滑坡稳定性评价2

1、西安科技大学地质与环境工程系2012年年5月月 一、滑坡稳定性评价的内容、方法一、滑坡稳定性评价的内容、方法二、计算公式二、计算公式三、计算参数选取三、计算参数选取 四、计算实例四、计算实例 主要评价内容包括：主要评价内容包括： 1.确定滑坡的性质。包括滑坡的确定滑坡的性质。包括滑坡的类型类型、规模规模、范围范围、条块和条块和分级分级、滑坡发生或复活的条件滑坡发生或复活的条件、因素和诱发原因因素和诱发原因； 2.滑坡可能的扩大范围、危害范围；滑坡可能的扩大范围、危害范围； 3.滑坡发育过程、机理、目前所处的发育阶段、发展趋势及滑坡发育过程、机理、目前所处的发育阶段、发展趋势及危害；危害； 4.

2、人类活动在滑坡发生或复活中的主要作用及改变的可能性；人类活动在滑坡发生或复活中的主要作用及改变的可能性； 5.滑坡转化为其它变形的可能性；滑坡转化为其它变形的可能性； 6.滑坡稳定性计算的范围、边界、滑面的层数、计算参数的滑坡稳定性计算的范围、边界、滑面的层数、计算参数的取值范围、计算方法及结果；取值范围、计算方法及结果； 7.预防和治理的可能性及主要方案。预防和治理的可能性及主要方案。 评价方法：评价方法： 滑坡稳定性评价的方法，目前尚不统一。徐邦栋先生积其四十余年研究和防治滑坡滑坡稳定性评价的方法，目前尚不统一。徐邦栋先生积其四十余年研究和防治滑坡的实践，总结提出了评价滑坡与斜坡稳定性的八

3、种方法（其中工程地质分析评价四个，的实践，总结提出了评价滑坡与斜坡稳定性的八种方法（其中工程地质分析评价四个，力学计算方面四个）：力学计算方面四个）： 1.从山体和山坡的地貌演变方面评价滑坡的发育过程和稳定性；从山体和山坡的地貌演变方面评价滑坡的发育过程和稳定性； 2.从坡体结构、构造等地质条件对比方面评价滑坡的发育条件、结构构造、滑动面从坡体结构、构造等地质条件对比方面评价滑坡的发育条件、结构构造、滑动面（带）的可能层位、条块和级的划分；（带）的可能层位、条块和级的划分； 3.从滑坡的作用因素及其变化方面评价滑坡的主要作用因素及其消长变化对滑坡发从滑坡的作用因素及其变化方面评价滑坡的主要作用

4、因素及其消长变化对滑坡发生和发展趋势的影响；生和发展趋势的影响； 4.从滑坡的变形形迹和动态资料分析方面评价滑坡的发育阶段、发展趋势以及各条从滑坡的变形形迹和动态资料分析方面评价滑坡的发育阶段、发展趋势以及各条块目前的稳定程度；块目前的稳定程度； 5.滑坡稳定性计算法；滑坡稳定性计算法； 6.坡脚应力与岩土强度对比法；坡脚应力与岩土强度对比法； 7.斜坡平衡核算法；斜坡平衡核算法； 8.工程地质比拟计算法，包括从现场找计算范围、岩土参数和滑坡推力的界限值，工程地质比拟计算法，包括从现场找计算范围、岩土参数和滑坡推力的界限值，从类似条件下已滑动的、正在滑动的、已经稳定的、已做工程的滑坡找类比参数

5、进行从类似条件下已滑动的、正在滑动的、已经稳定的、已做工程的滑坡找类比参数进行评价。评价。一、滑坡稳定性评价的内容、方法一、滑坡稳定性评价的内容、方法二、计算公式二、计算公式三、计算参数选取三、计算参数选取 四、计算实例四、计算实例 1.稳定性计算所需要的基本资料稳定性计算所需要的基本资料 稳定性计算是以滑坡主轴断面为代表，取单位宽度（稳定性计算是以滑坡主轴断面为代表，取单位宽度（1m）的断面土条为代表进）的断面土条为代表进行计算，因此所需的基本资料为：行计算，因此所需的基本资料为： 滑坡（或每一计算块体）的代表性主轴断面。滑坡（或每一计算块体）的代表性主轴断面。由地质勘探决定并表明可能的由地

