滑坡勘查中滑带土强度指标确定方法浅析

滑坡勘查中滑带土强度指标确定方法浅析

吴彩静

四川省冶金地质勘查局六O一大队617027

摘要：本文主体以某滑坡为例，在了解滑坡体基本特征的基础上，对滑坡滑动带抗剪强度指标的确定方法进行探讨。滑带土抗剪强度试验指标通过室内试验、地区经验、反演分析相结合的方法综合确定。通过对滑带土试验指标比较，利用传递系数法反算滑面的上的c、φ值，有利于更准确对滑坡剩余下滑推力进行计算，从而为滑坡设计及治理工作提供依据。

关键词：滑坡勘查；滑带土强度；反演法

引言：随着时代进步，滑坡防治工程有了新发展，只有准确查明滑坡区地形地貌、地层岩性、水文地质条件等，获取准确的滑坡稳定性评价所需的岩土力学参数，才能为滑坡的稳定性分析评价及今后滑坡治理工作提供第一手资料。在滑坡勘查中，滑带土强度指标确定是最关键环节之一，与工程设计安全可靠性、经济合理性及技术可行性息息相关，对滑坡治理效果具有重要影响，因此，滑坡勘查中滑带土抗剪强度指标的确定非常重要。

1.地质环境特征

某滑坡所处位置原始地形为一斜坡，地势西高东低，地形坡度一般10°～20°，局部地段35°～40°。滑坡后缘位于变电站外侧挡墙，挡墙基础埋置深度5～8m，采用毛石混凝土扩展基础，挡墙墙顶与一土路平齐，土路外侧为一斜坡，坡高7～9m，局部地段坡度较陡（30°～45°），坡脚处地势较平缓，滑坡中部及前缘位置为一厂房。

2.滑坡概况

2.1滑坡发育史及变形破坏特征

2012年，在变电站东侧修建厂房，进行大面积开挖回填场平；2013年厂房区域出现剧烈变形滑动，形成滑坡；2014年雨季，该段滑坡有蠕滑现象，滑动速度慢；2015年雨季，滑坡体上部土体饱和，重度增大，抗剪强度降低，上部土体变形挤压推动下部产生变形，滑坡下部继续蠕滑，上部失去支撑继续变形滑动，上段滑坡剪出口基本位于下段滑坡后缘，因此该滑坡存在多个剪出口，滑动面呈叠瓦式，滑坡体表面横向张性裂缝非常发育。

2.2滑坡体形态特征

该滑坡平面形态整体大致呈不规则矩形，滑坡滑移方向上长约150m，宽约25～120m，滑坡区面积约15726m2。滑面埋深在滑坡后缘及中部较大，两侧边界及前缘逐渐变浅，滑面最深约8m，属中型浅层推移式滑坡。

2.3滑体、滑动带及滑床特征

滑体土主要为素填土、粉质黏土及软化泥岩，呈湿～饱和状态，局部位置粉质粘土呈流塑状。素填土：棕黄色、浅灰色，松散，湿～饱和。粉质粘土：棕黄色，湿～饱和，软塑～可塑状。软化泥岩：灰黄色，含水量高，钻孔有缩径现象。

滑动带位于素填土、粉质黏土与底部软化泥岩接触面处及软化泥岩层间，滑带以素填土、粉质黏土和泥岩为主，与上部滑体土界限不明显，主要呈软塑状，局部呈流塑状。滑带土略微见挤压、揉皱痕迹，未见明显光滑面。

滑床为软化泥岩，经钻探揭露泥岩上部受地下水浸泡，风化较强烈。软化泥岩为相对隔水层，遇水易软化，受地下水及垂直裂隙的影响，抗剪强度降低，但随埋置深度的增加及风化程度逐渐减弱，岩体的强度、完整性逐渐升高。

2.4滑坡形成机制分析

该滑坡区分为上下两段，滑坡下段于2013年雨季剧烈滑动，在重力作用下，滑坡体上的松散土体逐渐压密，地表裂缝被充填，滑坡处于欠稳定～基本稳定状态；2014年雨季，该段滑坡有蠕滑现象，滑动速度慢；2015年雨季，上部土体变形挤压推动下部产生变形，滑坡下部继续蠕滑，上部失去支撑持续变形滑动，因此滑坡下段主要受牵引，滑坡上段推移挤压滑坡下段，导致滑坡区有多个剪出口，滑动面呈叠瓦式分布。下段牵引上段推移，下段变形滑动后又为上段提供滑动空间，滑坡上段和下段滑动变形相互影响。主要原因如下：

