反演法在滑坡稳定性评价中的应用分析

周维星，吴 易

（贵州有色地质工程勘察公司，贵州 贵阳 550002）

在滑坡稳定性分析中，滑带土力学参数的选取正确与否十分重要。反演分析可有效确定滑带土抗剪强度指标，通过反演分析计算得到的抗剪强度指标更加符合滑坡变形特征，其参数可作为试验数据选取的参考。

本文以某地区滑坡为例，通过采用反演分析法得到滑带土抗剪强度参数更准确合理，对滑坡稳定性分析及支护设计提供了合理参数。

1 工程概况

因项目建设场平过程中对其所处的斜坡地段进行了切坡，形成切坡高度23m～29m、坡度50°～60°，长约80m边坡。受长时间强降雨影响，边坡坡体出现整体蠕变滑移及工程切坡面的小型局部滑塌等滑坡迹象，坡体后缘坡顶出现总体贯通最宽约50cm的裂缝、坡体表面部分树木、电杆出现倾斜、坡体表面部分地段出现较窄裂隙，严重威胁坡体下方建设人员安全。出露岩土体主要为残坡积含碎石、块石粉质粘土（Qcol+dl）、寒武系上统三都组（∈3s）为薄-中厚层状泥质灰岩、薄层状泥岩。该滑坡高程范围位于425m～495m，主滑方向最大长度约100m，滑体最大宽度约140m，厚10m～20m，平均厚16m，面积约9100m2，体积约8.2×104m3，主滑方向259°，主要为表层残坡积土层与强风化泥岩的中浅层土质滑坡，滑面为折线型。滑体为残坡积含碎石、块石粉质粘土及强风化泥岩岩块（屑），滑床寒武系上统三都组（∈3s）泥岩的强风化或中风化岩面。

2 参数统计

根据现场勘察取样，室内试验得到试验参数如表1、表2所示。

表1 各土层物理力学指标统计表（试验值）

①-1粉质粘土6 γ（kN/m3） 16.2～17.1 16.7 0.04 0.02 c(kPa) 28.5～39.8 33.5 4.34 0.13 0.89 29.9 φ(° ) 7.1～11.5 9.7 1.98 0.20 0.83 8.0②-1强风化泥岩6 γ（kN/m3） 19.1～19.7 19.3 0.02 0.01 c(kPa) 31.3～38.0 33.0 2.37 0.07 0.94 31.0 φ(° ) 10.7～19.9 13.3 3.28 0.25 0.80 10.5

表2 岩石物理力学指标统计表

3 稳定性计算

3.1 实测剖面验证

将上述统计得出的各土层物理力学参数代入场地典型实测剖面进行滑坡稳定性计算验证，以确定室内实验成果的可靠性。其中：残坡积粉质粘土层采用图1剖面按滑坡沿粉质粘土底面滑动进行验证、强风化泥岩采用图2剖面按滑坡沿强风化泥岩底面滑动进行验证，采用折线形滑面传递系数法计算。各土层实测剖面计算验证简图如下，计算验证过程及结果参见表3。

3.1.1 粉质粘土层滑移计算验证

经计算验证，滑坡沿残坡积粉质粘土层底部滑移破坏的稳定性系数为1.05，该种地质模型下其处于极限稳定状态。故上述计算结果与现场实际基本吻合，残坡积粉质粘土的室内物理力学指标统计结果较为可靠。

表3 图1剖面计算验证过程及结果表

表4 图2剖面按滑坡沿强风化泥岩底面滑动计算验证过程及结果表

表5 1—1’剖面按滑坡沿强风化泥岩底面滑动反演计算过程及结果表

表6 2—2’剖面按滑坡沿强风化泥岩底面滑动反演计算过程及结果表

3.1.2 强风化泥岩滑移计算验证

经计算验证，滑坡沿强风化泥岩底部滑移破坏的稳定性系数为0.62，该种地质模型下其处于不稳定状态且应已发生远距离整体滑移。根据现场实际，滑坡仅在后缘土体中出现宽度较大的裂缝、前缘未发现剪出口，滑坡尚未发生较远距离的滑移，故上述计算结果与现场实际不吻合。

3.2 反演分析

根据现场强风化泥岩在开挖探井及钻探揭露的岩性状态可知，场地强风化泥岩主要以碎块状为主、间夹大小不均的中风化透镜块体，故滑坡潜在滑面的内摩擦角φ值比较敏感。根据现场实际地质情况结合相同地层岩性、邻近工程的工程经验，强风化泥岩的粘聚力c值室内试验指标统计结果较为可靠。参照《滑坡防治工程勘查规范》（DZ T 0218-2006）12.2.4条，将强风化泥岩的粘聚力c值确定，取室内试验统计结果c=31kPa、利用2条实测剖面按《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）附录A（A.0.3）反演计算强风化泥岩滑动面的内摩擦角φ值，根据现场实际及《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）附录A（A.0.3）反演结果需使第n条块单位宽度剩余下滑力Pn等于或接近0。因该滑坡处于蠕变阶段，故反演时取滑坡稳定性系数Fs=0.95。反演计算简图如下，反演计算分析过程及结果参见表5、表6。

强风化泥岩滑移反演计算（1—1’剖面）：

因滑坡处于蠕变阶段，取滑坡沿强风化泥岩底部滑移破坏的稳定性系数为0.95，上述反演计算得到2个强风化泥岩内摩擦角，按最不利条件采用低值，故得出强风化泥岩粘聚力c=31kPa、内摩擦角φ=26.7°。

4 结语

受取样条件限制，通过试验手段确定的滑带土抗剪强度指标与实际滑体特征可能存在较大差异，采用反演法，将滑体假定位临界滑动极限状态，给定c、ψ其中一个值，求另一个值，所求得参数更加逼近真实值，更符合实际工程地质情况，对滑坡体治理支护体系选型具有良好作用。