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摘要:滑坡在工程建设中是最为普遍和常见的地质灾害类型,对滑坡的形态特征、形成机制的分析及稳定性分析计算是滑坡勘察的重点。本文通过巴中天官乡滑坡的分析计算,详细介绍滑坡勘察的过程及内容,并提出有针对性的治理措施建议。
关键词:滑坡灾害;勘察;稳定性分析
中图分类号:P62文献标识码: A
1滑坡特征
巴中天官乡滑坡位于山体斜坡下部,平面呈东部长、西部短,后缘形成高约1m的陡壁,两侧周界不明显,前缘剪出口在嘉陵江岸边。滑体由碎块石土组成,可塑粉质粘土充填,滑坡分布高程340~402m,相对高差62m,前缘和后部为陡坡,坡度30°~45°。滑坡顺坡长60~110m,前缘宽140m,面积9530m2,滑体厚5.0~12.5m,体积9.4× 104m3。滑床主要为白垩系下统苍溪组泥岩。滑面为土岩接触面,呈上陡下缓的折线形,倾角7°~64°。主滑方向216°。
2形成机制
该滑坡曾因暴雨诱发,在滑坡后缘形成的滑坡壁最大高度1m,可见宽10~30cm的裂缝。近年来由于降水影响,滑坡出现蠕滑迹象,先后在滑体中后部出现多条横向拉裂。由于地形坡度较陡,嘉陵江金银台水位抬高,使斜坡前缘土体含水条件发生较大变化;嘉陵江岸陡峭,形成临空面,促成了巴中天官乡滑坡的形成和发展。
3稳定性计算和评价
(1)计算公式的选择
采用堆积层滑动面为折线形的传递系数法滑坡稳定性计算公式进行滑坡稳定性计算其稳定系数
(2)计算参数的选择
r—重度(kN/m3),r=20kN/m3;
si—第i条块面积(m2);
wi—第i条块的重量(kN/m),wi=rsi;
αi—第i条块滑面倾角;
ci—第i条块内聚力(kPa),c=30kPa;
反演计算公式:
φi—最终计算φ=19°;
A—地震加速度(g),滑坡区地震烈度为6度, 取A=0;
ru—孔隙压力比,ru=滑坡水下面积/(滑坡总面积×2)
Li—第i条块滑面长度(m);
TDi—第i条块渗透压力产生的平行滑面分力(kN/m),
TDi=rwhiwlisinβicos(αi-βi)
RDi—第i条块渗透压力产生的垂直滑面分力(kN/m),
RDi= rwhiwlisinβicos(αi-βi)
rw—水的容重(kN/m3),取rw=10 kN/m3;
hiw—第i条块水位高度(m);
βi—第i条块地下水水力坡度角;
—第i块段的剩余下滑力传递至第i+1块段的传递系数(j=i),
=cos(αi-αi+1)-sin(αi-αi+1)tgφi+1
Rn=(wn ((1-ru)cosαn-Asinαn)—RDn)tgφn+CnLn
Tn=(wn(sinαn+Acosαn)+TDn
(3)计算结果及稳定性评价
按上述计算公式和计算参数,在水库正常库水位情况下,滑坡稳定性评价见表1-1。
表1-1巴中天官乡滑坡金银台水库正常库水位状态下稳定性计算表
剖面
编号 条块
编号 条块
面积
(m2) 滑面
长度
L
(m) 条块
重量
w
(kN/m) 滑面
倾角
(°) 粘聚力
(kPa) 内摩
擦角
(°) 浸润面高度
h
(m) 地下水流向
(°) 饱和土面积
(m2) 孔隙
压力比
γu 垂直滑面分力
Rdi
(kN/m) 平行滑面分力
Tdi
(kN/m) 传递
系数
抗滑力
Ri
(kN/m) 下滑力
Ti
(kN/m) 总抗滑力
R
(kN/m) 总下滑力
T
(kN/m) 稳定
系数
Kf 稳定性评价
1 3.7 4.7 74 63 30 19 0 0 0 0 0 0 0.959 109 47 5017 3960 1.267 稳定
14.7 5.5 294 57 30 19 0 0 0 0 0 0 0.951 163 183
22.0 5.3 440 50 30 19 0 0 0 0 0 0 0.966 200 263
46.9 8.3 938 45 30 19 0 0 0 0 0 0 0.951 386 536
