經(jīng)常做滑坡勘察設(shè)計(jì)的同行,都非常熟悉,滑坡推力及穩(wěn)定性系數(shù)的計(jì)算,離不開滑坡抗剪參數(shù)的選取。通常取得抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的方法有儀器測(cè)定法、反算法和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比法。由于滑帶巖土介質(zhì)的多樣性,成因、成分和結(jié)果的復(fù)雜性和不均勻性,以及強(qiáng)度隨外界因素變化的可變性,加之滑動(dòng)過(guò)程本身多樣性和復(fù)雜性,使儀器測(cè)定法很難準(zhǔn)確模擬滑帶巖土的實(shí)際受力狀態(tài)和變化過(guò)程,因此,試驗(yàn)數(shù)據(jù)很難直接用于計(jì)算。在我們實(shí)際工作中,多采用以反算為主,參考試驗(yàn)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)指標(biāo)的綜合方法。今天我將談?wù)勎以趯?shí)際工作中,使用反算法時(shí),對(duì)滑坡穩(wěn)定系數(shù)取值的理解及應(yīng)用。
反算法可分為恢復(fù)山體平衡和不恢復(fù)山體平衡兩種情況;謴(fù)山體平衡法使用于近期滑動(dòng)過(guò)的滑坡,而且可以恢復(fù)滑動(dòng)瞬間的形狀,我們認(rèn)為其處于平衡狀態(tài),反算時(shí)其穩(wěn)定系數(shù)取1當(dāng)然合適。但是,在我所遇到的滑坡勘察中,古滑坡或老滑坡較多,恢復(fù)其原始地ò非常困難,因此,我們一般根據(jù)滑坡所處的發(fā)育階段(定性分析),判斷當(dāng)前相應(yīng)的穩(wěn)定性,給出一個(gè)穩(wěn)定性系數(shù),假定一個(gè)參數(shù),用現(xiàn)有的一個(gè)斷面反算,或利用二個(gè)斷面聯(lián)立進(jìn)行反算,其公式在此我就不列舉。如何判斷其穩(wěn)定性和所處的發(fā)育階段其實(shí)是擺在我們面前的首要問題,我查閱了部分書籍及論文,其對(duì)滑坡的發(fā)展劃分階段及穩(wěn)定系數(shù)取值的闡述均有所不同,使我在反算時(shí),取滑坡穩(wěn)定系數(shù),產(chǎn)生了困惑,F(xiàn)將我查閱的資料分述如下:
1、《鐵·工程不良地質(zhì)勘查規(guī)程》中將滑坡發(fā)育階段分為三階段,見表1.1。這本規(guī)范是鐵老大所編,應(yīng)該是比較權(quán)威的,其表中滑坡主要標(biāo)志的描述非常詳細(xì),值得借鑒,但其對(duì)各階段的穩(wěn)定系數(shù)的取值敘述的較為模糊,并û給出一個(gè)確定的區(qū)間。見下表。
階段 |
判別式 |
主要標(biāo)志 |
蠕動(dòng)階段 |
Ks1>Ks≥1 |
斜坡面上出現(xiàn)不連續(xù)裂縫,局部有¡起,錯(cuò)臺(tái)或向坡下微量移動(dòng)現(xiàn)象。在蠕動(dòng)、擠壓劇烈地段,可見垂直裂縫或呈弧形展布的裂縫并有局部的小規(guī)模坍塌。 |
滑動(dòng)階段 |
Ks<1 |
滑坡周界已形成,主裂縫貫通,錯(cuò)臺(tái)清晰,滑動(dòng)面已形成。滑坡體沿滑動(dòng)面緩慢或快速整體向坡下移動(dòng);潞缶墢埩芽p逐漸加寬,水塘、泉水突然干涸或渾濁;滑坡前部鼓脹突起,有坍塌現(xiàn)象;坡角有全水、濕地出¶;坡面上生長(zhǎng)的樹木歪斜。 |
穩(wěn)定階段 |
Ks>Ks1 |
滑坡體坡面平緩、滑坡舌伸入階地,滑坡受擠壓逐漸密實(shí)。坡面上的裂縫、錯(cuò)臺(tái)多被充填或消失,坡面生長(zhǎng)植被或辟為耕地。 |
注:Ks1是滑坡穩(wěn)定安全系數(shù),根據(jù)研究程度及其對(duì)工程的影響確定。
2、鄭穎人、陳祖煜、王恭先等編著的《邊坡與滑坡工程治理》中,將滑坡變形階段劃分為5個(gè)階段,分別為蠕動(dòng)階段,擠壓階段,滑動(dòng)階段,劇滑階段和穩(wěn)定階段,和一般教材上劃分類似,該書詳細(xì)描述了各階段時(shí)滑動(dòng)帶、后緣、前緣、兩側(cè)及滑坡體的特征情況,還給出了不同階段對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定狀態(tài),淺顯易懂,非常直觀,但是穩(wěn)定系數(shù)取值范Χ較大。詳見該書P25頁(yè)。
