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        基于傳遞系數(shù)法的滑坡穩(wěn)定性分析和評價

        2019-12-05 03:27:12錢玲玲
        中國建材科技 2019年3期
        關(guān)鍵詞:塊段滑面滑體

        錢玲玲

        (甘肅工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,甘肅 天水 741025)

        1 滑坡概況

        研究區(qū)滑坡位于甘肅省中部臨夏回族自治州西部、黃河南岸,地處黃土高原與青藏高原交匯地帶?;碌靥幥鹆甑貛钋械臏瞎壬嫌?,支溝發(fā)育,相對高差80~120m。丘陵上部地形較為緩和,粱峁相間,溝道切割深度20~40m,溝坡坡度上部15~25°,下部40~60°?;绿幮逼缕赂?0m,坡面呈折線型,坡向210°?;缕矫嫘螒B(tài)呈“舌”狀,平均坡度為30°,后壁坡度在35~40°之間?;麦w長900m,平均寬度800m,體積達(dá)146.88×104m3,為大型滑坡?;麦w中部發(fā)育一小沖溝,切蝕深度為10~12m,溝道內(nèi)有季節(jié)性流水,溝道兩側(cè)均為梯田。據(jù)踏勘分析,滑坡體后緣變形較明顯,在滑坡體后緣建筑物上沿滑動方向形成明顯的拉張裂縫,寬度0.3~0.5m,坡體上的樹木不同程度的歪斜。

        2 滑坡巖土體特征

        根據(jù)巖土體成因類型及結(jié)構(gòu)將調(diào)查區(qū)滑坡巖土體從上至下分為三層:梁頂及緩坡覆蓋第四系上更新統(tǒng)粉質(zhì)粘土,呈灰黃色、褐紅色,無層理,土體隨原始地形起伏,厚度變化較大,其成份主要由石英和長石組成。黃土結(jié)構(gòu)疏松,垂向節(jié)理發(fā)育,土體孔隙率高,通常多在39%~55.6%,平均達(dá)48%,粉土顆粒含量可達(dá)63%。濕陷系數(shù)為0.023~0.117,屬強(qiáng)至輕弱級,近地表濕陷性強(qiáng),向下漸弱。內(nèi)聚力(c)為3.9~14.7kPa,隨含水率而變化,內(nèi)磨擦角約29°。年內(nèi)濕度變化較大,降雨期土體呈飽和狀,軟塑~可塑;中部滑體為第四系全新統(tǒng)滑坡堆積物,主要成分為泥巖、砂巖風(fēng)化殘積物,經(jīng)后期滑動而呈混合堆積特征,為擾動土層,土體裂隙發(fā)育,結(jié)構(gòu)松散,透水性強(qiáng),遇水易軟化,厚3~5m;下部為新近系紫紅色泥巖、砂巖,具層理構(gòu)造,塊狀結(jié)構(gòu),產(chǎn)狀近水平,巖體成巖程度較低,抗風(fēng)化能力較差,風(fēng)化后為粘性土,巖體透水性較差。滑坡區(qū)地下水具明顯的季節(jié)性特征,枯水年或枯水季節(jié)幾乎沒有地下水出露,豐水期則有較多地下水溢出,主要原因是上層松散層較薄,僅1.0~1.5m,切裂隙發(fā)育,透水性較好,降水易入滲形成潛水,下伏泥巖為相對隔水層,地下水在松散覆蓋層與基巖的接觸面上形成飽水帶,由高處向低處流動,至陡坎處基巖出露處溢出,往往引發(fā)形成滑坡,使滑坡失穩(wěn)滑動。

        3 滑坡變形機(jī)理

        經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查,該滑坡的主要引發(fā)因素為強(qiáng)降雨。在降雨季節(jié),大量降水不能很快排泄,增加了降水入滲,表層風(fēng)化巖體含水量增加,致使其長期處于飽和狀態(tài),增加了土體重力。且在下伏巖面地下水聚集形成泥質(zhì)軟化帶,在重力作用下發(fā)生蠕動,在滑體自身推理作用下最終破壞力的平衡,產(chǎn)生滑坡。目前該滑坡前緣溝岸陡峭,臨空面高;后緣滑壁較陡,滑體平臺、凹陷較為明顯;滑體上裂縫發(fā)育,遇降雨蠕動較為明顯;滑體上人類活動較為強(qiáng)烈。

