浅谈滑坡的稳定性分析和评价方法

张 勇

（陕西省水利电力勘测设计研究院勘察分院 陕西 咸阳 712000）

所谓滑坡，是指斜坡上的岩土体由于各种原因在重力作用下沿一定的软弱面（或软弱带）整体向下滑动的现象，它属于不良物理地质现象的主要类型，规模有大有小，成因有内在因素，亦有外部因素，其稳定性直接影响到工程安全，因此对工程沿线的滑坡进行分析研究是必要的。通常分析滑坡时，应首先搞清滑坡所处的地质环境，明确滑坡的边界条件及空间形态特征，分析滑坡产生的原因，在此基础上采用定性判断及量化计算的方法，分析各类工程状况下滑坡的稳定性及对工程的影响，并提出切实可行的滑坡处理措施和方案。本文以引汉济渭工程瓦房坪生产、生活区柜子岩滑坡为例，总结滑坡的稳定性分析和评价方法。

1 滑坡基本特征及工程地质条件

柜子岩滑坡位于佛坪县大河坝镇蒲家沟对面的瓦房坪村前缘，拟建的引汉济渭工程生产、生活区正好处在滑坡的中上部，地形向子午河河床倾斜，分布高程为525.0m～760.0m，相对高差约245.0m。滑坡体中上部坡角为15°～23°，下部坡角为28°～31°。

该滑坡主滑方向为259°，沿滑动方向长度约570.0m，垂直滑动方向宽度约290.0m，轴部长，两侧稍短。滑坡地形地貌特征较明显，中部略突起，两侧稍低，为小冲沟，中前部形成滑坡平台，平台后缘为居民居住地、前缘为田地，后壁地形呈不规则圆椅状。两侧沟内均有常年流水。根据钻孔显示，滑坡体中上部厚度为13.0m～48.0m，下部厚度为35.0m～70.0m，估算滑坡体总方量约460万m3，属大型基岩滑坡。该滑坡体物质以块石为主，表层为碎石土；滑带厚度0.5m～1.2m，为含碎石粉质粘土；滑床下伏二云石英片岩。

2 滑坡成因分析

（1）滑坡地貌上处于山前基岩斜坡上，前缘为子午河河谷，两侧为冲沟，古地貌基岩陡峻，前缘临空，为易形成滑坡的地段。

（2）山前基岩斜坡中下部由二云石英片岩组成，属软质岩，岩层倾向河谷，上部为硅质板岩；前沿受河水的冲刷侵蚀，加上岩石强度较低，易形成临空地带，为滑动创造有利条件。

（3）由于岩体风化破碎严重，裂隙发育，属强透水性，滑坡体中部和后缘有多处泉水出露，水流下渗入滑坡体内，地下水相对较为丰富，降低了岩体的强度。

总之，该滑坡的形成既有地形及水文条件等外在因素的影响，又有岩性特征及地质构造等内因的影响，是多种地质因素综合作用的结果。

3 滑坡的稳定性分析及防治措施

3.1 滑坡的定性分析

滑坡体的工程地质条件分析。首先，从坡面地形和岩性特征看，坡面自然坡角21°～30°，坡脚平均坡角为23°，坡面较平缓，表层为碎石土，土体较松散，强度较低；中部为块石碎块，局部受风化影响呈砂状，中～密实状态，强度相对较高。其次，滑带上部倾角为19°～32°，下部倾角11°～15°，倾角平缓，具有一定的阻挡作用。第三，由于滑坡体多位于地下水位以上，滑体内分布的碎块石透水性较好，有利于滑体内地下水的排泄，加之两侧为冲沟，起到排水沟的作用，防止滑坡体以外的地表水补给，利于坡体稳定。初步判断该滑坡在现状地质条件下是基本稳定的。

