葉李勝

（核工業(yè)河源工程勘察院，廣東 河源 517001）

滑坡勘查中滑動面抗剪強度參數(shù)的確定是一項十分重要且復(fù)雜的工作。抗剪強度參數(shù)取值的正確性和可靠度，直接反映了勘查工作的質(zhì)量，影響滑坡穩(wěn)定性評價及防治工程設(shè)計的合理性、安全性及經(jīng)濟性。目前確定滑動面抗剪強度參數(shù)的方法主要有土工試驗方法、工程類比法和反演法[1-2]。土工試驗法簡單直觀，易于操作，試驗方法技術(shù)成熟、結(jié)果可靠，因此被廣泛應(yīng)用于工程實踐當(dāng)中[3]，但有時也存在取樣困難的問題，另外，試樣的原狀性、代表性及試驗條件和方法都對參數(shù)產(chǎn)生較大影響。工程類比法注重類似工程經(jīng)驗，實際運用中卻難以把握，地質(zhì)環(huán)境千變?nèi)f化，不同的滑坡成因、巖土性質(zhì)、邊界條件決定了工程類比法不可能準(zhǔn)確地得出邊坡滑帶土的強度參數(shù)。反演法是邊坡強度參數(shù)估算的常用方法之一，通過已知的穩(wěn)定系數(shù)和勘查確定的滑動面等條件，反演得到滑坡的綜合抗剪強度參數(shù)值。反演法的綜合性較好，能將欠考慮的外部作用因素融入到反演的抗剪強度參數(shù)當(dāng)中，使結(jié)果更切合實際。

本文對新洞滑坡滑動面強度參數(shù)進行敏感性分析，在此基礎(chǔ)上進行反演計算，結(jié)合土工試驗綜合確定強度參數(shù)值，為防治工程設(shè)計提供準(zhǔn)確可靠的依據(jù)。

1 滑坡地質(zhì)環(huán)境條件

新洞滑坡位于廣東省連平縣田源鎮(zhèn)新河村新洞西北側(cè)山坡上，該邊坡早在二十多年前就發(fā)生過滑坡，隨后坡腳經(jīng)常發(fā)生一些小崩塌。2005年，滑坡前緣靠近坡腳民房又發(fā)生一次崩塌，導(dǎo)致一棟民房一樓外墻被土掩埋約3.0m，崩落土體約100m3，此后該滑坡未發(fā)生過滑動，一直處于相對穩(wěn)定狀態(tài)。

區(qū)內(nèi)為低山丘陵地貌，所在山體海拔不超過400m，滑坡體海拔在245～291m之間。地勢整體呈北高南低，山體坡度10°～35°?；麦w所在邊坡為土質(zhì)邊坡，坡腳處最低為245m，滑坡后緣為291m，現(xiàn)狀坡度為在14°～28°之間。

滑坡區(qū)地層為單斜構(gòu)造，下伏地層為泥盆系上統(tǒng)帽子峰組（D3m），巖性為砂巖、頁巖及鈣質(zhì)砂頁巖，巖層產(chǎn)狀190°∠30°。據(jù)鉆探揭露，滑坡體巖性自上而下為坡殘積粉質(zhì)粘土（Qdel）、帽子峰組全風(fēng)化及強風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖（D3m）。

2 滑坡現(xiàn)狀及特征

滑坡體平面上呈上窄下寬的“簸箕形”，滑向137°，垂直滑向方向滑體長約83m?；潞蟊谖挥?78.0～290.5m之間，呈圈椅狀，破裂壁高約0.5～1.5m，破裂面已風(fēng)化，現(xiàn)已看不到擦動的痕跡?；禄瑒用鏋檎劬€型，基本位于土巖界面處，屬于典型的堆積層土質(zhì)滑坡（圖1），滑體最厚處約13.4m，最薄處約1.5m，平均厚度約4.4m，滑體物質(zhì)組成主要為坡殘積粉質(zhì)粘土，據(jù)《滑坡防治工程勘查規(guī)范》（GB/T 32864-2016）[4]，總體上該滑坡屬于淺層滑坡，力學(xué)性質(zhì)上，坡腳因建房開挖邊坡，使得下部先滑動，上部失去支撐而變形，屬于牽引式滑坡。滑體面積約12577m2，平均厚度4.4m，體積為55339m3，依《廣東省地質(zhì)災(zāi)害隱患點特征認(rèn)定和災(zāi)害分級標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（2014），屬于大型滑坡。

