传递系数法在滑坡稳定性评价中的应用——以天水柏林村黄土滑坡为例

李玲玲，王举平，朱斌

（1甘肃工业职业技术学院，甘肃天水741025；2广西地质环境监测总站，广西桂林541000；3桂林理工大学，广西桂林541000）

传递系数法在滑坡稳定性评价中的应用
——以天水柏林村黄土滑坡为例

李玲玲1，王举平2，朱斌3

（1甘肃工业职业技术学院，甘肃天水741025；2广西地质环境监测总站，广西桂林541000；3桂林理工大学，广西桂林541000）

本文以天水柏林村黄土滑坡为研究对象，采用传递系数法分析了该滑坡在天然状态、饱水和地震状态下的稳定性，认为H1滑坡和H2滑坡在天然状态下，处于基本稳定状态，在饱水和地震状态下，滑坡处于不稳定状态；并对评价结果进行了分析，得出传递系数法是天水黄土滑坡稳定性评价的一种简单实用的评价方法，适用于折线形滑面形态并考虑土条间作用力，在满足滑动面折线段连接光滑和坡顶不太陡的情况下，其评价结果和毕肖法很接近，并且能得出不同部位的滑坡剩余推力大小，但需要与其他方法进行比较分析，综合得出评价结论。

传递系数法；黄土滑坡；稳定性评价

0　引言

随着西部大开发的进一步推进，天水作为关中—天水经济区的交通枢纽和中心城市之一，必将面临更加飞速的社会经济发展，与此同时也面临着越来越大的环境压力。黄土滑坡灾害越来越影响天水的发展和人民生命财产安全，是牵制天水社会经济发展、城市生态文明建设的主要地质灾害之一，因而对滑坡稳定性评价方法的研究等迫在眉睫。

1　传递系数法

传递系数法属于滑坡稳定性定量评价中的极限平衡法，是以摩尔-库伦抗剪强度理论为基础的经典方法。极限平衡法中除了传递系数法之外，还有瑞典条分法、Bishop法、Janbu法、还是Morgenstern-Price法、Sarma法等，这些方法都有各自的适用条件和特点，计算步骤也有繁有简，这类方法在运用时将滑坡体划分为若干土条，然后建立作用在土条上的力（或力矩）的平衡方程，从而确定稳定性系数。能够在避免逐步增量非线性计算的基础上，直接有效的推求出滑坡安全系数，简单易行。

传递系数法是《岩土工程勘察规范》（GB 50021-2001）条文说明5.2.8推荐使用的方法，其计算公式为：

在应用这种方法评价滑坡稳定性时，应注意采用的是二维平面法，而滑坡基本是三维的。同时在选取剖面进行稳定性评价时，由于各剖面的特征各不相同，得到的稳定系数也会有很大差异，因此，在采用二维平面的计算结果分析三维滑坡稳定性，一定要选取最危险的剖面进行分析，否则得到的稳定系数偏大。运用此类方法对滑坡稳定性评价时，首先需要通过详细的野外工作，确定滑动面位置和形态、滑动面的物理力学参数，通过计算找出最小稳定系数，然后与安全系数进行比较，从而评定滑坡稳定性。

2　应用实例

2.1滑坡概况

柏林村滑坡是天水地区典型的黄土滑坡，柏林村滑坡共发育有两处滑坡H1滑坡和H2滑坡，滑体由粉质黏土和粉土组成，属于具有崩滑性质的黄土滑坡。H1滑坡位于柏林村滑坡东侧，整体呈簸箕状，主滑方向为215°，H2滑坡发育在H1滑坡的西侧，滑坡后壁呈扁宽的圈椅状，主滑方向为195°。

根据勘探资料分析，H1滑坡体和H2滑坡体滑体物质组成为马兰黄土（Q3eol），岩性为粉质黏土，浅黄色—深黄色，土质疏松，垂直节理发育，土体孔隙率高，属湿陷性黄土。两处滑坡后部滑

图1　H1滑坡剖面图

2.2稳定性评价

根据柏林村滑坡的地质条件、稳定性影响因素和滑坡区可能发生的人类工程活动，分别进行天然状态、饱水状态和地震状态3种工况下的稳定性评价。

2.2.1公式选择

天然情况下的稳定性评价公式选用《岩土工程勘察规范》推荐的滑坡稳定性计算公式。

考虑降雨条件时，水体通过裂缝渗入滑体及滑动面将对滑动面产生渗透压力，选用计算公式为：壁均受马兰黄土垂直节理追踪发育而成，中部滑面存在于马兰黄土与离石黄土表层古土壤的接触带上，滑床为离石黄土上部存在的一层滞水的古土壤，主滑带为马兰黄土，前部与滑坡临空条件相关，分析滑动面形状为似圆弧形。

图2　H2滑坡剖面图

考虑地震作用对滑坡稳定性的影响时，选用计算公式为：

式中α—第n条块滑面倾角（°）

β—第n条块地下水流向（°）

ψ—推力传递系数

Wi—第i条块的重量（kN/m）

Ci—第i条块内聚力（kPa）

2.2.2计算剖面选择

分别沿H1滑坡和H2滑坡的主滑方向选取计算剖面，如图3和图4所示。

2.2.3计算参数确定

图3　H1滑坡计算剖面

图4　H2滑坡计算剖面

根据土样试验资料及滑坡土体结构特征，滑坡原始坡体主要由粉质黏土、粉土组成，剔除极值，取平均天然容重15.8kN/m3，孔隙比0.95，天然比重2.70，滑坡体饱和容重18.70kN/m3。

滑坡抗剪强度参数根据对滑体、滑带土原状土样天然状态直剪试验确定见表1。

2.2.4计算结果

H1滑坡和H2在自然状态、饱水状态和地震状态3种工况下的稳定性计算结果见表2。

2.3评价结果分析

传递系数法是一种确定性的定量评价方法，适用于折线形滑面形态并考虑土条间作用力，在满足滑动面折线段连接光滑和坡顶不太陡的情况下，其评价结果和毕肖法很接近，并且能得出不同部位的滑坡剩余推力大小。但在本滑坡的运用中，也存在一些影响评价精度的问题，如采用了二维平面代替滑坡三维空间简化处理；选取计算剖面时，不同剖面的稳定系数有很大差别，而评价中只选择了最危险的一个剖面进行评价，柏林村滑坡滑坡面为圆弧形，并非折线形，但是接近折线段连接光滑的折线形；本次滑坡抗剪强度参数采用滑坡带、滑坡体原状样室内直剪试验测定，属抗剪峰值强度，未进行工程类比和反演分析，鉴于此，评价结果需要与其他方法进行比较分析，通过定性评价以及模糊数学评价，最终结果基本一致。

表1　滑坡抗剪强度取值表

表2　稳定性计算成果表

3　结语

传递系数法适用于天水黄土滑坡稳定性评价，其评价结果满足工程设计精度要求。H1滑坡和H2滑坡在天然状态下，处于基本稳定状态，在饱水和地震状态下，滑坡处于不稳定状态，总体而言，滑坡稳定性比较差。

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TU94+3.2

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1673-1093（2015）10-0091-04

10.3969/j.issn.1673-1093.2015.10.022

李玲玲（1983），女，山东莱州人，工程硕士，讲师，就职于甘肃工业职业技术学院，主要从事水文地质教学及科研工作。

2015-05-21；

2015-06-06