26.1 4.3 522 38 30 19 0 0 0 0 0 0 0.897 230 273
2 12.0 9.1 240 61 30 19 0 0 0 0 0 0 0.916 210 141 7805 7129 1.095 基本
稳定
35.8 7.8 716 50 30 19 0 0 0 0 0 0 0.974 287 401
113.9 16.8 2278 46 30 19 0 0 0 0 0 0 0.981 788 1231
109.7 11.5 2194 43 30 19 0 0 0 0 0 0 0.951 687 1146
99.2 9 1984 36 30 19 0 0 0 0 0 0 0.981 663 940
(4)滑坡推力计算
按传递系数法计算:
Pi=Pi-1·ψ+K5·Ti—Ri
式中:Pi—第i条块的推力(kN/m);Pi-1—第i条块的剩余下滑力(kN/m);其中下滑力Ti=Wi(sinαi+Acosαi)+rwhiwLicosαisinβicos(di-βi)
抗滑力Ri=(wi(cosαi- Asinαi)-Nwi-rwhiwLi cosαisinβisin(αi-βi))tgφi+CiLi
传递系数ψ=cos(αi-1—αi)—sin(αi-1—αi)tgφi
孔隙力压力Nwi=rwhiwLi
平行滑面的分力TDi= rwhiwLi cosαisinβi cos(αi-1—αi)
垂直滑面的分力RDi
RDi =rwhiwLi cosαisinβi cos(αi-1—βi)
设计安全系数Ks=1.10。
表1-2巴中天官乡滑坡在金银台水库正常水位状态下推力计算表
剖面
编号 条块
编号 条块
面积
(m2) 滑面
长度
L
(m) 条块
重量
w
(kN/m) 滑面
倾角
(°) 粘聚力
(kPa) 内摩
擦角
(°) 浸润面高度
h
(m) 地下水流向
(°) 浸润面面积
(m2) 孔隙水
压力
Nwi
(kN/m) 传递
系数
抗滑力
Ri
(kN/m) 下滑力
Ti
(kN/m) 滑坡推力
Pi
(kN/m) 稳定
系数
Kf
1 3.7 4.7 74 63 30 19 0 0 0 0 153 66 0 1.10
14.7 5.5 294 57 30 19 0 0 0 0 0.959 220 247 51
22.0 5.3 440 50 30 19 0 0 0 0 0.951 256 337 163
46.9 8.3 938 45 30 19 0 0 0 0 0.966 477 663 410
26.1 4.3 522 38 30 19 0 0 0 0 0.951 271 321 472
2 12.0 9.1 240 61 30 19 0 0 0 0 0.952 313 210 0 1.10
35.8 7.8 716 50 30 19 0 0 0 0 0.916 392 548 211
113.9 16.8 2278 46 30 19 0 0 0 0 0.974 1049 1639 959
109.7 11.5 2194 43 30 19 0 0 0 0 0.981 898 1496 1689
99.2 9 1984 36 30 19 0 0 0 0 0.951 823 1166 2065
4滑坡防治方案建議
巴中天官乡滑坡是崩坡积层土体滑坡,滑动面为土岩接触面,滑床为白垩系下统苍溪组砂、泥岩,由于滑坡体厚度较大,滑坡推力较大,不适宜用挡墙抗滑;滑坡体森林较多,住房较密,不适宜削坡减荷。建议采用抗滑桩治理,具体采用挖孔钢筋混凝土矩形桩,截面宽2m、长3m,桩长15~18m。滑坡周界地面设置排水沟。
结语
滑坡的勘察及稳定性计算分析方法很多,针对滑坡具体特征及岩土体类型选择正确的计算方法是稳定性计算结果正确与否的重要保证,而准确的计算结果又将影响滑坡治理的效果。所以,应该对滑坡现状进行详细地调查分析,进而分析计算,提出经济、合理、安全地治理方案。