3 強度參數(shù)敏感性分析

3.1 土工試驗結(jié)果

對滑坡取樣進行室內(nèi)土工試驗，試驗結(jié)果如表1所示。

表1 滑坡體室內(nèi)土工試驗物理力學(xué)參數(shù)表

3.2 傳遞系數(shù)法穩(wěn)定性計算

室內(nèi)土工試驗統(tǒng)計，滑帶土粘聚力c值范圍為12～20kPa，內(nèi)摩擦角φ值范圍8°～14°，由于離散程度較大，c取差值2作為計算步距，φ取差值1作為計算步距，選取滑坡主軸斷面1-1′，采用傳遞系數(shù)法，計算滑坡在最不利狀態(tài)下（坡體飽和）的穩(wěn)定系數(shù)。計算結(jié)果見表2。

表2 傳遞系數(shù)法穩(wěn)定系數(shù)計算表（剖面1-1′）

敏感度系數(shù)越大，說明該因素對Fs越敏感，該因素的微小變化將對Fs產(chǎn)生較大的影響。本滑坡穩(wěn)定系數(shù)取1.05，對應(yīng)表2中c=18kPa，φ=11°，以此為基準(zhǔn)值進行敏感性分析。

3.2 Fs對c的敏感性分析

根據(jù)表2穩(wěn)定性計算結(jié)果，F(xiàn)s-c的關(guān)系見圖2，F(xiàn)s-c近似于線性變化，呈遞增關(guān)系。取φ=11°，c=12～20kPa進行敏感性分析，其敏感性計算結(jié)果見表3。c對滑坡穩(wěn)定性敏感度系數(shù)為13.3%～20.6%，平均值為16.25%。

圖2 Fs-c關(guān)系曲線圖

表3 Fs-c的敏感度系數(shù)表

3.3 Fs對φ的敏感性分析

根據(jù)表2穩(wěn)定性計算結(jié)果，F(xiàn)s-φ的關(guān)系見圖3，F(xiàn)sφ近似于線性變化，呈遞增關(guān)系。取c=18kPa，φ=8°～14°進行敏感性分析，其敏感性計算結(jié)果見表4。φ對滑坡穩(wěn)定性敏感系數(shù)為29.1%～40.6%，平均值為34.9%。

圖3 Fs-φ關(guān)系曲線圖

表4 Fs-φ的敏感度系數(shù)表

根據(jù)上述分析結(jié)果，F(xiàn)s對φ的敏感度系數(shù)約為Fs對c的敏感度系數(shù)的2.15倍，表明內(nèi)摩擦角φ值比粘聚力c值對滑坡的穩(wěn)定性更敏感；另外，圖2與圖3中Fs-φ關(guān)系曲線的斜率大于Fs-c關(guān)系曲線的斜率，也可以得出同樣的結(jié)論。

4 滑動面強度參數(shù)反演

將c值進行區(qū)間分段，選取c值分別為15、16、17、18、19、20kPa，在滑坡目前狀態(tài)及邊界條件下，運用傳遞系數(shù)法反算可得到φ值。當(dāng)滑坡穩(wěn)定系數(shù)Fs=1.05時，滑坡主軸斷面1-1′反演得到的一系列抗剪強度參數(shù)（c，φ）為（15，10.38）、（16，10.32）、（17，9.67）、（18，9.31）、（19，8.95）、（20，8.58）。滑坡副斷面2-2′反演得到的一系列抗剪強度參數(shù)（c，φ）為（15，12.71）、（16，

11.48 ）、（17，10.24）、（18，8.98）、（19，7.72）、（20，6.44）。據(jù)此得出滑坡斷面1-1′、2-2′的強度參數(shù)c、φ值的關(guān)系曲線如圖4所示。

圖4中兩條曲線的交點數(shù)據(jù)為c=17.6kPa，φ=9.5°即為本滑坡滑動面抗剪強度參數(shù)反演值。室內(nèi)試驗的滑帶土粘聚力c值范圍為12～20kPa，內(nèi)摩擦角φ值范圍8°～14°，經(jīng)對比分析，反演值位于室內(nèi)試驗值的中位數(shù)附近，說明反演強度參數(shù)較為合理可靠。

圖4 c-φ關(guān)系曲線圖反演分析圖

5 結(jié)論

（1）Fs對φ的敏感度系數(shù)約為Fs對c的敏感度系數(shù)的2.15倍，內(nèi)摩擦角φ值比粘聚力c值對滑坡的穩(wěn)定性更敏感。

（2）反演值位于土工試驗值的中位數(shù)附近，反演強度參數(shù)較為合理可靠。

（3）本文以某特定土質(zhì)滑坡作為研究對象，基于傳遞系數(shù)法對滑動面強度參數(shù)進行了敏感性分析及反演，與室內(nèi)試驗值相互印證，反演參數(shù)較為合理，該方法可為類似工程提供一定參考借鑒。