第４８卷增刊（１） ２ ｏ １ ７年６月 人 民 长 江 Ｙａｎｇｔｚｅ Ｒｉｖｅｒ Ｖｏ１．４８，Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ（Ｉ） Ｊｕｎｅ， ２０１７ 文章编号：１００１—４１７９（２０１７）Ｓ１—０１３８—０４ 基于传递系数法的滑坡稳定性分析 陈方明 ，王太簧 ，杜．梦萍２ （１．中国葛洲坝集团第三工程有限公司，陕西西安７１０００７； ２．三峡大学三峡库区地质灾害与生态环境湖北省 协同创新中心，湖北宜昌４４３００２） 摘要：以三峡库区某动水压力型推移式滑坡为研究对象，通过参数反演得到了合理的滑带土抗剪强度参数，以 此为依据，采用传递系数法对该滑坡进行了稳定性计算。计算结果表明，在降雨作用下，该滑坡处于基本稳定 状态与欠稳定状态之间，自重＋暴雨＋库水位回落工况的稳定性系数小于１．００５，处于不稳定状态。分析表 明，库水位变化及降雨对滑坡稳定系数的影响较大。因此，建议采用自重＋暴雨＋库水位回落作为设计工况， 安全系数取值１．１５来对该滑坡进行治理方面的设计方案，并提出了采用抗滑桩＋截排水沟的治理措施来提 高滑坡的稳定性。 关键词：降雨；参数反演；稳定性分析；治理措施；滑坡；传递系数法 文献标志码：Ａ ＤｏＩ：１０．１６２３２／ｊ．ｅｎｋｉ．１００１—４１７９．２０１７．Ｓ１．０３７ 中图法分类号：Ｐ６４２ １研究背景 滑坡是各种地质灾害中分布最，一、发生最为频繁、 危害损失最大的地质灾害之一 。在众多影响滑坡 的稳定性因素中，降雨是一个十分重要的因素，在长江 中上游地区，雨季滑坡数量占全年滑坡总数的８７％以 上 ；降雨不但会诱发浅层滑坡，同时还会造成一些 滑带深度相对较深的滑坡滑动 “ 。 目前，国内外学者提出了较多有关滑坡稳定性分 ２滑坡特征 ２．１ 滑坡空间形态 滑坡体长为６４０ ｍ，宽为１２０～２５０ ＩＴＩ，平面形态为 上宽下窄，似“长舌状”，面积为１３万ｍ ，厚度一般为 ６．００～２３．８０ ｍ，平均为１３．８０ ｍ；其特点是上厚下薄， 滑体总体积为１８５万ＩＴＩ ，主滑方向是ＳＥ１７２。。滑体的 总体坡度为８．０。～２７．０。，最大为４１．０。，平均为 ２０．５。；滑体上发育有两级平台，一级位于老场屋，平均 坡度有１Ｏ。，另一级的平均坡度为１２。。滑床为基岩， 析的方法 ，其中，二维极限平衡分析法的分析结果 通常被作为稳定性判断和工程设计的依据 。三峡 基岩产状为１６５。～１７５。／１６。～２５。，中段较缓，后缘段 库区某动水压力型推移式滑坡由于受强降雨影响，该 滑坡坡体发生了局部垮塌，滑坡中部的房屋产生开裂， 较陡，地层倾向１５０。～１６５。，倾角上部较大，为３０。～ 坡。滑坡全貌如图Ｉ所示。 ３８。，下部较缓，为２０。～３０。，为动水压力型推移式滑 该滑坡一旦失稳，将威胁到滑坡前部高速公路隧道的 运营安全和滑坡体上居民的生命与财产安全。因此， ２．２滑坡物质组成 滑体的物质来源及类型主要为古滑坡堆积碎石类 本文采用二维极限平衡方法中的传递系数法，对该滑 坡体的稳定性进行计算分析，在计算结果的基础上，提 出了合理的治理方案，为该滑坡的治理工程设计提供 科学依据。 