6、质勘探决定并表明可能的滑动面层数和各层滑面及上、下级滑坡的关系；滑动面层数和各层滑面及上、下级滑坡的关系； 滑体岩土的容重。滑体岩土的容重。因为滑坡是一种重力变形现象，主要是在重力作用下滑动因为滑坡是一种重力变形现象，主要是在重力作用下滑动的；的； 滑带土的抗剪强度指标（参数）：粘聚力滑带土的抗剪强度指标（参数）：粘聚力C和内摩擦角和内摩擦角 ； 不同季节和不同状态下，滑体内的主要含水状态和地下水位。不同季节和不同状态下，滑体内的主要含水状态和地下水位。主要是和滑动主要是和滑动面有关的地下水，以及裂缝中的充水情况，以便考虑静、动水压力对滑动的影响；面有关的地下水，以及裂缝中的充水情况，以便考虑

7、静、动水压力对滑动的影响； 地震系数。如当地为地震高强烈区，应考虑地震对滑动的影响；地震系数。如当地为地震高强烈区，应考虑地震对滑动的影响； 若是河岸或库岸滑坡，还应考虑最高、最低水位及其涨、落的变化幅度和速若是河岸或库岸滑坡，还应考虑最高、最低水位及其涨、落的变化幅度和速度，以便考虑水对滑动面的浸泡、软化、动水压力和水体抗力的作用；度，以便考虑水对滑动面的浸泡、软化、动水压力和水体抗力的作用； 其他有关资料。其他有关资料。如开挖、堆载、人为灌水、大爆破震动、采空塌陷等，均应如开挖、堆载、人为灌水、大爆破震动、采空塌陷等，均应有所记载。有所记载。 在稳定性计算中，所有作用因素都要换算成力的作用

8、列入计算公式。其中最困难在稳定性计算中，所有作用因素都要换算成力的作用列入计算公式。其中最困难的是滑带土抗剪强度指标的是滑带土抗剪强度指标C和和 值的正确选择，它们对稳定性计算结果影响巨大，下值的正确选择，它们对稳定性计算结果影响巨大，下面将作专门介绍。面将作专门介绍。 地震系数取值表地震系数（a/g）地震烈度7度8度9度0.0250.050.1 2.稳定性计算公式稳定性计算公式 滑动面为单一平面时滑动面为单一平面时（图（图2.1） a.一般式：一般式： b. 滑体厚度相同或接近相等时，假定滑体的滑体厚度相同或接近相等时，假定滑体的铅垂厚度为铅垂厚度为h，则可简化为：，则可简化为： c.当滑体

9、等厚，且全部饱水时，其稳定性计算当滑体等厚，且全部饱水时，其稳定性计算中应考虑动水压力的作用，稳定系数为：中应考虑动水压力的作用，稳定系数为：sintancosWWLcTSk2sin2coscoscoshCtgctghCtghKtgctgahCtgAAhActgAKsssssss1sincos1cos1sinsin1coscos12图2.1 单一平面滑动示意图式中： 滑体天然重度； s饱水滑体的重度(kN/m2)；h滑体的铅垂厚度（m）；Asin动水压力（kN/m）； 滑带土抗剪力系数。 2cos1 hCtgtgsd.当滑体部分被水饱和时，当滑体部分被水饱和时，设饱水部分的铅垂厚度为设饱水部分

10、的铅垂厚度为h0，如图，如图2.2所示，所示，则稳定则稳定系数为：系数为： 00000002sin21sinsin1coscos1hhctgctghhhhhhctghhhKssss图图2.2平平面面滑滑床床部部分分饱饱水水的的情情况况 e.若为软硬岩层互层顺层滑动，顺滑动面一定长度若为软硬岩层互层顺层滑动，顺滑动面一定长度L内有贯通裂缝成为某一滑块的后缘内有贯通裂缝成为某一滑块的后缘张裂缝，暴雨时缝中充水高度为张裂缝，暴雨时缝中充水高度为H0，滑体并不饱水，则应考虑裂缝中水的静压力作用，滑体并不饱水，则应考虑裂缝中水的静压力作用，静水压力静水压力TB为为 式中式中 B为水的容重，此时，下滑力（

11、为水的容重，此时，下滑力（T），），抗滑力抗滑力S= h L cos2tg +c L，则稳定系数，则稳定系数K如下式：如下式： f. 若滑体未充水，而在地震作用下滑动时，则稳定系数为：若滑体未充水，而在地震作用下滑动时，则稳定系数为：221hTBB221sincoshhLTB2221sincoscoshLhLctgLhKBhgahctghKsincoscos 滑动面为折线时滑动面为折线时 大多数滑坡的滑动面为若干平面的组合，在主轴断面上呈折线，如图大多数滑坡的滑动面为若干平面的组合，在主轴断面上呈折线，如图2.3。对于这种。对于这种类型的滑坡，稳定性计算又有若干简化假定类型的滑坡，稳定性计算又

