條件的處理方法。提出了基于地質(zhì)勘察，綜合考慮滑坡穩(wěn)定現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢、滑坡物質(zhì)組成、滑動成因、工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件，通過試算確定滑坡滑帶土強度參數(shù)c、9的反分析方法。以三峽庫區(qū)石柱西沱滑坡為工程實例進行反分析,所得結(jié)果與試驗綜合取值十分接近，表明該方法有一定可行性。關(guān)鍵詞地質(zhì)勘察穩(wěn)定現(xiàn)狀滑帶土參數(shù)反分析引言滑帶土抗剪強度指標(biāo)是滑坡穩(wěn)定性評價和治理工[1],[2]程設(shè)計的重要力學(xué)參數(shù)?？筛鶕?jù)野外大剪試驗、經(jīng)驗公式估算方法、室內(nèi)試驗值和反演分析綜合確[3],[4]定。目前,在滑坡反分析中通常采用兩種方法進行。一是將滑坡即將滑動而未滑動的瞬間視為極限平衡狀態(tài)，即穩(wěn)定系數(shù)Fs=1,列出極限平衡方程來求解c值或9值。其必要條件是恢復(fù)滑動前的滑坡主剖面。另一方法是根據(jù)滑坡所處狀態(tài)取一穩(wěn)定系數(shù)，代入公式進行反算，面（帶）的各種影響因素,較有代表性,[6]文以后者為思路,在穩(wěn)定系數(shù)法，于地質(zhì)勘察,,c、9的反分析方法。1基于穩(wěn)定現(xiàn)狀的反分析方法111反分析狀態(tài)⑴地下水。地下水作用力包括動、靜水壓力和浮托力。通常情況下降雨是引起滑坡體穩(wěn)定性變化[7]?[9]的重要原因之一。降雨對滑坡穩(wěn)定性的影響主要是通過抬高滑坡體內(nèi)的地下水位實現(xiàn)的。因此反分析采用滑坡出現(xiàn)滑動跡象的最高水位作為反分析的地下水位。（2）]，滑帶沿覆蓋層根據(jù)地質(zhì)鉆探資料，選擇主滑方13滑帶土強度參數(shù)反分析方法本文反分析方法取主滑線或平行于主滑線的實測剖面進行,運用穩(wěn)定系數(shù)法的計算公式反算出c和9之間的關(guān)系,計算模型見圖1『為建筑物荷載；辦方滲透拒打；Q為水平地震”；H為港坡體自??；；￥為靜水很力；”為土體粘黑力形成的抗甜刀圖1滑坡穩(wěn)定性分析力學(xué)模型圖反分析狀態(tài)主要依據(jù)滑坡變形發(fā)展?fàn)顩r而定，止匕]處可參考表1選取。穩(wěn)定評估指標(biāo)具有一定的先驗性，應(yīng)綜合考慮滑坡變形的發(fā)展階段，特別需要詳細(xì)勘察滑坡前、后緣變形量和變形的發(fā)展趨勢，以便正確選擇穩(wěn)定評估指標(biāo)。對于有明顯滑動跡象的滑坡，除了分析滑坡外觀變形監(jiān)測資料外，還應(yīng)結(jié)合內(nèi)觀變形監(jiān)測資料綜合分析后確定，并以此作為反分析計算的約束狀態(tài)。表1滑坡不同發(fā)育階段穩(wěn)定評估系數(shù)表階段局部變形蠕動蠕動擠壓微動或主滑段處于等速滑動主滑段處于加速滑動穩(wěn)定系數(shù)Fs變形狀態(tài)Fs=n-1n-1i=1RiTi7Wj=in-1+Rn6n-1⑴+Tni=17Wj=主要表現(xiàn)為深部位移或建1105?1110筑物變形1101?11051100抗滑分力ai-Qisinai+Disin(pwi+Ri=[Wicosi-ai)]tgciLi滑坡后部可見地表裂縫，前緣變形微弱局部坡面變形異常，陡坎處出現(xiàn)小型局部滑塌⑵下滑分力ai+Qicosai+Dicos(pTi=Wisini-ai)⑶整體變形0195?0198坡面出現(xiàn)鼓丘及擠壓變形傳遞系數(shù)Wi=cos(ai-ai+1)-sin(ai-ai+1)tgQi+1(j=i時)(4)112狀態(tài)約束條件(2005BA7008),國家科技攻關(guān)計劃“西部開發(fā)科技行動”重大項目(20048八901A02)。祝輝，男,博士研究生。