参考文献:
[1]陈国华.滑坡稳定性评价方法对比研究[D].中国地质大学.2006
[2]严志忠.边坡稳定性分析及金阳县城滑坡治理方案研究[D].西华大学 2007
关键词:滑坡灾害;勘察;稳定性分析
中图分类号:P62文献标识码: A
1滑坡特征
巴中天官乡滑坡位于山体斜坡下部,平面呈东部长、西部短,后缘形成高约1m的陡壁,两侧周界不明显,前缘剪出口在嘉陵江岸边。滑体由碎块石土组成,可塑粉质粘土充填,滑坡分布高程340~402m,相对高差62m,前缘和后部为陡坡,坡度30°~45°。滑坡顺坡长60~110m,前缘宽140m,面积9530m2,滑体厚5.0~12.5m,体积9.4× 104m3。滑床主要为白垩系下统苍溪组泥岩。滑面为土岩接触面,呈上陡下缓的折线形,倾角7°~64°。主滑方向216°。
2形成机制
该滑坡曾因暴雨诱发,在滑坡后缘形成的滑坡壁最大高度1m,可见宽10~30cm的裂缝。近年来由于降水影响,滑坡出现蠕滑迹象,先后在滑体中后部出现多条横向拉裂。由于地形坡度较陡,嘉陵江金银台水位抬高,使斜坡前缘土体含水条件发生较大变化;嘉陵江岸陡峭,形成临空面,促成了巴中天官乡滑坡的形成和发展。
3稳定性计算和评价
(1)计算公式的选择
采用堆积层滑动面为折线形的传递系数法滑坡稳定性计算公式进行滑坡稳定性计算其稳定系数
(2)计算参数的选择
r—重度(kN/m3),r=20kN/m3;
si—第i条块面积(m2);
wi—第i条块的重量(kN/m),wi=rsi;
αi—第i条块滑面倾角;
ci—第i条块内聚力(kPa),c=30kPa;
反演计算公式:
φi—最终计算φ=19°;
A—地震加速度(g),滑坡区地震烈度为6度, 取A=0;
ru—孔隙压力比,ru=滑坡水下面积/(滑坡总面积×2)
Li—第i条块滑面长度(m);
TDi—第i条块渗透压力产生的平行滑面分力(kN/m),
TDi=rwhiwlisinβicos(αi-βi)
RDi—第i条块渗透压力产生的垂直滑面分力(kN/m),
RDi= rwhiwlisinβicos(αi-βi)
rw—水的容重(kN/m3),取rw=10 kN/m3;
hiw—第i条块水位高度(m);
βi—第i条块地下水水力坡度角;
—第i块段的剩余下滑力传递至第i+1块段的传递系数(j=i),
=cos(αi-αi+1)-sin(αi-αi+1)tgφi+1
Rn=(wn ((1-ru)cosαn-Asinαn)—RDn)tgφn+CnLn
Tn=(wn(sinαn+Acosαn)+TDn
(3)计算结果及稳定性评价
按上述计算公式和计算参数,在水库正常库水位情况下,滑坡稳定性评价见表1-1。
表1-1巴中天官乡滑坡金银台水库正常库水位状态下稳定性计算表
剖面
编号 条块
编号 条块
面积
(m2) 滑面
长度
L
(m) 条块
重量
w
(kN/m) 滑面
倾角
(°) 粘聚力
(kPa) 内摩
擦角
(°) 浸润面高度
h
(m) 地下水流向
(°) 饱和土面积
(m2) 孔隙
压力比
γu 垂直滑面分力
Rdi
(kN/m) 平行滑面分力
Tdi
(kN/m) 传递
系数
抗滑力
Ri
(kN/m) 下滑力
Ti
(kN/m) 总抗滑力
R
(kN/m) 总下滑力
T
(kN/m) 稳定
系数
Kf 稳定性评价
1 3.7 4.7 74 63 30 19 0 0 0 0 0 0 0.959 109 47 5017 3960 1.267 稳定
14.7 5.5 294 57 30 19 0 0 0 0 0 0 0.951 163 183
22.0 5.3 440 50 30 19 0 0 0 0 0 0 0.966 200 263
46.9 8.3 938 45 30 19 0 0 0 0 0 0 0.951 386 536
26.1 4.3 522 38 30 19 0 0 0 0 0 0 0.897 230 273