图1 剩余推力法示意图

图2 滑坡纵剖面分块图

3.2 滑坡的稳定性计算

3.2.1 不平衡推力法的原理及说明

基于极限平衡原理的不平衡推力传递系数法在滑坡的工程实践中应用的最多，也叫剩余推力法。该方法是按折线滑动面将滑动土体分成条块，而假定条间力的合力与上一条土条底面平行，如图1所示，根据各分条力平衡条件，逐条向下推求，直到最后一条土条的推力为零。

对于一土条，分别取垂直及平行土条底面方向力的平衡，有

同样根据安全系数定义和莫尔-库伦破坏准则，有：

其中ψi称为传递系数，以下式表示：

剩余推力法计算说明。不平衡推力法计算时，先假设Fs=1，然后从坡顶第一条开始逐条向下推求Pi，直至求出最后一条的推力Pn，Pn必须为零，否则要重新假定Fs，进行试算。另外，因为分条之间不能承受拉力，所以任何土条的推力Pi如果为负值，此Pi不再向下传递，而对下一土条取Pi-1为零。

3.2.2 计算工况

由于工程区地震烈度为Ⅵ度，50年超越概率10%的情况下，地震动峰值加速度为0.062g，计算时可不考虑地震力的作用。根据目前坡体的稳定情况，考虑降雨等不利因素，坡体稳定性分析计算按以下2种工况来考虑：

（1）天然状态下边坡的稳定性；此工况下计算出来的稳定性用来分析滑坡自然状态下的稳定状况。

（2）暴雨状态下边坡的稳定性；此工况下计算出来的稳定性用来分析滑坡在持续强降雨作用下的稳定状况。在稳定性计算时，岩土体按完全饱和考虑，属于极限状态。

3.2.3 计算参数选取

计算参数主要是根据现场试验、工程地质类比和反演获得。滑带土天然状态下抗剪强度c=34kpa，φ=25°，饱和状态下抗剪强度c=33kpa，φ=23.5°；滑体天然状态下表层碎石土γ=18.5kN/m3，中下部块石γ=19.6kN/m3；饱和状态下碎石土 γ=19.7kN/m3， 中 下 部 块 石 γ=20.6kN/m3。

3.2.4 计算结果

滑坡计算条块图如图2。经计算，天然状态条件下，滑坡的稳定性系数K＝1.184，滑坡处于稳定状态；在持续降雨等饱和状态条件下，滑坡的稳定性系数K＝0.910，滑坡体处于不稳定状态。

3.3 综合评价

综合以上分析认为，柜子岩滑坡在天然条件下处于稳定状态，遇强降雨或连阴雨后饱和状态下滑坡处于不稳定状态。根据相关规范，滑坡体上一般不宜兴建工业及民用建筑，应尽量避开滑坡区域。如确实需要兴建在滑坡体上时，需在场地建筑以前，对滑坡进行综合治理，保证场地的稳定性，并加强监测工作。

3.4 防治措施及建议

柜子岩滑坡上部的宽缓平台，作为工程建设的生产、生活临时区域进行建筑，可对滑坡中上部进行削头减载，并进行防排水措施及监测工作，同时建议设计对处理后的滑坡进行稳定计算，确保治理方案满足滑坡稳定要求。柜子岩滑坡上部的宽缓平台，作为永久性建筑场地时，滑坡治理除了进行削头减载及防排水措施外，还应对下部进行深部抗滑桩处理，保证建筑场地的稳定性。

4 结语

当然，对于滑坡除了进行上面基本的稳定性分析和评价方法外，还应进行滑坡的敏感度分析及预测，判断滑坡滑动的概率，既要保证沿线工程的施工及运行安全，又要考虑到滑坡综合防治所带来的经济成本，做到既安全可靠又经济合理。陕西水利

[1]山洪泥石流滑坡灾害及防治．科学出版社，1994-3.

[2]水利水电工程地质手册.北京:水利水电出版社,1985.

[3]陈祖煜.岩质边坡稳定性分析—原理·方法·程序|M|.北京：中国水利水电出版社，2005.