收稿日期：２０１７—０２—０３ 土，母岩成分为开封石英砂（Ｊ ｔ粉）、细砂岩及泥岩，其 厚，下段薄，平均厚度前缘为８ ｍ，中后部为ｌ６．７ ｍ。 问充填有黏性土，土层结构单一。分布特征为中、上段 作者简介：陈方明，男，高级工程师，主要从事水利水电工程管理方面的Ｘ－作。Ｅ—ｍａｉｌ：ｃｈｅｎｆａｎｇｍｉｎｇ０２＠１６３．ｅｏｍ 陈方明，等：基于传递系数法的滑坡稳定性分析 １３９ 现场渗透试验及注水试验褂出土的渗透性系数 ＝２． 用滑坡Ｉ—Ｉ剖面，运用反分析束确定滑坡 的岩土体 ３３×１０～～４．４×１０ ｍ／ｓ。 物 学参数足可行的。 【１ ｛１０ ：｛ｔ１（１ ３（Ｉ（Ｊ 】 ２Ｂ０｛ ２洲 阳㈨ ｌ ｄ（１ ｌ１（） ｌｆ Ｊ（｝ ｌ００ 图１滑坡全貌 滑带位于碎，ｆ 上１ｊ 柑交界面上，物质绀成为含 砾粉质黏土，ｆ ｒ 状，碎、砾 受滑动影响，早亚圆及次 。：竺 二 兰 （１） 棱角状。滑 后缘附近较陡， 段至高程２７５ ｍ处倾 角稍缓，自高程２７５ １１１至前缘倾角稍陡。依据地貌特 ： 二 （２） 征和滑动带形念，【１ｒ将陔滑坡分为上下两级，弱渗透。 ＼ ＣＯＳＯｇ ／ 滑 为粉砂 和细砂岩，巾厚层状，地层 式Ｉｆｔ，Ｋ 为安全系数；１Ｖ 为ｉ条块的币＝｛Ｉ｛＝，ｋＮ／ｍ； 为 倾角为１５０。～１ ６５。，倾角Ｉ：部较大。Ｉ：部为强风化 第ｉ条块内滑面倾角，（。）；Ｌ为滑 的Ｋ度，ｍ。 带，厚度为０．５０～３．６３ ｍ，裂隙发育，岩体破碎，裂隙 选取用于反分析的纵剖而局邴破坏条块见图３， 间有充填物，下邮的ｒｆｌ ＪｘＬ化带岩质新鲜，裂隙闭合，岩 反演分析成果见表１及图４～６。 石相对完整。 ２．３滑坡变形机制 三峡人坝苦水至１３５ ｎ 水位以后，滑体前缘库岸 再造，红库水的掏蚀、浪蚀作用下，库岸产 崩塌，形成 了陡边坡，增加ｒ滑体 缘的坡度，降低ｒ滑坡的稳定 度；其次，由于水的毛细符ｆ 升等特点，使库水沿滑坡 体上升，以致增』Ｊｆｌ了库水似以ｌ二滑坡体土层的重度，降 图３滑坡剖面局部破坏条块 低了其物 力学幔度；ｆ｛｝次，由于库水位变幅大，滑体 表１ 剖面剪切强度参数反分析成果 下段处于饱水状态，力 址度低，而且库水位在高程 １４５～１７５ ｎｌ之川升降，使浚段滑体长期处于保水失水 一 的过程，所产生的动水 力和潜蚀作用，叮能诱发滑体 ０ ８７６ ０ ９０２ ０．９２８ ０ ９５４ ０ ９８０ 前段滑入库 ，并带动滑体的后部下滑，从而导致滑体 ０ ８９８ ０，９２４ ０．９５０ ０ ９７６ Ｉ．００２ ０ ９２０ ０ ９４６ ０ ９７２ ０．９９８ ｌ ０２４ 产生整体滑坡。 ０ ９４３ ０ ９６８ ０ ９９４ １ ０２０ １ ０４６ ０ ９６５ ０ ９９０ ｌ ０ｌ６ １ ０４２ ｌ ０６８ ３滑坡稳定性分析 ０ ９８７ Ｉ【）１ ２ １［）３８ ｌ ０６４ ｌ ０９０ ３．１ 建模计算 ３．１．１ 计算剖面 根据勘察资料削Ｉ／＇ｌｆ ，选取纵剖 作为讣算剐 ， 滑动而为 ｛鼍ｆ Ｊ 交界处的软弱层面，女『】 ２所 示。 ３．１．