李 金,王永勝,陳 勇
(1.中廣核工程有限公司核電安全監(jiān)控技術(shù)與裝備國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,廣東 深圳 518172;2.長(zhǎng)江三峽勘測(cè)研究院有限公司(武漢),湖北 武漢 430074)
在自然歷史發(fā)展下,隨著地質(zhì)構(gòu)造的作用形成的具有臨空面的地質(zhì)體被稱為斜坡(又稱為邊坡),這些邊坡都有相應(yīng)的高度與傾角。在漫長(zhǎng)的地質(zhì)歷史時(shí)期中,即使是穩(wěn)定的邊坡也容易受到各種各樣的內(nèi)力或外力作用影響而導(dǎo)致邊坡失去其本身的穩(wěn)定性,其結(jié)果將導(dǎo)致邊坡沿著某個(gè)滑動(dòng)面發(fā)生位移變化,嚴(yán)重者甚至?xí)?duì)人類的生命財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成威脅。我國(guó)是一個(gè)多山地的國(guó)家,有三分之二的土地是山地丘陵地貌,這也帶來(lái)了大量的自然邊坡與人工邊坡,人們不可避免需要與這些邊坡相接觸,每年都有大量的滑坡災(zāi)害發(fā)生[3]?;碌刭|(zhì)災(zāi)害問(wèn)題已經(jīng)成為了我國(guó)發(fā)生最頻繁、分布最廣泛、危害性和損失最大的地質(zhì)災(zāi)害。
伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展,人類的活動(dòng)范圍不斷擴(kuò)大,在土地資源有限的影響下,人們不得不在一些地質(zhì)條件不良的區(qū)域進(jìn)行工程建設(shè)活動(dòng),加劇了因邊坡失穩(wěn)造成的破壞?;聻?zāi)害對(duì)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)、人民生命安全的威脅性極大,繼續(xù)加大對(duì)其重視程度刻不容緩。由于影響滑坡穩(wěn)定性的影響因素有很多,各個(gè)因素的影響程度往往又有很大的差異,因此對(duì)滑坡失穩(wěn)破壞的變形演化過(guò)程進(jìn)行量化十分困難,同時(shí)也增加了對(duì)滑坡災(zāi)害防治的難度。因此,研究滑坡的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法,給出滑坡穩(wěn)定的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則對(duì)于后期邊坡的預(yù)防治理,減少滑坡災(zāi)害的影響具有十分重要的意義[1]。
滑坡災(zāi)害作為一種最為常見(jiàn),并且分布范圍最廣的自然災(zāi)害,早已引起各國(guó)工程技術(shù)人員的極大關(guān)注。由于早期科學(xué)技術(shù)的缺乏,對(duì)邊坡穩(wěn)定性的研究多停留在以長(zhǎng)期觀測(cè)資料為基礎(chǔ)的定性分析,這種方法誤差較大,且沒(méi)有統(tǒng)一的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。20 世紀(jì)60 年代初,隨著科學(xué)技術(shù)水平的發(fā)展,人們將力學(xué)機(jī)制更深入地應(yīng)用到了對(duì)滑坡穩(wěn)定性的計(jì)算之中,這期間剛體極限平衡法得到了普遍應(yīng)用。進(jìn)入80 年代以來(lái),隨著計(jì)算技術(shù)水平的快速發(fā)展,各種簡(jiǎn)便的分析算法應(yīng)用到了滑坡的穩(wěn)定性分析計(jì)算之中,使得越來(lái)越多的數(shù)值分析方法得到發(fā)展。隨著新的理論與計(jì)算分析方式地提出,越來(lái)越多的工程師與學(xué)者將這些先進(jìn)的方法采用到了對(duì)邊坡穩(wěn)定性分析的研究當(dāng)中,他們努力嘗試尋求更為貼切的方式對(duì)邊坡進(jìn)行最為精確的模擬分析,以期得到最為合理的結(jié)果。本文將采用極 限平衡法對(duì)滑坡的穩(wěn)定性進(jìn)行研究分析[2]。