3重慶市重點自然科學(xué)基金項目7Wj=in-1jWi+1…帆-1=巾(5)式中符號意義及標(biāo)準(zhǔn)取值見文獻［6］。為了計算方便，對式⑴進行簡化，令?8?全國中文核心期刊 路基工程2007年第6期(總第135期)ai+Disin(pAi=Wicosi-ai)ai+Dicos(pBi=Wisini-ai)將(6)式和⑺式代入⑴式得Fs=(6)(7)c呷曲線。若該兩條曲線相交于一點M(c0?0),說明其同時滿足(9)式，則該交點的坐標(biāo)即為所求的c、9值。(8)2工程應(yīng)用211石柱西沱滑坡地質(zhì)概況6n-19+cli)［(Aitani=17叫j=in-1中+cln+Antann-1n-1n-1n-1(Bii=17明j=i+Bnn-1n-1所以Fsc=6Bii=17明j=i+FsBn-qAitan+lni=17Wj=iq-Antan6n-1n-1(lii=17明j=i(9)若對某一剖面進行計算4變化于31,^2),可根據(jù)(9)式計算出相應(yīng)的c值，構(gòu)成一條c呻曲線,同樣對另外的剖面進行類似計算,得出該剖面的滑坡東起范家坡沖溝，西至馬尿溪一帶。長4221510m，寬30510m，面積6156x10m,平均厚度43610m,體積3913x10m。地下水主要接受大氣降水的補給，其補、徑、排條件受構(gòu)造、巖性、地貌條件的控制明顯?；麦w主要由第四系沖積的含塊石粉質(zhì)粘土、崩坡積及殘積的塊石土組成?；鶐r面上一般有013m左右厚的粉質(zhì)粘土，具軟塑一可塑狀態(tài)，構(gòu)成本滑坡潛在滑移帶，滑坡典型地質(zhì)坡面見圖2。潛在滑帶土物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)見表2EE2石柱西沱青城?方地明根面即I單植；E]表2石柱西沱滑坡潛在滑移帶土物理力學(xué)試驗指標(biāo)統(tǒng)計表物理性質(zhì)天然狀態(tài)天然含水量/%平均值標(biāo)準(zhǔn)值20162210抗剪強度(快剪)飽和狀態(tài)殘余值c/kPa天然密度/(g?cm21052107干密度/(g?cm11701166飽和密度/(g?cm-3)21082111峰值c/kPa峰值c/kPa殘余值c/kPa。(°)13111311。(°)914914。(°)918918。(°)61861829132710231120182118191814181310212反分析狀態(tài)及狀態(tài)條件近年來，滑坡變形跡象明顯。主要表現(xiàn)為：⑴滑坡所在區(qū)域,地面出現(xiàn)裂縫?；轮胁繐鯄﹂_裂、條石錯斷。滑坡前緣水泥路面開裂隆起，擋土墻出現(xiàn)裂縫，并且局部擋土墻被推垮,地面滑移呈臺階狀。⑵滑坡體地表測點的變形歷史規(guī)律表明，滑坡體出現(xiàn)變形量增加相對較大的時間都在1992年6?7月份的雨季以后，因此可初步確定滑坡變形量的加劇是由降雨引起的。據(jù)訪問,臺階現(xiàn)在每年仍有下滑跡象，變形體呈明顯的階梯狀地形。2000年7月到8月中旬，流域持續(xù)中到大雨，滑坡體前緣再次出現(xiàn)不同程度的滑移和裂縫。種種跡象表明，降雨是引起滑坡體穩(wěn)定性變化的重要原因之一。根據(jù)滑坡區(qū)的變形情況，可將其歸屬于蠕動擠壓階段,反分析的穩(wěn)定評估系數(shù)取為Fs=1104。采用2000年7月到8月中旬的最高水位作為反分析的地下水位。以主滑方向的3-3剖面與5-5剖面作為反分析的計算剖面。213反分析結(jié)果由圖3可見,反分析所得滑帶土強度參數(shù)Q=11°,c=10144kPa。對比表2給出的試驗指標(biāo)統(tǒng)計值，可以看出反分析得出的c、9值與該滑坡滑帶土飽和狀態(tài)下抗剪強度峰值十分接近。圖3c-的關(guān)系曲線圖蔣友新等:環(huán)氧樹脂改性透水性混凝土的試驗研究?9?環(huán)氧樹脂改性透水性混凝土的試驗研究3蔣友新張開猛譚克峰（西南科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院四川綿陽621000）摘要采用環(huán)氧樹脂作為透水性混凝土的改性劑，對改性的透水性混凝土的強度、孔隙率及透水系數(shù)等指標(biāo)進行了試驗分析，結(jié)果表明摻加環(huán)氧樹脂對透水性混凝土性能的改進具有明顯的作用。