淺議滑坡穩(wěn)定性計(jì)算方法及參數(shù)的選擇

■姚騰飛 周鑫

（湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局四〇二隊(duì) 湖南長沙 410014）

淺議滑坡穩(wěn)定性計(jì)算方法及參數(shù)的選擇

■姚騰飛 周鑫

（湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局四〇二隊(duì) 湖南長沙 410014）

增大下滑力法和強(qiáng)度折減法是滑坡穩(wěn)定性分析傳遞系數(shù)法主要采用的兩種解法。本文通過對(duì)兩種解法的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析，探討參數(shù)選擇在傳遞系數(shù)法解法中的運(yùn)用。

滑坡穩(wěn)定性分析傳遞系數(shù)法系數(shù)選擇

傳遞系數(shù)法，又名不平衡推力法或剩余推力法，該方法能夠進(jìn)行具有各種負(fù)責(zé)滑動(dòng)面的滑坡穩(wěn)定性計(jì)算。傳遞系數(shù)法主要有兩種解法：一種是增大下滑立法，另一種是強(qiáng)度折減法。

1 兩種解法的計(jì)算公式

基于增大下滑力法和強(qiáng)度折減法計(jì)算滑坡穩(wěn)定性是，其穩(wěn)定系數(shù)表達(dá)式的形式相同。

但是，在傳遞系數(shù)表示式上有所不同，強(qiáng)度折減法的傳遞系數(shù)為：

Fs為穩(wěn)定系數(shù)；Wi為第i條塊滑體所受的重力；Ψi為第i條塊滑體的內(nèi)摩擦角；Ci為第i條塊滑體的粘聚力；Li為第i條滑動(dòng)面長度；Li為第i條滑動(dòng)面長度；Ri為作用于i條塊的抗滑力；Ti為作用于第i條塊滑動(dòng)面上的下滑力；Ψi為第i—1條塊剩余下滑力傳遞至第i塊段時(shí)的傳遞系數(shù)；θi-1和θi-分別為第i—1條塊和第i條塊的滑動(dòng)面與水平面的夾角。

2 兩種計(jì)算法的優(yōu)缺點(diǎn)

（1）增大下滑力的方法顯示計(jì)算公式，計(jì)算相對(duì)簡(jiǎn)便。強(qiáng)度折減法為隱式計(jì)算公式，需要進(jìn)行迭代計(jì)算，計(jì)算過程較為復(fù)雜。

（2）符合力學(xué)平衡的程度。在增大下滑力法計(jì)算過程中，只是將下滑力增大K倍，沒有將垂直于下滑力方向的自重分力同時(shí)增加K倍，在這一點(diǎn)上，增大下滑力的方法不能完全滿足經(jīng)理平衡的條件，因此，這種方法在進(jìn)行理論計(jì)算時(shí)較為實(shí)用，而在實(shí)際工程計(jì)算中，采用的不多。而強(qiáng)度折算法比較符合實(shí)際情況，在實(shí)際的工程計(jì)算時(shí)，采用的比較多。

3 對(duì)兩種計(jì)算方法的不同觀點(diǎn)

在通過對(duì)某滑坡的縮尺無理模型試驗(yàn)結(jié)果與其強(qiáng)度折算法和增大下滑力法的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較后認(rèn)為，對(duì)于滑動(dòng)面為折線型的滑坡，采用基于超載法的傳遞系數(shù)法來計(jì)算穩(wěn)定性系數(shù)更合理可靠。但是，滑坡縮尺物理模型所采用的材料和滑坡原型在材料相似上存在一定誤差，做定性分析尚可，但是在定量計(jì)算上還不能完全符合要求?；路€(wěn)定性理論計(jì)算的結(jié)果應(yīng)與滑坡原型觀測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)后，得出的結(jié)果才較為合理，單憑縮尺物理模型試驗(yàn)結(jié)果做出的結(jié)論的可信度不是很高。