２ 计算参数 由于水库 水，ｎ订缘上体部分浸泡饱和，滑带抗剪 强度降低，局部｝“脱ｒ裂缝，稳定系数应在１．０２左打， 图４ 反分析Ｋ 一 关系曲线 从而为抗剪强度参数的反分析提供１ｒ条件。Ｉ大１此，利 根据反演分析结果，建议该滑坡的滑｛ 上抗剪强 咖 １４０ 人 民 长 江 度参数为：ｃ＝１０ ｋＰａ，‘ｌ ● 适氟 １ １ 嚣 ０ ｐ：１６．５。。 — ｃ＝７ｋＰａ ——．－ｃ－８ｋＰａ —·一６－＝９ｋＰａ —◆一ｃ＝１０ｋＰａ —’卜。ｃ＝１１ｋＰａ —■ｆ—ｃ＝ｌ２ｋＰａ 内摩擦角ｐ／（。） 图５反分析Ｋ 一 关系曲线 图６反分析ｃ— 关系曲线（Ｋ ＝１．０２） 通过地勘成果分析（包括原位试验和室内试验 等）、反演分析以及参考类似的工程经验等，经综合分 析后得出的参数取值见表２。 表２滑坡计算参数取值 ３．２稳定性计算分析 ３．２．１计算工况及荷载 根据三峡水库蓄水位从１４５～１７５ ｍ周期性变化 调度情况，计算滑坡在１４５ ｍ稳定水位条件下以及 １７５ ｍ稳定水位条件下、１４５ ｍ升至１７５ ｍ水位条件 下、１７５ ｍ降至１４５ ｍ水位条件下的浸润线变化情况 及其稳定系数的变化情况，水位变速为１．２ ｍ／ｄ（实际 库水下降调度速度）。根据《三峡库区地质灾害防治 工程设计技术要求》中的安全系数的相关规定 ］，确 定的本次计算工况及安全系数列于表３。 表３滑坡工况及安全系数 ３．２．２ 计算结果 通过计算分析，对滑坡纵剖面在５种工况下的稳 定性进行了计算。计算结果列于表４，计算结果对比 如图７所示。 表４剖面稳定性计算成果 ０ １００ ２００ ３００ ４００ ５００ ６００ ７００ 平距／ｍ （｜１）设桩前平均推力 ００ ２００ ３０（）４００ ５０（） ６００ ７００ 平距／ｍ （ｂ）设桩后平均推力 图７设桩前后平均推力对比 ４滑坡工程治理措施及建议 对滑坡灾害方面的防治，目前已经有比较成熟的 技术手段。常见的治理工程措施有抗滑桩、挡土墙、混 凝土格构、锚索、锚杆以及砌石护坡等。根据表４的计 算结果，在自重＋暴雨＋库水位回落的工况下，滑坡稳 定系数为１．００１，整体处于欠稳定状态，而且从剩余推 力曲线可以看出，剩余推力值均较大，最大达６ ８１２ ｋＮ／ｍ，因此，采用抗滑桩支护较为合适。若按此推力 设计抗滑桩，桩身截面尺寸将会比较大，治理费用较 高。由剩余推力曲线可以看出，前缘滑体阻滑段效果 明显，从推力最大值处开始，考虑桩前覆土被动土压 力，推力的设计值可以取值为３ ２００～４ ５００ ｋＮ／ｍ，在 此范围内较合适，抗滑桩选择在滑体的中上部，可以有 效地保护民房及公路的安全。同时，结合“治坡先治 水”的原则，还应该考虑采用排水工程，在滑坡周围设 置截排水沟，以将地表水排出滑坡区以外。因此，建议 增刊（Ｉ） 陈方明，等：基于传递系数法的滑坡稳定性分析 １４１ 该滑坡采用“抗滑桩＋截排水沟”的治理措施，在高程 况下，滑坡稳定系数均处于１．００～１．０５，滑体处于欠 ３３０ ｍ处布置一排抗滑桩，设计推力值为４ ０２５ ｋＮ／ｍ。 滑坡治理工程设计剖面示意图见图８。 ３８０ ３８０ ３４Ｏ 稳定状态，需要进行加固治理。