论容重加权值对混合型滑坡稳定性系数及推力的影响

朱超

湖南省自然资源调查所 湖南长沙 410011

摘要：滑坡稳定性分析计算中需要的参数较多，滑体土容重是其中的一项重要指标，而滑体土容重取值的恰当与否，又直接影响到滑坡稳定性验算分析和防治工程设计.本文以湖南省某地一混合型滑坡为例，将加权值引入滑体土容重取值中，构建了一个基于加权值计算方法的滑体土容重取值模型，为滑体土容重的综合取值提供了一种新方法。

关键词：复合型滑坡；滑体土容重；加权值

一、引言

在混合型滑坡中，通常滑体土的地层结构组成并非单一成分，一般为两种或多种地层组合。在滑坡稳定性分析计算过程中，滑体土容重是其中的一项重要指标，而滑体土容重取值的恰当与否，又直接影响到滑坡稳定性验算和防治工程设计。若滑体土容重（天然容重或饱和容重）以单一地层的试验值作为计算参数直接参与计算分析，其结果可能与现场实际情况不符。本文以湖南省某地一混合型滑坡为例，将加权值引入滑体土容重取值中，构建了一个基于加权值计算方法的滑体土容重取值模型。

二、滑坡概况

该滑坡位于低山丘陵地貌，微地貌为斜坡的凹坡部位，自然坡度15°-30°，原始坡形为阶梯状，坡体上分布公路、民房；勘查区上覆土层主要为第四系全新统坡残积（Q4el+dl）粉质粘土，层厚3-10m；下伏基岩为泥盆系上统孟公坳组（D3m）泥质灰岩、页岩；滑坡区地表水主要为雨季汇水及村民生活用水，地下水为第四系孔隙水及基岩裂隙水，因滑坡区位于凹坡部位，水体常年汇集流经于此，滑坡体长期处于水体浸润状态。

该滑坡平面形态呈“舌”形，主滑方向为171°，滑坡体长度约30m，宽度约60m，前后缘相对高差约15m，坡度约30°，滑体平均厚度约5.0m，体积约9000m³。控滑结构面为软弱夹层全风化页岩条带，滑体土为第四系全新统坡残积（Q4el+dl）粉质黏土及泥盆系上统孟公坳组（D3m）全风化泥质灰岩，其中粉质黏土含砾较高，孔隙度大，常年受水体浸润，土体饱和容重大。滑床为全-强风化泥质灰岩，风化强烈，岩质较软，节理裂隙较发育。综上所述判定该滑坡为岩土混合型滑坡。（平面图见图1）

图1某地混合型滑坡平面简图

三、滑坡现状及变形形成机制简要分析

根据现场调查，滑坡体天然状态下处于欠稳定状态；暴雨状态下滑坡体处于不稳定状态。滑坡区为地表水汇集区，造成地表水汇集下渗，岩土界面和附近的全风化层薄弱带长期受地下水浸润而软化，致使其抗剪强度降低，各种因素改变了斜坡原始结构及岩土体力学结构，坡脚应力集中达到了临界失稳状态。

四、典型剖面及物理力学参数选取

因该滑坡剖面1-1’变形最大，房屋受灾最严重，故本文选取该典型剖面（见图2）进行阐述分析。

图2  某地混合型滑坡1-1’工程地质剖面图

通过对滑体土、滑带采取现场直剪试验，经室内成果综合统计分析取得各岩土层物理力学参数（见下表1）

表1   物理力学指标统计表

指标参数 岩土名称	天然状态			饱和状态
	天然重度(KN/m3)	C（直剪）(KPa)	φ（直剪）（°）	饱和重度（KN/m3）	C（直剪）(KPa)	φ（直剪）（°）
粉质黏土 （滑体土）	21.70	23.60	35.60	24.20	18.30	12.10
全风化泥质灰岩（滑体土）	18.40	19.10	43.17	36.92	20.80	18.60
全风化页岩 （滑带土）	18.60	19.80	14.70	9.20	13.90	8.30

五、稳定性计算分析及对比

1、不平衡推力传递法计算稳定系数

根据场区分布的岩土性质、滑坡变形特征及勘查所提供的剖面可知，滑坡的滑动面呈圆弧型，依据《滑坡防治设计规范》（GB/T 38509-2020），此滑坡稳定性进行计算分析方法采用不平衡推力传递法。根据《滑坡防治设计规范》（GB/T 38509-2020）附录A公式如下：

计算简图如下图3：

图3  不平衡推力传递法计算简图

计算公式如下：

2、建立容重加权值计算模型（见图4）使得滑坡体更加贴切现场岩土体形态，分别求得该模型共7个滑块的容重加权值（见表2），代入稳定性计算分析公式中。通过结果对比在同等条件下，选取单一地层容重值和选取复杂地层加权容重值，对滑坡稳定系数和滑块推力的区别与影响。

图4滑体土容重加权值计算模型

表21-1’剖面滑体土各滑块容重加权值统计表

1）选取单一地层粉质黏土的容重值作为稳定性计算分析的参数指标，详见计算下表3

 

2）选取单一地层全风化泥质灰岩的容重值作为稳定性计算分析的参数指标，详见计算下表4

3）选取复杂地层粉质黏土+全风化泥质灰岩的容重加权值作为稳定性计算分析的参数指标，详见计算下表5

六、结论

根据以上表3、表4、表5中三种容重取值方案的稳定性计算对比分析，得出以下结论见下表6.

表6   滑坡稳定性计算结果对比及分析评价表

通过对比分析评价得知，在混合型滑坡中滑体土容重值选取，不应选取单一地层容重值进行计算分析，易导致稳定性分析计算结果与现场实际情况不符，并造成设计工程量的浪费或者不足。应采取不同岩土层的容重加权值进行计算分析

，更贴合实际。经过论证分析，采用容重加权值在混合型滑坡中的应用具有一定的指导意义。

参考文献：

[1]《滑坡防治工程勘查规范》（GB∕T 32864-2016）；

[2]《滑坡防治设计规范》( GB∕T 38509-2020)

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