1、地形地貌

滑坡区属构造侵蚀地貌，斜坡地形，地势西高东低。

2、地层岩性

勘查区素填土、粉质黏土及软化泥岩受大气降雨和地下水长期润湿渗流浸泡，土体抗剪强度急剧降低，土体容重增大，下伏泥岩属于微～极微透水层，地下水下渗后在泥岩和上部覆盖层之间形成软弱带。

3、降雨与地下水

场地地处山区，降雨频繁，后山汇水面积大，表层素填土结构松散，地表水易下渗进入滑坡体松散土体中，既增大了土体重度，又降低了土体的抗剪强度指标。随着变形的发展，软弱面逐步贯通，坡体结构随着变形发展而松动。由于滑坡体常年的蠕动变形，在暴雨及地下水作用下，滑坡有向坡脚滑动的趋势，在下滑牵引作用下，将致使滑坡体向后缘延伸。

4、工程开挖

滑坡右侧有挖方工作面，坡体地层主要为素填土，结构松散，见地下水渗出，开挖形成临空面，是该区段滑坡发生的诱发和加剧因素。

3.滑坡勘查中滑带土强度指标确定及分析

滑带抗剪强度参数可采用试验、经验数据类比与反演相结合的方法综合确定，可通过给定粘聚力c值或内摩擦角φ，反求另一值。

3.1滑带土试验强度指标比较

滑带土强度指标的确定，需要对室内试验资料分析，结合变异性，对滑坡滑带土抗剪强度进行研究统计。通过室内试验，滑带峰值强度抗剪强度指标：c=11.5kPa，φ=9.5°，滑带土残剪指标：c=10.0kPa，φ=8.5°，室内试验数据可以为滑坡勘查中滑带土抗剪强度指标分析提供可靠依据，有利于更准确对滑坡进行分析。

3.2传递系数法反演计算

本次计算采用理正计算设计软件，运用传递系数法进行滑坡稳定性及剩余下滑推力计算，选取最具代表性剖面，根据滑坡主滑剖面地层分布情况进行建模。本滑坡滑带位于第四系覆盖层和泥岩接触带，建立的计算模型非常明确，模型和现场实际情况吻合。

在进行固定c值反算φ和剩余推力计算中，需要对滑坡滑力为零的条件进行充分的考虑。在计算过程中，不仅需要对滑体抗剪强度进行选取，而且还应该做好滑体重度的取值工作。在该环节中，需要室内试验结合野外试验进行综合取值。在天然重度取值方面，除对滑体进行室内试验进行取值，现场做了6组大重度试验，试验采用容积法，并对试验数据进行统计，综合室内试验，综合取值，滑体重度取18.5kN/m3。

在进行c值取值环节中，主要是提取了室内试验的最小值，在明确相关值后开展计算，并对计算结果进行全面且深入的分析，进而可明确c值与φ值之间的关系。通过反复对上述计算结果进行分析比较，滑带土试验强度指标中φ值是随着c值变化的，呈线性变化特点。

3.3综合取值

本滑坡处于蠕动变形阶段～时滑时停阶段，确定该滑体的稳定系数K=0.95～1.10，在天然状态下滑体的稳定系数为1.10，在饱和状态滑体的稳定系数为0.98，选取最具代表性的剖面，并采用该稳定系数进行滑带土的抗剪强度反演计算，经计算天然工况，c=11.5kPa，φ=9.5°，暴雨饱和工况，c=10.0kPa，φ=8.5°；通过室内试验，滑带峰值强度抗剪强度指标：c=11.5kPa，φ=9.5°，滑带土残剪指标：c=10.0kPa，φ=8.5°；结合地区经验，本滑坡最终天然工况，c=11kPa，φ=9°，暴雨饱和工况，c=10.0kPa，φ=8°。

滑体抗剪强度取值确定后，结合滑坡体现状对滑坡稳定性和下滑力进行计算。本滑坡在自重+地下水工况下处于基本稳定状态；在自重+暴雨工况下处于不稳定状态，会产生强变形；在自重+地震+地下水工况下处于不稳定状态，会产生大部分地段会整体失稳滑移，与实际情况相符。

4.结语：总而言之，滑带土强度对滑坡防治工程具有重要影响意义，因此，滑坡勘查中有必要对其强度研究和分析。通过室内试验、反演法、地区经验值综合分析等方法对滑带土抗剪强度进行综合分析确定，以便为滑坡防治工程提供更准确的数据。

参考文献：

[1]江强强,刘路路,焦玉勇.干湿循环下滑带土强度特性与微观结构试验研究[J].岩土力学,2019,40(03):1005-1012+1022.

[2]李云安,王月伟.临江Ⅱ号崩滑体天然粒度成分滑带土三轴试验研究[J].河南理工大学学报(自然科学版),2018,37(04):130-135.