金牛湖風(fēng)景區(qū)項(xiàng)目位于金牛山北麓中段,該滑坡山體總體山勢(shì)東高西低,坡度上陡下緩。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)踏勘調(diào)查,滑坡后緣明顯,滑坡后緣張拉開(kāi)裂,下挫規(guī)模較大,總長(zhǎng)約270m,平均高程70m,最大高程74.2m,下錯(cuò)高差1.5m?;潞缶壣喜可襟w覆蓋層較薄,距上方后緣20m 左右即有基巖出露,下部滑坡土體堆積厚度較大?;录舫隹跇?biāo)高約22m。滑坡相對(duì)高差約35~52m,滑坡東西向?qū)?90m,長(zhǎng)200m,滑坡區(qū)投影面積約58000m2,根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害勘查,滑體平均厚度為5m,總滑坡方量約290000m3,屬中型土質(zhì)滑坡[3]。
根據(jù)地質(zhì)剖面測(cè)繪及鉆探等資料揭露,滑坡體組成物質(zhì)主要為填土、耕植土、粉質(zhì)粘土。填土主要為環(huán)山路路基,由水泥、黃沙、石子攪拌而成;耕植土結(jié)構(gòu)較松散,厚度較薄,平均厚度1.5m,夾含植物根莖;粉質(zhì)粘土粘粒含量高,呈硬塑狀態(tài)。同時(shí)粉質(zhì)粘土下部強(qiáng)風(fēng)化安山巖,呈砂土狀,透水性良好,遇水后強(qiáng)度急劇降低;由于下部強(qiáng)風(fēng)化安山巖的透水性較好,且邊坡上部基巖裸露,使得該層匯水能力強(qiáng),這會(huì)使得上部粉質(zhì)粘土層在水的作用下強(qiáng)度降低,因此可以判斷滑面主要位于粉質(zhì)粘土與強(qiáng)風(fēng)化安山巖的土巖交界面。在該滑坡范圍內(nèi)設(shè)置幾個(gè)測(cè)斜孔,通過(guò)其在不同時(shí)間內(nèi)不同深度的位移情況可以大致判斷邊坡的滑動(dòng)面位置基本位于粉質(zhì)粘土與強(qiáng)風(fēng)化安山巖的土巖交界面,符合邊坡滑動(dòng)的常見(jiàn)情況。
該滑坡的形成受地形地貌、地質(zhì)環(huán)境背景、氣候降雨及人類工程活動(dòng)等多種因素控制和影響。地形地貌、地質(zhì)環(huán)境背景是其形成的基礎(chǔ)條件,氣候降雨等外在因素往往是促進(jìn)其發(fā)展的誘導(dǎo)因素。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘調(diào)查結(jié)合相關(guān)勘查資料,該滑坡山體地形呈現(xiàn)上陡下緩的形態(tài)?;麦w主要由粉質(zhì)粘土組成,下伏基巖為強(qiáng)~中風(fēng)化安山巖,基巖面近似同山體地形呈上陡下緩狀態(tài)。岸坡長(zhǎng)期受湖水的沖刷;同時(shí)滑坡中部進(jìn)行過(guò)道路建設(shè),人為改變坡體原有地形改造,使局部坡體處于臨空狀態(tài)。隨著降雨長(zhǎng)期的沖刷,山體上部土體受雨水裹挾向下部匯集,最終沉積于滑坡體中上部,使得滑坡體中上部土層覆蓋層較厚;同時(shí),由于滑坡區(qū)上部基巖面裸露,區(qū)域內(nèi)匯水面積、匯水量較大,降水極易沿滲透性良好的強(qiáng)風(fēng)化巖層入滲并匯集,強(qiáng)風(fēng)化安山巖風(fēng)化強(qiáng)烈呈砂土狀,遇水后結(jié)構(gòu)易破壞,抗剪強(qiáng)度急劇降低,此外還使得上覆粉質(zhì)粘土層在水的影響下抗剪強(qiáng)度降低,最終上覆土層在飽和自重及地下水滲流等作用影響下發(fā)生下滑?;瑒?dòng)土體變形擠壓下部土體,使得下部土體下滑力增大,當(dāng)下部土體抗滑力難以維持坡體穩(wěn)定時(shí)便隨上部滑體一并下滑,最終促使該處發(fā)生滑坡。