關(guān)鍵詞透水性混凝土環(huán)氧樹脂改性抗壓強度1引言311材料與傳統(tǒng)的混凝土相比透水性混凝土最大的特點是具有15%?30%的連通孔隙而具有透氣性和透水性，它可減少交通噪音，對調(diào)節(jié)城市空氣的溫度和濕度、維持地下土壤的水位和生態(tài)平衡具有重要作用。上世紀(jì)九十年代以來,國內(nèi)對透水性混凝土雖進行了研究，但由于其抗壓強度較低，加上人們的認(rèn)識還有限，以及工程地基狀況、施工方法等原因,到目前為止尚未達(dá)到實際應(yīng)用的程度。因此,對透水性混凝土的研究和開發(fā)一直受到國內(nèi)外工程界的高度重視。2結(jié)構(gòu)特點⑴水泥為P104215R水泥。⑵粉煤灰為電廠I級粉煤灰，成分見表1,性能分析見表2。用球磨機粉磨45min后,密度為214332g/cm,比表面積為342189m/kg。表1粉煤灰成分表成分含量/%SiO258132Fe20341Al2O3109CaO5118MgO1124I級/m方孔篩)/%(45需水比/%燒失量/%三氧化硫/%表觀密度/(g?cm-3)28d強度比/%質(zhì)量指標(biāo)n級s20s105s8s3/62III級S45S115S15S3//81292161152214821258814實測結(jié)果S12S95S5s3/75透水性混凝土是由水、水泥，用單粒級粗骨料作為骨架，膠結(jié)結(jié)構(gòu),水性和透氣性，同吸收噪音，減輕環(huán)境污染。3材料與試驗3四川省教育廳自然科學(xué)基金項目。蔣友新，男，副教授,碩士。碎石為碎石場生產(chǎn)的16?20mm、10?20mm的單粒級碎石。⑷樹脂為環(huán)氧樹脂,稀釋劑為丙酮同化劑反分析方法有一定的可行性。參考文獻:[1]庹世華.瓦房城水庫滑坡治理抗剪參數(shù)確定方法研究[/.水利水電科技進展,2003,23(1):48-50.[2]富鳳麗，佴磊，李廣杰.中里滑坡反分析及強度參數(shù)取值研究[月.長春科技大學(xué)學(xué)報,2000,30(2):165-169.[3]廖秋林，楊志法,尚彥軍.川藏公路102滑坡滑動帶力學(xué)參數(shù)的反分析.巖石力學(xué)與工程學(xué)報,2004,23(24):4119-4123.[4]田斌，戴會超,王世梅.滑帶土結(jié)構(gòu)強度特征及其強度參數(shù)取值研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報,2004,23(17):2887-2892.[5]鄭明新.論滑帶土強度特征及強度參數(shù)的反算法[J].巖土力學(xué)，3結(jié)論2003,24(4):528-532.[6]重慶市地方標(biāo)準(zhǔn) 地質(zhì)災(zāi)害防治工程勘察規(guī)范(DB50/143-2003).[7]S.Gibo."Residualstrengthofsmectite-dominatedsoilsfromtheKanenoselandslideinJapan,"CanadianGeotechnicalJoumal,Vol.24.1987.[8]陳洪凱，唐紅梅,翁其能.重慶庫區(qū)松散土體的巖土力學(xué)參數(shù)敏感性在反分析中,地下水、滑體幾何邊界及現(xiàn)狀穩(wěn)定性評估指標(biāo)等狀態(tài)約束條件的適當(dāng)處理是正確進行反分析的基礎(chǔ)，結(jié)合地質(zhì)勘察及變形監(jiān)測資料可以很好地確認(rèn)反分析狀態(tài)及約束條件。工程實例的應(yīng)用表明綜合考慮滑坡穩(wěn)定現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢、滑坡體物質(zhì)組成、滑動成因、工程地質(zhì)