基于传递系数法的滑坡边坡稳定性分析

摘要：本文以重庆新高路滑坡为研究背景，采用传递系数法，分析滑坡边坡的稳定性。通过计算分析得出该滑坡在两种工况下的安全系数，并以此对该滑坡的稳定性进行准确的评价。以表明传递系数法这一极限平衡分析法是一种简单实用的边坡稳定性分析方法。

关键词：稳定性分析，传递系数法，安全系数，滑坡

中图分类号：P642.22 文献标识码：A 文章编号：

1引言

滑坡是指斜坡上的土体或者岩体，受河流冲刷、地下水活动、地震及人工切坡等因素影响，在重力作用下，沿着一定的软弱面或者软弱带，整体地或者分散地顺坡向下滑动的自然现象。滑坡常常给工农业生产以及人民生命财产造成巨大损失、有的甚至是毁灭性的灾难。我国西南地区多为丘陵和山区，地层风化深度大，岩体结构破碎，滑坡问题更加突出。随着我国西部大开发的不断加深，大量公路铁路等工程的建设，这些工程活动中开挖切坡形成了很多的路堑边坡，更是加深了原有的滑坡危害。近些年来不断发生的滑坡灾害事故，也使人们越来越重视对于边坡稳定性及变形破坏机理的研究，进而采取有效的措施加强边坡的稳定性，避免滑坡灾害的发生。

边坡稳定性问题的研究十分复杂，并受多种不同因素的影响。因此，想要对边坡问题进行准确地预测并解决边坡失稳引起的问题，正确的分析方法是十分必要的因素。本文结合重庆市丰都县新高路滑坡工程，拟采用传递系数法对该边坡的稳定性进行分析研究。

2工程简介

新高路滑坡位于重庆市丰都县高家镇新迁城镇所在地东侧后山，长江右岸岸坡地带，地理坐标X=3322255～3322490,Y=36486585～36486970。新高路滑坡为沿基岩面滑移的土质滑坡，滑坡地带为集镇规划用地，在前缘施以切坡进行集镇建设时，形成临空，从而引发滑坡滑移，滑坡为一中型滑坡，滑坡处所地质环境中等复杂。老丰石公路由南向北从勘查区侧缘及后部通过，金刚路南北贯通整个滑坡，新高路从滑坡侧缘通过，祥和路从滑坡前缘外侧通过。

现滑坡平面形态呈马蹄形，新高路滑坡前缘高程218m，后缘高程293m，高差约75m，滑体纵长430m、横宽140m，面积5.8×104m2，体积60.5×104m3，主滑方向为299°。

滑坡已造成滑坡体上右侧民房开裂破坏，居民被迫搬迁，中部规划城镇道路无法施工，后缘移民房多处开裂。若新高路滑坡产生整体滑移将危及滑坡前部新城镇一带居民的生命及财产安全，同时也将影响老丰石公路、新高路等公路的正常运行。

3滑坡稳定性分析

3.1岩土体物理学参数

(1)滑体土物理力学性质

新高路滑坡滑体土现场大容重试验数据

试验位置及深度

(2)滑带土物理力学性质

新高路滑坡滑带（面）C、φ参数取值

滑床物理力学性质

滑床室内试验结果统计表

3.2滑坡稳定性计算

1.计算模型及荷载组合

(1)计算模型

采用传递系数法对各剖面进行计算时，滑体坡面地形线及滑带均简化成折线。计算时取滑坡的单位宽度为1.0m，简化为二维问题进行计算。计算剖面为剖面一，剖面二，剖面三。

(2)荷载组合

①自重：整个主要滑坡体上，前缘、中部及后缘有移民建筑物及公路，故滑坡基本荷载为地面荷载（每1F建筑水平每延米荷载按2kN考虑）+滑体自重。

②地下水作用力：勘查表明，滑坡体中无统一地下水位，局部含水，但由于滑体岩性为碎块石土，结构松散，存在架空现象，利于地表水下渗，综合滑体渗、抽水试验结果及地区经验，在连续降雨（5天）或暴雨（20年一遇暴雨）的情况下，滑带土处于饱水状态，滑体饱水深度按3.5m计。

(3)计算工况

由于暴雨对滑坡稳定性影响较大，拟采用2种工况对滑坡稳定性进行计算。

①自重+地表荷载（天然状态）

②自重+地表荷载+20年一遇暴雨（饱和状态）

2.滑坡稳定性分析计算

(1)传递系数法计算公式：

式中：

―稳定系数；

―作用于第i块滑动面上的滑动分力（kN/m）；

―作用于第i块段的抗滑力（kN/m）；

―第i块段滑体所受的重力（kN/m）；

―第i块段土的内摩擦角（°）；

―第i块段土的粘聚力（kPa）；

―第i块段滑动面的长度（m）；

―第i块段的剩余下滑力传递至i+1块段的传递系数（j=i）；

―第i块段滑动面倾角（°）

剩余下滑力计算采用传递系数法。

第i块剩余下滑力（即该剖面的滑坡推力）计算公式：

式中：

―推力安全系数；

(2)计算数据

首先在各种工况下的计算剖面图上按滑面产状、岩土性质将滑体划分成若干垂直条块，然后从AutoCAD里采集各种工况下计算剖面各条块分界面处地形、滑面高程数据。以其中剖面一为例计算数据见下表：

滑坡稳定性系数计算表

(3)计算结果

新高路滑坡滑体受连续降雨或大暴雨的影响下，滑体饱水时，自重增大，滑带土力学性质下降，易导致稳定性降低，稳定性计算结果也表明如此，所以工况2（自重+暴雨）为新高路滑坡不利的工况，在此工况下滑坡的滑体易失稳下滑。稳定性计算结果见下表：

新高路滑坡稳定系数表

3.3滑坡稳定性评价

新高路滑坡的稳定性分级标准如下：

工况1：Fs ＜1.0时，不稳定；Fs ＝1.0时，临界状态；

1.0＜Fs ≤1.05时，欠稳定；1.05＜Fs ≤1.20时，基本稳定；

Fs＞1.20时，稳定。

工况2：Fs ＜1.0时，不稳定；Fs ＝1.0时，临界状态；

1.0＜Fs ≤1.05时，欠稳定；1.05＜Fs ≤1.15时，基本稳定；

Fs＞1.15时，稳定。

综上，新高路滑坡天然状态稳定系数剖面一及剖面二Fs为1.16-1.19，滑坡整体处于基本稳定，不会出现整体或大规模的滑移，但在连续降雨或暴雨时，滑坡稳定系数Fs为1.02-1.04，滑坡处于欠稳定状态，可能发生整体滑移；在剖面三，饱和状态稳定系数K＝1.50，滑坡整体处于稳定，不会出现整体滑移剪出，故滑坡不会在该处滑移剪出。

综合分析：滑坡在天然状态处于基本稳定，在饱和状态处于欠稳定状态。

4结束语

本文从实际工程的角度出发，使用传递系数法对滑坡边坡的稳定性进行分析，此法具有计算简单、快速的优点，且概念明确，易于掌握。传递系数法属于极限平衡法的的一种，其他还有Janbu法、瑞典条分法、Sarma法等经典极限平衡法。极限平衡法作为一种简单实用的分析方法，仍然是当前分析边坡稳定性的主要方法。并且随着工程建设的发展，这种方法将得到不断的完善与发展。

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