由以上分析,該滑坡的形成主要是由于長(zhǎng)期的降雨條件下,使得邊坡上部土體堆積在中上部,滑坡上部基巖裸露使得雨水更易聚集在強(qiáng)風(fēng)化層,降低了上部粉質(zhì)粘土的抗剪強(qiáng)度。如果滑坡發(fā)生整體失 穩(wěn)產(chǎn)生滑動(dòng),將直接威脅區(qū)內(nèi)居民的生產(chǎn)和生活、影響災(zāi)后重建工作,給當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)建設(shè)造成不必要的損失。由此可見(jiàn),滑坡是巖土工程領(lǐng)域極富挑戰(zhàn)性的問(wèn)題,加強(qiáng)對(duì)滑坡穩(wěn)定性分析方法的研究具有重要意義。
利用極限平衡法對(duì)邊坡進(jìn)行穩(wěn)定性分析計(jì)算是目前最成熟簡(jiǎn)便的一種方法,其結(jié)果較為可靠。雖然極限平衡法的計(jì)算方法種類有很多,但無(wú)論采用哪一種方法,其根本目的在于求解邊坡的穩(wěn)定性安全系數(shù),這樣才能給邊坡是否穩(wěn)定確認(rèn)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),以此來(lái)對(duì)邊坡的后續(xù)治理防護(hù)提供一個(gè)可應(yīng)用的數(shù)據(jù)?;趶?qiáng)度儲(chǔ)備的安全系數(shù)、超載儲(chǔ)備安全系數(shù)以及下滑力超載儲(chǔ)備安全系數(shù)是當(dāng)前對(duì)邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)采用最為普遍的三種穩(wěn)定性安全系數(shù),其表達(dá)式分別為:
基于強(qiáng)度儲(chǔ)備的安全系數(shù)Fs1:
超載儲(chǔ)備安全系數(shù)Fs2:
下滑力超載儲(chǔ)備安全系數(shù)Fs3:
式1~3 中,c 是滑坡體的粘聚力、σ 是滑坡沿滑動(dòng)面的法向應(yīng)力、? 是內(nèi)摩擦角、l 是滑線長(zhǎng)度、τ 是下滑力。
其中基于強(qiáng)度儲(chǔ)備的安全系數(shù),是采用降低邊坡巖土體強(qiáng)度直到邊坡處于失穩(wěn)邊緣,來(lái)確定安全系數(shù)的;超載儲(chǔ)備安全系數(shù)是利用荷載的逐級(jí)增大,直到邊坡失穩(wěn),增大比例即為所欲求得的安全系數(shù);下滑力超載儲(chǔ)備安全系數(shù)即是通過(guò)增大下滑力但不增大抗滑力,使得邊坡失穩(wěn)來(lái)計(jì)算安全系數(shù)。邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算的方法有許多,不同的方法其采用的安全系數(shù)計(jì)算方式也有所區(qū)別,在本文中所利用的傳統(tǒng)的極限平衡法常采用的安全系數(shù)是下滑力超載儲(chǔ)備安全系數(shù),而采用的FLAC-3D 法其內(nèi)嵌的強(qiáng)度折減系數(shù)法則采用的是另一種安全系數(shù)即強(qiáng)度儲(chǔ)備安全系數(shù)。
FLAC-3D 軟件采用的是強(qiáng)度儲(chǔ)備安全系數(shù),也被稱為強(qiáng)度折減安全系數(shù)。是將邊坡視為一個(gè)整體,對(duì)邊坡的強(qiáng)度指標(biāo)進(jìn)行一定比例的縮減,通過(guò)得到邊坡土體沿某一滑動(dòng)面滑移破壞時(shí)的折減比例來(lái)確定其穩(wěn)定性安全系數(shù)的方法。但是,在實(shí)際工程中,滑動(dòng)面不同部位的強(qiáng)度折減安全系數(shù)并不相同,該方法并不能完全反映滑坡體的穩(wěn)定性系數(shù)真實(shí)值,其獲得的結(jié)果只能視作整個(gè)滑動(dòng)面上各點(diǎn)安全系數(shù)的平均值。