        4 滑坡穩(wěn)定性評價

        根據(jù)滑坡的特征,對滑坡的穩(wěn)定性分析采用整體穩(wěn)定性分析評價[1]。對整個滑坡體,依據(jù)典型的主滑斷面,按勘查結(jié)果確定滑移模式,運(yùn)用傳遞系數(shù)法進(jìn)行計(jì)算,評價滑坡的穩(wěn)定性,為滑坡地質(zhì)災(zāi)害的防治提供依據(jù)[2]。

        4.1 評價方法

        根據(jù)室內(nèi)資料分析,調(diào)查區(qū)滑坡滑面呈折線型,計(jì)算方法采用傳遞系數(shù)法,計(jì)算公式如下:

        式中:

        Wi—第i塊滑體的重量(kN/m);

        TDi—滲透壓力產(chǎn)生的平行滑面分力;

        RDi—滲透壓力產(chǎn)生的垂直滑面分力;

        ci—第i塊段滑面凝聚力(kPa);

        φi—第i塊段滑面內(nèi)摩擦角(°);

        Li—第i塊段滑面長度(m);

        αi—第i塊段滑面傾角(°);

        A—地震加速度(重力加速度g);

        rU—孔隙壓力比;

        Ψj—第i塊滑體的剩余下滑力傳遞至第i+1 塊時的傳遞系數(shù),即:

        4.2 計(jì)算參數(shù)及計(jì)算工況

        根據(jù)調(diào)查選取了兩處計(jì)算斷面,勘察分析后得到滑坡滑體土物理力學(xué)參數(shù)建議值,參數(shù)如表1所示。選取了三種工況進(jìn)行計(jì)算分析,分別是工況一自重條件,工況二自重條件+地震,工況三自重條件+暴雨。

        表1 滑坡滑體土物理力學(xué)參數(shù)建議值一覽表

        4.3 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果及結(jié)果分析

        采用傳遞系數(shù)法計(jì)算調(diào)查區(qū)滑坡的穩(wěn)定性[3]利用理正軟件進(jìn)行計(jì)算,并在穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算的基礎(chǔ)上,根據(jù)規(guī)范的評價標(biāo)準(zhǔn)對滑坡穩(wěn)定性進(jìn)行評定[3-4],計(jì)算結(jié)果如表2所示。

        依據(jù)《滑坡防治工程勘查規(guī)范》 [DZ/T 0218~2006]12.4.6 條穩(wěn)定性劃分標(biāo)準(zhǔn):穩(wěn)定系數(shù)F<1.00 為不穩(wěn)定,1.00≤F<1.05欠穩(wěn)定,1.05≤F<1.15基本穩(wěn)定,F(xiàn)≥1.15穩(wěn)定,滑坡穩(wěn)定性評價如下:在天然狀況下處于基本穩(wěn)定狀態(tài),暴雨及地震條件下處于欠穩(wěn)定~不穩(wěn)定狀態(tài)。

        表2 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果

        5 結(jié)語

        滑坡的滑體主要為粉質(zhì)粘土、泥巖、砂巖風(fēng)化殘積物,滑坡土體裂隙發(fā)育,結(jié)構(gòu)松散,透水性強(qiáng),滑坡主要誘發(fā)因素為大滑坡的主要引發(fā)因素為強(qiáng)降雨,滑坡穩(wěn)定性差。根據(jù)計(jì)算結(jié)果,滑坡穩(wěn)定性評價如下:在天然狀況下處于基本穩(wěn)定狀態(tài),暴雨及地震條件下處于欠穩(wěn)定~不穩(wěn)定狀態(tài)。

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