3、在一般教材書上,將滑坡變形階段劃分為五個(gè)階段,蠕動(dòng)階段、擠壓階段、滑動(dòng)階段、大滑動(dòng)階段和固結(jié)階段,蠕動(dòng)擠壓階段Fs=1.01~1.05,等速滑動(dòng)階段,F(xiàn)S=0.97~1.00,加速滑動(dòng)階段Fs=0.95~0.98,但是這幾個(gè)階段的判斷,û有給出詳細(xì)的描述。
4、一本δ頒布的《滑坡防治設(shè)計(jì)細(xì)則》中這樣介紹的,反算滑坡滑帶巖土抗剪強(qiáng)度指標(biāo)時(shí),應(yīng)根據(jù)滑坡地裂縫出現(xiàn)的類型、部λ和過(guò)程,判斷滑坡所處的滑動(dòng)階段,遵循下列原則確定滑坡穩(wěn)定系數(shù)。 ①滑坡處于蠕動(dòng)擠壓變形階段時(shí),滑坡穩(wěn)定系數(shù)可取1.0~1.05。②滑坡處于正在勻速滑動(dòng)或時(shí)滑時(shí)停階段時(shí),滑坡穩(wěn)定系數(shù)可取0.98~1.0。③滑坡處于劇烈滑動(dòng)階段時(shí),滑坡穩(wěn)定系數(shù)可取0.95~0.98。④ 滑坡處于滑舌停止移動(dòng)至全滑坡固結(jié)下地裂縫閉合的固結(jié)階段時(shí),滑坡穩(wěn)定系數(shù)可取1.05~1.15。但是這幾個(gè)階段的判斷,仍û有給出詳細(xì)的描述。
5、鄭穎人所著的《有限元極限分析法及其在邊坡中的應(yīng)用》中,將滑坡變形破壞階段劃分為四個(gè)階段,分別為穩(wěn)定狀態(tài)、弱變形狀態(tài)、強(qiáng)變形狀態(tài)和臨滑狀態(tài)。該書是在《邊坡與滑坡工程治理》對(duì)滑坡階段劃分的基礎(chǔ)上,從地質(zhì)變形、λ移速率監(jiān)測(cè)和坡體穩(wěn)定性定量分析三個(gè)方面,提出的滑坡的四階段演化過(guò)程。見下表或詳見該書P286。
變形階段 |
穩(wěn)定 狀態(tài) |
弱變形狀態(tài) |
強(qiáng)變形狀態(tài) |
臨滑狀態(tài) |
變形速度 |
零速度 |
等速變形 |
加速變形 |
劇速變形 |
穩(wěn)定安全 系數(shù) |
>1.10 |
1.10~1.04 |
1.04~1.01 |
1.01~1.00 |
現(xiàn) 場(chǎng) 觀 察 指 標(biāo) |
邊(滑)坡體及其上面的建筑物均無(wú)明顯變形,無(wú)地裂縫 |
主滑帶剪應(yīng)力超過(guò)其抗剪強(qiáng)度發(fā)生蠕動(dòng),裂縫逐漸擴(kuò)大并使?fàn)恳伟l(fā)生拉裂; 邊(滑)坡體無(wú)明顯變形;邊(滑)坡后緣地表或建筑物上出現(xiàn)一條或數(shù)條地裂縫,由斷續(xù)分布而逐漸貫通;滑坡兩側(cè)、滑坡前緣均無(wú)明顯變形或滑坡兩側(cè)出現(xiàn)羽狀裂縫。坡體中上部出現(xiàn)下沉、下錯(cuò)等現(xiàn)象。 |
主滑段和牽引段滑面形成,滑體沿其下滑推擠抗滑段,抗滑段滑帶逐漸形成;坡體中、上部下沉并向前移動(dòng),下部受擠壓而抬升,變松。后緣主拉裂縫貫通,加寬,外側(cè)下錯(cuò),并向兩側(cè)延長(zhǎng);邊坡兩側(cè)中、上部有羽狀裂縫出現(xiàn)并變寬,兩側(cè)剪切裂縫向抗滑段延伸;前緣地面有局部¡起,先出現(xiàn)平行滑動(dòng)方向的放射狀裂縫再出現(xiàn)垂直滑動(dòng)方向的鼓脹裂縫,有時(shí)有坍塌,泉水增多或減少 |
滑體開始整體向下滑移,重心逐漸降低;抗滑段滑面貫通,從地面剪出,整個(gè)滑動(dòng)面貫通,滑坡整體滑移 后緣裂縫增多,加寬,地面下陷,滑坡壁增高,建筑物傾斜;兩側(cè)裂縫與后緣張裂縫及前緣剪出口裂縫完全貫通,兩側(cè)壁出現(xiàn);前緣坍塌明顯,泉水增多并混濁,剪出口附近出現(xiàn)鼓丘 |
綜合以上五份資料,我個(gè)人覺得鄭院士所著的《有限元極限分析法及其在邊坡中的應(yīng)用》中所述的滑坡階段劃分較為合理,比《邊坡與滑坡工程治理》中劃分的更細(xì)致,并且把各階段滑坡的變形特征做了定性的描述,包括現(xiàn)場(chǎng)觀察指標(biāo)和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)指標(biāo),這樣不僅為我們現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查判斷提供了比較完整的理論依據(jù),去更加清晰地分析滑坡形成機(jī)制及演化,而且能夠提供各階段所對(duì)應(yīng)的滑坡穩(wěn)定系數(shù)。
當(dāng)然,可能還有其它的滑坡階段劃分方案,由于資料源有限,本人只能羅列這ô多,最后,希望這些資料對(duì)滑坡勘察設(shè)計(jì)的同行有一定的幫助。