目前極限平衡法在均勻土質(zhì)邊坡和巖質(zhì)邊坡中的應(yīng)用較為廣泛。對(duì)于土質(zhì)邊坡而言,圓弧法是最為常見(jiàn)的一種分析方法,通過(guò)簡(jiǎn)單的力學(xué)方法并結(jié)合一些對(duì)邊坡穩(wěn)定性影響較小的力學(xué)假設(shè)來(lái)計(jì)算出安全系數(shù)。對(duì)于極限平衡法來(lái)說(shuō),滑動(dòng)面的確定十分重要。早期對(duì)極限平衡法滑面的假定為一個(gè)圓弧面,但實(shí)際上它的形狀可是圓弧面、平面、折線或者其他不規(guī)則曲面。由于滑動(dòng)面的不確定性,為了得到邊坡的實(shí)際穩(wěn)定性狀況,往往需要對(duì)多個(gè)滑面進(jìn)行計(jì)算以便獲得最危險(xiǎn)的滑面位置。目前常見(jiàn)的極限平衡法有瑞典條分法、畢肖普法、Janbu 法、Morgenstern-Price 法。
4.2.1 數(shù)值分析方法
第一類是有限單元法,這是是一種基于連續(xù)介質(zhì)力學(xué)的分析方式。它通過(guò)把研究區(qū)域劃分為有限個(gè)小區(qū)域,并將其稱為單元,單元間的連接點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn)。通過(guò)把邊坡模型進(jìn)行單元離散化來(lái)對(duì)各個(gè)單元進(jìn)行分析求解,結(jié)合邊界條件以此來(lái)獲得邊坡單元的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系和整體邊坡的屈服區(qū)域。有限元分析方法考慮到了邊坡的應(yīng)力和應(yīng)變間的本構(gòu)關(guān)系,相比于極限平衡法更為精確,并不受邊坡形狀和材料的干擾限制。有限元的求解結(jié)果能夠簡(jiǎn)便直觀地得到邊坡的應(yīng)力、位移和應(yīng)變?cè)隽康刃畔?,這是極限平衡理論難以獲得的,可見(jiàn)有限元分析方法是一種較為理想的分析邊坡穩(wěn)定性的分析方式。但其在對(duì)邊坡模型的構(gòu)造、邊界條件的選擇、初始應(yīng)力狀態(tài)和彈塑性本構(gòu)關(guān)系的確定方面有著一定的難度,該方法的缺陷是不能很好地去求解非連續(xù)介質(zhì)問(wèn)題,對(duì)于大變形問(wèn)題的解答誤差往往很大。隨著研究的不斷深入,有限元在邊坡穩(wěn)定性分析中得到了迅速的發(fā)展,目前基于該方法的應(yīng)用有圓弧搜索法和強(qiáng)度折減法等。有限元圓弧搜索法利用有限元這一計(jì)算方法較為準(zhǔn)確地得到了邊坡的下滑力和抗滑力。強(qiáng)度折減法是在利用該方法對(duì)邊坡進(jìn)行分析時(shí),不斷縮減巖土體的強(qiáng)度參數(shù)來(lái)得到邊坡的穩(wěn)定性系數(shù)。這一方法的優(yōu)勢(shì)是不需要去提前確定一個(gè)虛擬的滑動(dòng)面,應(yīng)用性很強(qiáng)。通過(guò)對(duì)目前主流的幾種邊坡穩(wěn)定性計(jì)算方法進(jìn)行分析對(duì)比,在對(duì)滑坡的穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果分析中得出有限元法是一種計(jì)算精度高,并能模擬出狀態(tài)變化的實(shí)用性強(qiáng)的邊坡穩(wěn)定性分析方法[4]。
有限元法的研究對(duì)象往往是連續(xù)介質(zhì),但實(shí)際的巖土體卻是一種非連續(xù),各項(xiàng)異性的材料,為了能更真實(shí)地模擬計(jì)算邊坡的穩(wěn)定性,處理非連續(xù)介質(zhì)的數(shù)值分析方法得到了十足的發(fā)展。這其中有Cundall(1979)提出的分析非連續(xù)性顆粒狀材料性質(zhì)的新型方法DEM 方法(離散單元法)和以此為基礎(chǔ)發(fā)展出來(lái)的FLAC 法(快速拉格朗日法),這一方法能夠有效地去處理那些非連續(xù)性材料,適用于土質(zhì)邊坡的實(shí)際情況。