陳元勇

(江西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 江西 南昌 330013)

冉家溝滑坡是銀(川)百(色)高速公路羅圈段的主要地質(zhì)災(zāi)害之一，其對公路的設(shè)計(jì)、施工有著較大的制約?；路€(wěn)定性評價(jià)和工程治理措施的提出，需要了解各影響因素的敏感性，以便在滑坡理論分析和工程治理時(shí)有著更加明確的目標(biāo)。滑坡穩(wěn)定性影響因素較多，例如滑帶土內(nèi)摩擦角、滑帶土黏聚力、邊坡類型、坡體上荷載、地震和滑坡體重度等，并且各個(gè)因素所占的比重有所差異。影響冉家溝滑坡穩(wěn)定性的內(nèi)部因素是滑帶土內(nèi)摩擦角、滑帶土黏聚力和滑體土的重度，外部因素是滑坡體上的荷載，該荷載是由擬建公路對滑坡所產(chǎn)生的公路荷載。

采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)對冉家溝滑坡的影響因素敏感性進(jìn)行分析。運(yùn)用直觀分析法，對各個(gè)影響因素的敏感程度進(jìn)行排序。同時(shí)，繪制穩(wěn)定性系數(shù)隨因素水平值變化的趨勢圖，分析各因素的變化對滑坡穩(wěn)定性的具體影響。

1 滑坡概況

1.1 滑坡的形態(tài)特征

冉家溝地處甘肅省正寧縣羅川鄉(xiāng)，滑坡發(fā)育于冉家溝斜坡上，故命名為冉家溝滑坡。該滑坡在平面上呈圈椅狀地形(圖1)，滑坡縱向長205～275 m，寬370～600 m，主滑方向?yàn)镾W244°?，F(xiàn)場勘探資料顯示，滑坡體最大厚度為30 m，體積約為250萬m3，滑坡體成分以粉土和粉質(zhì)黏土居多，含有少量鈣質(zhì)結(jié)核。

圖1 冉家溝滑坡平面圖

該滑坡后壁特征明顯，植被覆蓋較少，高55～75 m，坡度45°～55°，后壁上多出露離石黃土。冉家溝滑坡體表面相對平緩，在滑坡體中前部，有明顯的反向臺階發(fā)育?；虑熬壟R空，形成30°左右的斜坡，在坡腳可見明顯土體的剪切現(xiàn)象，局部可見扇形裂縫?；虑把匚挥谌郊覝系陌及秱?cè)，水流常年對坡腳進(jìn)行沖刷，致使坡腳土體流失，滑坡整體失去穩(wěn)定。

1.2 滑坡的巖土特征

1.2.1 滑體特征

通過調(diào)繪和地質(zhì)鉆探，揭露滑體土主要為粉土和粉質(zhì)黏土。粉土主要為灰黃色，土質(zhì)疏松多孔，稍濕，土體內(nèi)部可見明顯的紅、黃色粉土混雜。粉質(zhì)黏土主要為紅褐色，內(nèi)部包含黃色的粉質(zhì)黏土。在滑坡土體中，可見少量的鈣質(zhì)結(jié)核及菌絲。

1.2.2 滑帶特征

地質(zhì)斷面顯示，滑帶呈現(xiàn)出上部陡、中部較緩、下部陡的情況。由于滑坡前沿受到間歇性洪水沖刷，滑坡體多次滑動(dòng)，形成多級次級滑體?；瑤脸煞譃榉圪|(zhì)黏土，土體為灰黃色和紅色，可塑?；瑤林?，有明顯的灰白色和褐紅色粉質(zhì)黏土混雜。滑坡前緣剪出口清晰，滑帶和滑床剪切破壞特征明顯。

1.2.3 滑床特征

根據(jù)勘探資料繪制的地質(zhì)斷面圖可知：中上部滑床物質(zhì)主要為中更新統(tǒng)黃土，巖性為灰黃～淺褐黃色粉質(zhì)黏土，土質(zhì)均勻，可塑～硬塑。中前部滑床為午城黃土，巖性為粉質(zhì)黏土，棕紅色土體均勻，硬塑，夾雜有深色鐵錳質(zhì)物質(zhì)，含有較多鈣質(zhì)結(jié)核及膠結(jié)塊，膠結(jié)塊平均粒徑4 cm。