分析结果表明，库水位 变化及降雨对滑坡稳定系数的影响较大，因此，建议采 用自重＋暴雨＋库水位回落作为设计工况，安全系数 取值为１．１５来对该滑坡进行治理方面的设计，提出采 用抗滑桩＋截排水沟的治理措施，以提高滑坡的稳定 性。 参考文献： ［１］ 黄求顺，张四平，胡岱文．边坡工程［Ｍ］．重庆：重庆大学出版社， ３４０ ３Ｏ０ ３０Ｏ ｛２６０ ２２０ １８０ ２６Ｏ｛ ２２ｏ １８０ ｌ４０ １００ ｌ４０ １００ ０ ’ｎｎｎ 图８滑坡治理工程剖面示惹 赵尚毅，时卫民，郑颖人．边坡稳定性分析的有限元法［Ｊ］．地下空 ５结论 间，２００１，２１（５）：４５０—４５４． 郑颖人，时卫民，孔位学．库水位下降时渗透力及地下水浸润线的 （１）本文以受库水位的变动及降雨联合影响出现 计算［Ｊ］．岩石力学与工程学报，２００４（１８）：３２０３—３２１０． 整体滑动变形的某滑坡为研究对象，以地质调查、地质 陈祖煜．土质边稳定性分析一原理、方法、程序［Ｍ］．北京：中国水 利水电出版社．２００３． 勘探成果为基础，利用现状变形区进行参数反演，得到 ｊ ］ 赵尚毅，郑颖人，时卫民，等．用有限元强度折减法求边坡稳定安 ］ 了该滑坡的滑带土抗剪强度参数建议值，即ｃ＝１０ 全系数［Ｊ］．岩土工程学报，２００２（３）：３４３—３４６． ｋＰａ， ＝１６．５。。 三峡库区地质灾害防治工作指挥部．三峡库区地质灾害防治工程 （２）利用传递系数法对该滑坡进行了稳定性和剩 设计技术要求［ｓ］．北京：中国地质大学出版社有限责任公司， 余推力计算。计算结果表明，在自重工况下，滑坡稳定 ２０１４． 系数为１．１３６，滑体处于基本稳定状态；在其余４个工 （编辑：赵秋云） （上接第１１６页Ｊ 支架组件、仪器承载组件、流量测验接收组件和绞车组 参考文献： 件等组成。系统通过人工机械操控，能将搭载的传感 ［１］ 朱晓原，张留柱，姚永熙．水文测验实用手册［Ｍ］．北京：中国水利 器传送到测验断面河底的精准位置，也能将传感器从 水电出版社．２０１３． 河底灵活移出水面，实现安装、调试、检修、更换，操作 ［２］ ＧＢ５０１７９～９３，河流流量测验规范［ｓ］． ［３］ 浦承松，梅伟，谢渡，等．牛栏江一滇池补水工程调水量与分析 方便；具有安装牢固、不易损坏、防锈、防磁、维修简单 ［Ｊ］．中国农村水利水电，２０１ｌ（７）：６３—６５． 方便的特点。 ［４］ 谢渡，顾世祥，苏建广．牛栏江一滇池补水工程可调水量分析 （２）该支架系统经牛栏江一滇池补水工程输水线 ［Ｊ］．人民长江，２０１０，４１（１５）：１５—１８． 路末端站２ ａ多的实际应用，运行正常、稳定、可靠。 ［５］ 肖林，刘正伟，吕苹，等．２０１４～２０１５年牛拦江一滇池补水工程输 实践证明，该支架系统适用于河宽小于１０ ｍ、流速小 水线路末端站资料整编成果［Ｒ］．昆明：云南省水文水资源局昆 明分局．２０１６． 于５ ｍ／ｓ的小河流或渠道的座底式自动流量监测系统 ［６］ 刘正伟，张丽花．超声波时差法在流量自动监测中的应用一牛栏 建设。 江一滇池补水工程为例［Ｊ］．人民长江，２０１６，４７（ｓ１）：５３—５５． （编辑：刘媛）