石根華(1988)在離散元的基礎(chǔ)上提出了一種適合處理非連續(xù)節(jié)理化巖土的方法DDA 方法(非連續(xù)變形分析方法)。石根華結(jié)合流形中的有限覆蓋技術(shù)建立了流形方法,使得連續(xù)變形與非連續(xù)變形問(wèn)題的統(tǒng)一分析成為可能。在邊坡穩(wěn)定性分析中,非確定性分析方法的應(yīng)用也較為普遍,如可靠性分析、灰色系統(tǒng)理論、系統(tǒng)分析方法等。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展,基于GIS 與GPS 的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)也逐漸在邊坡穩(wěn)定分析中得到了大量的應(yīng)用發(fā)展。
4.2.2 Ordinary 法
Ordinary 法是邊坡穩(wěn)定性分析計(jì)算中最早的極限平衡法,又叫Fellenius 法即瑞典條分法。這種方法將條塊重量在滑面法向的分解量作為滑面的法向力。該方法假設(shè)滑動(dòng)面為圓弧面,且對(duì)土條側(cè)向的力合力方向與土條的底面平行。該方法通過(guò)建立土條底面法線方向靜力平衡方程和力矩平衡方程,確定安全系數(shù)Fs:
在均質(zhì)土中取寬度相同的土條,則可將上述公式簡(jiǎn)化為:
式4~5 中,MR為抗滑力、MS為下滑力、c 為粘聚力、? 為內(nèi)摩擦角、li為第i 條塊底面長(zhǎng)度,L 為圓弧滑面的弧長(zhǎng)、iW 為第i 條塊重量、γ 為土條重度、b 為土條底面寬度、ih 為第i 條塊側(cè)向高度、αi為第i 條塊土條重力方向與滑動(dòng)面法向方向的夾角。
通過(guò)假定不同的滑動(dòng)面位置,找到的最小Fs 極為該滑坡的穩(wěn)定性系數(shù)。但由于該法忽略了條塊體之間的作用力,不能滿足所有的平衡條件,由此算出的穩(wěn)定性安全系數(shù)偏低。Ordinary 法只是考慮了下滑力矩與抗滑力矩的平衡,沒(méi)有對(duì)臨界滑動(dòng)面及最小安全系數(shù)進(jìn)行深入的研究,而Slope/W 軟件基于有限元方法可以得到一系列單元體的安全系數(shù),以此作出等值線來(lái)確認(rèn)邊坡的臨界滑動(dòng)面,提高了該方法的精度[5,6]。
4.2.3 畢肖普法
畢肖普法是1955 年畢肖普基于瑞典條分法進(jìn)行優(yōu)化而得出的一種計(jì)算方式,這種方法保留了瑞典條分法對(duì)滑面現(xiàn)狀的假設(shè)和求解安全系數(shù)的平衡條件。相比于瑞典條分法,該方法考慮了土條兩側(cè)的作用力和土條底部法向力,主要是對(duì)條間作用力在法線方向的作用。對(duì)于多余的未知力進(jìn)行假定,假定土體切向力為0 且在土條兩側(cè)所受到的作用力方向是水平方向。
通過(guò)對(duì)圓心的力矩平衡解得的安全系數(shù)Fs 為:
式6~7 中,mαi為第i 個(gè)條塊計(jì)算系數(shù)、αi為第i 個(gè)條塊底部?jī)A角、Wi第i 個(gè)條塊重量、為第i個(gè)條塊粘聚力、為第i個(gè)條塊有效內(nèi)摩擦角、ib 為第i個(gè)條塊長(zhǎng)度、μi為第i個(gè)條塊孔隙水壓力。
Bishop 法考慮了條塊兩側(cè)的反力,但均假定反力為水平方向,該方法也只是滿足了力矩平衡和沿條塊垂直方向力的平衡,沒(méi)有對(duì)臨界滑動(dòng)面及最小安全系數(shù)進(jìn)行深入的研究,而Slope/W軟件基于有限元方法可以得到一系列單元體的安全系數(shù),并以此作出等值線來(lái)確認(rèn)邊坡的臨界滑動(dòng)面,提高了該方法的精度。
4.2.4 Janbu 法
瑞典條分法和畢肖普法都是假定滑動(dòng)面為圓弧狀或近似圓弧狀,這兩種方法主要的研究對(duì)象為土質(zhì)邊坡,但在實(shí)際工程中滑坡并不一定都是圓弧狀的滑動(dòng)面。Janbu 法可以滿足所有的靜力平衡條件,是嚴(yán)格的方法之一,這種方法解決了滑動(dòng)面不是圓弧狀的問(wèn)題。在該方法采用的假定條件是假定了條間作用力的位置在土條底面以上1/3 高度,對(duì)每個(gè)土條進(jìn)行水平和垂直方向上力的平衡計(jì)算,結(jié)合摩爾庫(kù)倫破壞準(zhǔn)則解得該方法的穩(wěn)定性系數(shù)為:
式中mi為:
式8~9 中,im 為第i 個(gè)條塊計(jì)算系數(shù)、αi為第i 個(gè)條塊底部?jī)A角、iW 第i 個(gè)條塊重量、ci為第i 個(gè)條塊粘聚力、?i為第i 個(gè)條塊內(nèi)摩擦角、ib 為第i 個(gè)條塊長(zhǎng)度、?Xi為第i 個(gè)條塊條間切向力。
該方法需要采用迭代的計(jì)算方式逐步逼近真實(shí)的穩(wěn)定性安全系數(shù)Fs。Janbu 法同時(shí)考慮了力和力矩平衡條件,且計(jì)算過(guò)程可以通過(guò)手算或編寫相應(yīng)的程序來(lái)得到結(jié)果,精確度較高。但是在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中有可能遇到不收斂情況,需要注意。Janbu 法適用于非圓弧型滑動(dòng)情況,公該方法滿足了力和力矩的平衡條件,較為精確。但是如果土條內(nèi)摩擦角較小或者是條塊的寬度太小都將可能使得計(jì)算結(jié)果出現(xiàn)不收斂現(xiàn)象。
4.2.5 Morgenstern-Price 法
Morgenstern-Price 法也是一種同時(shí)滿足力與力矩平衡條件的分析方法,它將滑動(dòng)面,條塊重力以函數(shù)關(guān)系式表現(xiàn)出來(lái),例如它用函數(shù)y=z(x)表示邊坡滑移體的坡面線:(x)表示邊坡滑動(dòng)體推力作用線。Morgenstern-Price 法是當(dāng)前用來(lái)對(duì)具有圓弧狀滑動(dòng)面邊坡計(jì)算方法中最為嚴(yán)格的一種算法。陳祖煌擴(kuò)展了這一方法的算法,通過(guò)最優(yōu)化的方法獲得臨界滑動(dòng)面,并通過(guò)編制了有關(guān)的程序來(lái)進(jìn)行求解計(jì)算。Spencer 法是Morgenstern-Price 法的一個(gè)特例。
4.2.6 剩余推力法
剩余推力法是我國(guó)工程技術(shù)人員自主創(chuàng)立的一種穩(wěn)定性分析方法,該方法又被稱為傳遞系數(shù)法或不平衡推力法。這種穩(wěn)定性計(jì)算方法簡(jiǎn)單方便而且能夠?yàn)檫吰碌闹卫碓O(shè)計(jì)提供所需要的下滑推力,被廣泛應(yīng)用到了我國(guó)水利工程、交通工程中的滑坡治理分析。這種方法常用來(lái)進(jìn)行滑動(dòng)面為折線型的邊坡穩(wěn)定性計(jì)算。該方法假設(shè)滑動(dòng)體單元內(nèi)部不會(huì)有相互擠壓力,即各單元屬于剛性體,來(lái)自上一個(gè)單元的剩余下滑力方向與上一單元的底面平行且單元間只傳遞壓力,沒(méi)有拉力,即當(dāng)任意單元的推力為負(fù)值時(shí),它對(duì)下一單元的傳遞推力為0。最終得到的滑坡穩(wěn)定性安全系數(shù)表達(dá)式為:
式10~11 中,K 為安全系數(shù)、Si為第i 個(gè)條塊抗滑力、Ψj為第i 個(gè)條塊傳遞系數(shù)、iT 為第i 個(gè)條塊下滑力、αi第i 個(gè)條塊底部?jī)A角。
滑坡地質(zhì)災(zāi)害在天然狀態(tài)下穩(wěn)定,在強(qiáng)降雨?duì)顟B(tài)下容易發(fā)生滑動(dòng),體現(xiàn)了降雨對(duì)滑坡地質(zhì)災(zāi)害的影響很大。降雨入滲后,一方面增加了巖土的重度,加大了坡體重量,另一方面使巖土體的抗剪強(qiáng)度降低,加速了滑坡的產(chǎn)生。鑒于此,本文通過(guò)極限平衡法對(duì)地質(zhì)滑坡進(jìn)行了穩(wěn)定性分析,利用極限平衡法來(lái)求得邊坡的穩(wěn)定性系數(shù),以此判斷滑坡的穩(wěn)定性。