2 冉家溝滑坡正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析

2.1 確定分析指標(biāo)

根據(jù)滑坡的特點(diǎn)以及選用的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，以冉家溝滑坡Ⅱ-Ⅱ斷面為例，進(jìn)行計(jì)算分析，該斷面在工程實(shí)際中有多個(gè)次級滑面，有兩種分析工況。選擇主滑面的天然工況下進(jìn)行計(jì)算，觀察穩(wěn)定性系數(shù)的變化情況。分析的因素分別是黏聚力c、內(nèi)摩擦角φ、荷載q和滑體重度γ，每個(gè)分析因素確定5個(gè)水平值。對于因素各個(gè)水平的變化程度，分別按照工程實(shí)際取值的±10%、±20%的變化程度確定各個(gè)水平值，具體水平值見表1。選擇正交表L25(56)進(jìn)行計(jì)算。

表1 因素水平表

2.2 選擇試驗(yàn)方案

把表1中各因素的水平值，代入到正交表L25(56)中進(jìn)行計(jì)算，其具體方案如表2所示。

表2 試驗(yàn)方案

2.3 試驗(yàn)結(jié)果分析

根據(jù)試驗(yàn)得出的結(jié)果，運(yùn)用直觀分析法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，結(jié)果見表3。由極差大小可以看出：在影響冉家

表3 試驗(yàn)結(jié)果

溝滑坡穩(wěn)定性的4個(gè)因素中，其敏感程度由高到低分別是滑帶土內(nèi)摩擦角φ、滑帶土黏聚力c、滑坡體重度γ和公路荷載q。

為了判定各分析因素對試驗(yàn)指標(biāo)的影響規(guī)律，把因素的水平值作為橫坐標(biāo)，把試驗(yàn)觀察指標(biāo)均值(Ti/5)作為縱坐標(biāo)，繪制因素與指標(biāo)趨勢圖(圖2～5)。

圖2 穩(wěn)定性與滑帶土內(nèi)摩擦角關(guān)系圖

圖3 穩(wěn)定性與滑帶土黏聚力關(guān)系圖

圖4 穩(wěn)定性與公路荷載關(guān)系圖

圖5 穩(wěn)定性與滑體重度關(guān)系圖

由圖2～5可知：① 滑帶土內(nèi)摩擦角對滑坡的穩(wěn)定性影響最大，并且內(nèi)摩擦角逐漸增大，滑坡的穩(wěn)定性呈增大的趨勢，即滑坡越穩(wěn)定；② 滑坡的穩(wěn)定性受滑帶土黏聚力影響較顯著，隨著黏聚力增大，滑坡的穩(wěn)定性系數(shù)增大；③ 在4個(gè)分析因素中，公路荷載對滑坡的穩(wěn)定性影響最??；④ 滑坡的穩(wěn)定受滑體重度影響較顯著，并且隨著滑體重度增大滑坡的穩(wěn)定性系數(shù)減小，即滑坡的穩(wěn)定性變差。

3 結(jié)論

(1) 影響冉家溝滑坡穩(wěn)定性的4個(gè)因素中，其敏感程度從高到低分別為滑帶土內(nèi)摩擦角φ、滑帶土黏聚力c、滑坡體重度γ和公路荷載q。

(2) 4個(gè)穩(wěn)定性影響因素中，滑帶土內(nèi)摩擦角φ對其穩(wěn)定性影響最顯著，并且隨著內(nèi)摩擦角增大，滑坡的穩(wěn)定性隨之增強(qiáng)?；瑤琉ぞ哿路€(wěn)定性影響較為顯著，隨著黏聚力增大，滑坡的穩(wěn)定性隨之增強(qiáng)。滑坡的穩(wěn)定性受滑體重度影響較顯著，隨著滑體重度增大，滑坡的穩(wěn)定性降低。滑坡的穩(wěn)定性受公路荷載影響較小。