【摘要】滑帶土抗剪強(qiáng)度參數(shù)的確定是滑坡穩(wěn)定性計(jì)算和工程設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)和重點(diǎn),本文根據(jù)滑坡宏觀變形特征確定滑坡穩(wěn)定性狀態(tài),據(jù)此建立合理的反演分析模型,再反算滑帶土抗剪強(qiáng)度參數(shù)。
【關(guān)鍵詞】滑帶土抗剪強(qiáng)度參數(shù);滑坡穩(wěn)定性;反演分析模型
【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.
21.
1、引言
影響滑坡穩(wěn)定性的主要因素包括滑帶抗剪強(qiáng)度參數(shù)(C、φ值)、滑體飽水情況及滑體容重的變化等,其中,滑體容重的確定主要根據(jù)土工試驗(yàn)采用綜合值,因此,其取值相對較準(zhǔn)確,而c、φ值的取值中影響因素較復(fù)雜,因此,本次主要以C、φ值作分析,研究其對滑坡穩(wěn)定性的作用。
目前確定滑帶土抗剪強(qiáng)度參數(shù)(C、φ)值的方法有試驗(yàn)、工程類比和反演分析3種。其中反演分析法是滑坡穩(wěn)定性計(jì)算的逆過程,其根據(jù)滑坡的宏觀變形狀況假設(shè)滑坡的穩(wěn)定性系數(shù),再反算滑帶土抗剪強(qiáng)度參數(shù)。
本文以G234婁底至雙峰公路某段滑坡為例,綜合采用經(jīng)驗(yàn)類比和反演分析方法確定滑帶土的抗剪強(qiáng)度參數(shù),所得到的結(jié)果更為準(zhǔn)確、可靠。
2、滑坡概況
G234婁底至雙峰公路山塘大橋位于雙峰縣立新村山塘境內(nèi),大橋8#墩臺及連接路基段左線區(qū)域自2019年6月份路基壓實(shí)鋪設(shè)瀝青混凝土路面后,經(jīng)夏季暴雨的持續(xù)作用下,至8月份開始左側(cè)邊坡出現(xiàn)裂縫,下挫現(xiàn)象,后施工方組織安全人員巡視,9月份在坡底發(fā)現(xiàn)滑坡出口的凸起。確定為推移式滑坡,雖勘察期未通車,但稍后已通車營運(yùn),潛在威脅滑坡頂G234國道及過往車輛的安全,急需治理。危害對象等級屬二級。該滑坡防治工程等級為Ⅱ級。該項(xiàng)目共計(jì)三個剖面。
3、滑帶土抗剪強(qiáng)度參數(shù)統(tǒng)計(jì)
對滑坡范圍前勘察中的崩塌滑坡點(diǎn)的勘察試驗(yàn)資料進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì),得到本區(qū)滑帶土抗剪強(qiáng)度參數(shù)值,可以用于驗(yàn)證和優(yōu)化反演得到的參數(shù)。
4、穩(wěn)定性計(jì)算方法
根據(jù)場區(qū)分布的巖土性質(zhì)及滑坡變形特征,由于滑動面呈折線型,因此滑坡穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算分析方法采用不平衡推力傳遞系數(shù)法。
5、敏感性分析
選取粘聚力和內(nèi)摩擦角的均值作為基準(zhǔn)參數(shù),當(dāng)一個參數(shù)在某一范圍內(nèi)變化時另外一個參數(shù)不變。
本滑坡選取主滑面5-5剖面工況二(飽水工況)作為計(jì)算的基礎(chǔ),并將粘聚力和內(nèi)摩擦角的均值作為基準(zhǔn)參數(shù),當(dāng)一個參數(shù)在某一范圍內(nèi)變化時另外一個參數(shù)不變。根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果確定參數(shù)變化范圍,參數(shù)變化區(qū)間為(?-3σ,?+3σ),由此求得不同取值情況下的穩(wěn)定性系數(shù),根據(jù)穩(wěn)定性系數(shù)數(shù)據(jù)推算出敏感性分析圖,根據(jù)敏感性分析圖的曲線斜率,計(jì)算粘聚力和內(nèi)摩擦角在同方差范圍內(nèi)對滑坡穩(wěn)定性的影響程度比值ηC:ηφ=1:1.6。
6、確定計(jì)算狀態(tài)和穩(wěn)定性評估指標(biāo)
根據(jù)勘查區(qū)滑坡宏觀變形狀況的描述,判斷該滑坡目前處于微滑的整體變形階段,確定穩(wěn)定性系數(shù)為0.99。
7、反演分析
滑坡反演分析依據(jù)的原理是,當(dāng)荷載條件和滑面抗剪強(qiáng)度參數(shù)與滑坡的實(shí)際情況一致時,相對應(yīng)的最危險滑面,與滑坡的實(shí)際滑面一致。
上面已經(jīng)確定了該滑坡的穩(wěn)定性評估指標(biāo),即已知滑坡的穩(wěn)定性系數(shù),根據(jù)對C和φ值敏感性分析,反演時先確定敏感性小的參數(shù)作為變量,敏感性大的參數(shù)作為應(yīng)變量,因此本次反演將以C作為變量反演計(jì)算φ值。反演分析表見下表。
8、穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果
本次計(jì)算主要是對滑坡5-5剖面進(jìn)行條塊劃分,按折線型不平衡傳遞法系數(shù)進(jìn)行滑坡穩(wěn)定性計(jì)算,其結(jié)果I工況:自重(天然):穩(wěn)定系數(shù)Fs1.003,基本穩(wěn)定。II工況:自重+暴雨,穩(wěn)定系數(shù)Fs0.951,不穩(wěn)定。
結(jié)論:
根據(jù)滑坡抗剪強(qiáng)度參數(shù)、敏感性分析、滑坡宏觀變形特征確定滑坡穩(wěn)定性狀態(tài),據(jù)此建立合理的反演分析模型,再反算滑帶土抗剪強(qiáng)度參數(shù)。在滑帶土抗剪強(qiáng)度參數(shù)反演分析的基礎(chǔ)上,將得到的一系列參數(shù)值與統(tǒng)計(jì)資料進(jìn)行對比分析得到了適合本滑坡的最優(yōu)參數(shù)值,優(yōu)化過程兼顧了滑坡的區(qū)域相似性和個體的特性。
作者簡介:
吳小懷(1985-),男,漢族,廣西樂業(yè)縣人,本科,工程師,研究方向:巖土工程勘查、設(shè)計(jì)工作。