4 相關(guān)系數(shù)的選擇時(shí)應(yīng)注意的問題

（1）穩(wěn)定系數(shù)的參照物是滑坡本身，物理意義是滑坡當(dāng)前的穩(wěn)定程度（不考慮地震力及一定年限內(nèi)各種可能的不利條件與作用因素的影響），或滑坡治理后的穩(wěn)定程度（考慮地震力及工程使用年限內(nèi)各種可能的不利條件與作用因素的影響）。

（2）安全系數(shù)的參照物是滑坡威脅的對(duì)象，物理意義是滑坡威脅對(duì)象的安全程度，數(shù)值上相當(dāng)于滑坡當(dāng)前的穩(wěn)定程度（不考慮地震力及一定年限內(nèi)各種可能的不利條件與作用因素的影響），或滑坡治理后應(yīng)該達(dá)到的穩(wěn)定程度（考慮地震力及工程使用年限內(nèi)各種可能的不利條件與作用因素的影響）。在計(jì)算穩(wěn)定系數(shù)的公式中和計(jì)算推力的公式中必須混用，即這兩個(gè)公式應(yīng)是一致的，規(guī)范中模糊的“穩(wěn)定安全系數(shù)”概念應(yīng)是由此而來。但交通部、國土資源部上述規(guī)范的穩(wěn)定性和推力計(jì)算公式都不一致，無法檢算。

（3）安全系數(shù)反映的是對(duì)抗滑力和下滑力的了解程度，這是一些專家一直要求分清穩(wěn)定系數(shù)和安全系數(shù)概念的原因。但可以看出，這與上述兩條并不矛盾：對(duì)滑坡越了解，考慮因素越齊全、準(zhǔn)確，且滑帶土強(qiáng)度指標(biāo)取值偏低，則滑坡治理后的穩(wěn)定系數(shù)可以要求低一些，表現(xiàn)為設(shè)計(jì)時(shí)的安全系數(shù)可取小一些；若對(duì)滑坡不了解，考慮因素不齊全、偏危險(xiǎn)，難以把握滑帶土強(qiáng)度指標(biāo)的變化情況且取值沒有偏低，則滑坡治理后的穩(wěn)定系數(shù)應(yīng)該要求高一些，表現(xiàn)為設(shè)計(jì)時(shí)的安全系數(shù)應(yīng)取大一些。

5 結(jié)論

（1）進(jìn)行滑坡穩(wěn)定分析，要特別注意地質(zhì)條件是否清楚，參數(shù)選用是否合理，注意定性分析和定量分析相結(jié)合。

（2）傳遞系數(shù)法中強(qiáng)度折算法滿足靜力平衡條件，符合基本力學(xué)定律的要求，但計(jì)算的下滑力比增大下滑力法的結(jié)果要小，建議在按照規(guī)范應(yīng)用的同時(shí)，根據(jù)可靠的理論依據(jù)對(duì)安全系數(shù)進(jìn)行調(diào)整，提出按照可靠理論校準(zhǔn)后的荷載分項(xiàng)系數(shù)和材料強(qiáng)度分項(xiàng)系數(shù)，使傳遞系數(shù)法的運(yùn)用更加合理。

（3）傳遞系數(shù)法是一種實(shí)用的工程計(jì)算方法，在使用時(shí)應(yīng)注意傾角變化程度較大時(shí)，誤差的變化情況，但不宜用于反向坡產(chǎn)生抗滑力較大的滑坡。

[1]胡修文，唐輝明，劉佑榮.傳遞系數(shù)發(fā)的模型試驗(yàn)驗(yàn)證 [M].巖土力學(xué)，2005,26（1）：63-66

[2]顧寶和.滑坡穩(wěn)定分析傳遞系數(shù)法的討論 [J].工程勘察，2006(12).

[3]朱本珍等.對(duì)滑坡剩余推力計(jì)算方法的改進(jìn) [J].工程勘查，2005， （5）.

[4]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范 （GB50007-2002）.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.

[5]中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn).建筑邊坡工程設(shè)計(jì)規(guī)范 （GB50330-2002）.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2002.

P642.22[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2015）-10-320-1