临界状态下反演在某滑坡中的应用

谢名洋 杨旭东

临界状态下反演在某滑坡中的应用

谢名洋 杨旭东

（湖南省勘查设计研究院 湖南长沙 410014）

以张桑高速公路L匝道滑坡为例，采用反演分析方法确定滑带土的抗剪强度参数，再结合室内试验，综合得到滑带土的C、准值，所得到的结果更为准确、可靠。

滑坡；反演；传递系数法

1 引言

在滑坡稳定性计算和工程设计中，滑带土的粘聚力（C）和内摩角（准）取值正确与否至关重要。目前确定滑带土抗剪强度参数（C、准）值的方法有试验、工程类比和反演分析三种。滑带土剪切试验分为现场和室内两种，受试样和试验条件的限制，滑带土试验数据通常很离散，需要进行分析计算来确定。工程类比法在确定滑带土的抗剪强度参数时具有很强的主观性，在确定类比指标时又受到类比滑坡客观条件的限制。反演分析是确定滑带土抗剪强度参数的一种有效的方法，根据滑坡的宏观变形状况假设滑坡的稳定性系数，再反算滑带土抗剪强度参数。

滑坡反演分析依据的原理是，当荷载条件和滑面抗剪强度参数与滑坡的实际情况一致时，滑坡的理论最小稳定系数接近于1；相对应的最危险滑面，与滑坡的实际滑面一致。滑面抗剪强度指标反算的是整个滑面的抗剪强度平均值，虽不是某种具体强度指标（如天然强度、饱和强度、峰值强度、残余强度），但可以作抗剪强度指标校验之用。

本文以张家界至桑植高速公路第四合同段L匝道左侧滑坡滑坡为例，采用反演分析方法确定滑带土的抗剪强度参数，再结合室内试验，综合得到滑带土的C、准值，所得到的结果更为准确、可靠。

2 滑坡概况

2.1 滑坡基本情况及变形特征

滑坡位于在建的张家界至桑植高速公路第四合同段L匝道左侧斜坡上，行政属于张家界永定区桥头乡。滑坡主滑方向为16°。滑坡平面形态呈不规则状，纵向剖面形态为前缘陡、中部及后缘稍缓。滑坡体前缘高程302～309m，后缘高程为330～341m，相对高差25～30m，前缘剪出口至后缘滑体水平长度为40m，斜坡长度约55m，滑体坡度25～40°，前缘宽度约150m，后缘宽度约50m，滑坡面积约5500m2，滑体厚2.7～8.3m，平均厚度5.5m。滑坡体积3.03×104m3，属小型浅层牵引式土质滑坡。

坡体上明显可见的裂缝共8条，裂缝详细情况见表1。

表1 滑坡裂缝统计表

此外，由于局部下滑，滑坡后缘形成高度约1.5m的滑坡壁，在滑坡前缘开挖面上可见明显的错动迹象，整个滑坡体向临空面错动约3cm。

2.2 滑坡物质组成

（1）滑体土：主要由粉质黏土组成，不均匀含8～15%的砾石，揭露层厚2.40～8.00m，平均厚度约5.0m。

（2）滑带土：从钻探和滑坡前缘开挖情况看，滑面位于土岩接触面上，主要由粉质黏土组成，前缘剪出口多处可见擦痕，揭露层厚0.20～0.40m。

（3）滑床主要为志留系中统罗惹坪群（S2lr）砂质页岩，岩层产状76°∠24°，与主滑方向16°为斜向的关系。

3 反演、滑坡参数取值及敏感性分析

3.1 反演

根据滑坡变形迹象及变形特点分析，滑坡变形主要沿基岩和覆盖层接触面，自重+暴雨工况条件下，选取主剖面1-1′作为反演计算剖面。根据《滑坡防治工程设计与施工技术规范》（DZ/T 0219-2006）5.3.3条：滑坡处于整体暂时稳定-变形状态时，Ks=1.00～1.05；滑坡处于整体变形-滑动状态时，Ks=0.95～1.00。本滑坡正处于整体变形-滑坡状态，因此选取Ks=0.95进行反演，反演公式为：

反演结果见表2。

表2 滑面抗剪强度反演分析表

3.2 滑坡参数的取值

计算采用的岩土物理力学参数合理与否，是计算评价滑坡稳定性的关键，其中滑带土的抗剪强度参数C、准取值更是关系重大。滑坡稳定性分析滑面抗剪强度指标C、准值及其它物理力学指标的选取需要根据室内试验、反演分析及参考地区经验综合确定，取值如表3。

表3 滑体及滑面抗剪强度推荐值表

3.3 计算结果

滑带土主要位于土岩接触面上，呈折线性。折线形滑面采用传递系数法进行计算，计算公式采用《滑坡防治工程设计与施工技术规范》（DZ/T 0219-2006）附录A中传递系数法公式，计算结果见表4。

表4 滑坡稳定性计算结果表

在自重工况下，滑坡体处于基本稳定状态；在暴雨工况下，滑坡处于不稳定状态，其沿滑动面滑动的可能性很大，需采取适当工程治理措施。

4 结论

由于滑坡本身即为一大规模的剪切活动，试验本身很难完全模拟真实的自然条件，反演分析法综合性好，能将考虑欠缺的外部作用因素融入反算的抗剪强度中，虽然滑面抗剪强度指标反算的是整个滑面的抗剪强度平均值，虽不是某种具体强度指标（如天然强度、饱和强度、峰值强度、残余强度），但可以作抗剪强度指标校验之用。因此，滑面抗剪强度指标C、准值及其他物理力学指标的选取需要根据室内试验、反演分析及参考地区经验综合确定。

[1]萝莉，肖裕民.遗传算法在滑坡抗剪强度参数反演中的应用[J].公路交通技术，2005，2（1）.

[2]陈星光.反演分析法在滑坡治理中的应用[J].山西建筑，2014，5（15）.

U417.1

A

1004-7344（2016）31-0185-02

2016-10-19

谢名洋（1983-），男，工程师、一级建造师，硕士，主要从事岩土工程等工作。

杨旭东（1983-），男，工程师，本科，主要从事岩土工程等工作。