2 12.0 9.1 240 61 30 19 0 0 0 0 0 0 0.916 210 141 7805 7129 1.095 基本
稳定
35.8 7.8 716 50 30 19 0 0 0 0 0 0 0.974 287 401
113.9 16.8 2278 46 30 19 0 0 0 0 0 0 0.981 788 1231
109.7 11.5 2194 43 30 19 0 0 0 0 0 0 0.951 687 1146
99.2 9 1984 36 30 19 0 0 0 0 0 0 0.981 663 940
(4)滑坡推力计算
按传递系数法计算:
Pi=Pi-1·ψ+K5·Ti—Ri
式中:Pi—第i条块的推力(kN/m);Pi-1—第i条块的剩余下滑力(kN/m);其中下滑力Ti=Wi(sinαi+Acosαi)+rwhiwLicosαisinβicos(di-βi)
抗滑力Ri=(wi(cosαi- Asinαi)-Nwi-rwhiwLi cosαisinβisin(αi-βi))tgφi+CiLi
传递系数ψ=cos(αi-1—αi)—sin(αi-1—αi)tgφi
孔隙力压力Nwi=rwhiwLi
平行滑面的分力TDi= rwhiwLi cosαisinβi cos(αi-1—αi)
垂直滑面的分力RDi
RDi =rwhiwLi cosαisinβi cos(αi-1—βi)
设计安全系数Ks=1.10。
表1-2巴中天官乡滑坡在金银台水库正常水位状态下推力计算表
剖面
编号 条块
编号 条块
面积
(m2) 滑面
长度
L
(m) 条块
重量
w
(kN/m) 滑面
倾角
(°) 粘聚力
(kPa) 内摩
擦角
(°) 浸润面高度
h
(m) 地下水流向
(°) 浸润面面积
(m2) 孔隙水
压力
Nwi
(kN/m) 传递
系数
抗滑力
Ri
(kN/m) 下滑力
Ti
(kN/m) 滑坡推力
Pi
(kN/m) 稳定
系数
Kf
1 3.7 4.7 74 63 30 19 0 0 0 0 153 66 0 1.10
14.7 5.5 294 57 30 19 0 0 0 0 0.959 220 247 51
22.0 5.3 440 50 30 19 0 0 0 0 0.951 256 337 163
46.9 8.3 938 45 30 19 0 0 0 0 0.966 477 663 410
26.1 4.3 522 38 30 19 0 0 0 0 0.951 271 321 472
2 12.0 9.1 240 61 30 19 0 0 0 0 0.952 313 210 0 1.10
35.8 7.8 716 50 30 19 0 0 0 0 0.916 392 548 211
113.9 16.8 2278 46 30 19 0 0 0 0 0.974 1049 1639 959
109.7 11.5 2194 43 30 19 0 0 0 0 0.981 898 1496 1689
99.2 9 1984 36 30 19 0 0 0 0 0.951 823 1166 2065
4滑坡防治方案建議
巴中天官乡滑坡是崩坡积层土体滑坡,滑动面为土岩接触面,滑床为白垩系下统苍溪组砂、泥岩,由于滑坡体厚度较大,滑坡推力较大,不适宜用挡墙抗滑;滑坡体森林较多,住房较密,不适宜削坡减荷。建议采用抗滑桩治理,具体采用挖孔钢筋混凝土矩形桩,截面宽2m、长3m,桩长15~18m。滑坡周界地面设置排水沟。
结语
滑坡的勘察及稳定性计算分析方法很多,针对滑坡具体特征及岩土体类型选择正确的计算方法是稳定性计算结果正确与否的重要保证,而准确的计算结果又将影响滑坡治理的效果。所以,应该对滑坡现状进行详细地调查分析,进而分析计算,提出经济、合理、安全地治理方案。
参考文献:
[1]陈国华.滑坡稳定性评价方法对比研究[D].中国地质大学.2006
[2]严志忠.边坡稳定性分析及金阳县城滑坡治理方案研究[D].西华大学 2007