12、有若干简化假定: .假定以主轴断面假定以主轴断面1m宽土条代表整个滑坡，土条侧面的摩擦力不计；宽土条代表整个滑坡，土条侧面的摩擦力不计； .由于各段滑面的物质构成和含水状态不尽相同，故分别取各段不同的抗剪强度指由于各段滑面的物质构成和含水状态不尽相同，故分别取各段不同的抗剪强度指标（参数）标（参数）C、 值；值； .以不同倾斜角度的滑面为依据将滑体分为若干块，块与块的相互作用简化为平行以不同倾斜角度的滑面为依据将滑体分为若干块，块与块的相互作用简化为平行于滑面的推力，如图于滑面的推力，如图2.3的的E1和和E3。 .计算整体稳定性时，要考虑块与块间推力的传递。计算整体稳定性时，要考虑块与块间推

13、力的传递。 折线滑面计算稳定性时，既要计算各块段的稳定系数以判定主滑段和抗滑段，显然折线滑面计算稳定性时，既要计算各块段的稳定系数以判定主滑段和抗滑段，显然K小于小于1.0的为主滑段，的为主滑段，K 1.0的为抗滑段。计算各块的稳定系数时，不仅要考虑上、下的为抗滑段。计算各块的稳定系数时，不仅要考虑上、下块的作用力，更要计算整体的稳定性。块的作用力，更要计算整体的稳定性。 图图2.3折线滑折线滑面滑坡稳定面滑坡稳定性计算图性计算图 各块的稳定系数计算同单一平面型： 整体稳定性计算有两种方法： 水平力法：这是一种简单、粗略的方法，不考虑各块间内力的传递，将各块的下滑力和抗滑力均投影于水平面上，然

14、后将抗滑力投影之和除以下滑力投影之和，即得整体的稳定系数K。此时，注意滑面倾向山的段落无下滑力而是抗滑力。如图2.3的4块，计算结果为： 抗滑力：抗滑力： 下滑力下滑力: T1=W1sin1cos1 ，T2=W2sin2cos2 ，T3=W3sin3cos3 ，T4=-W4sin4cos4 ，则: iiiiiiiiWLCtgWKsincos4444444333333322222221111111coscos,coscos,coscos,coscosLCtgWSLCtgWSLCtgWSLCtgWS32144321TTTTSSSSK写成一般式为：写成一般式为： 式中：式中：Wk为滑面倾向山的段落的

15、重量；为滑面倾向山的段落的重量； k为滑面倾向山的滑面倾角。为滑面倾向山的滑面倾角。 内力传递法：内力传递法：考虑各块段的内力传递，从滑坡上缘一块开始计算其剩余考虑各块段的内力传递，从滑坡上缘一块开始计算其剩余下滑力，逐块向下传递，直至滑坡趾部，由最后一块的抗滑力与下滑力之比下滑力，逐块向下传递，直至滑坡趾部，由最后一块的抗滑力与下滑力之比决定整体稳定系数。仍以图决定整体稳定系数。仍以图2.3为例，先计算最上部第一块的剩余下滑力：为例，先计算最上部第一块的剩余下滑力： E1=W1sin1-W1cos1tg1-C1L1 第一块的剩余下滑力平行于第一块滑动面作用于第二块。它可以分解为第一块的剩余下

16、滑力平行于第一块滑动面作用于第二块。它可以分解为平行于第二块滑面的分力和垂直于第二块的分力，前者起滑动作用，后者起平行于第二块滑面的分力和垂直于第二块的分力，前者起滑动作用，后者起抗滑作用（产生摩擦力），把它们投影于第二块滑面方向即为：抗滑作用（产生摩擦力），把它们投影于第二块滑面方向即为： E1=E1cos(1-2)-E1sin(1-2)tg2 =E1cos(1-2)-sin(1-2)tg2=E11 式中：式中：1=cos(1-2)-sin(1-2)tg2 称传递系数。称传递系数。iiikkkiiiiiiiWWLCtgWKcossincossincoscos)cos( 由此，计算第二块的剩余

17、下滑力由此，计算第二块的剩余下滑力E2为：为： E2=W2sin2-W2cos2tg2-C2L2+ E11 同理， E3=W3sin3-W3cos3tg3-C3L3+E22 计算第四块时，由于滑面向山体，本身只有抗滑力而无下滑力计算第四块时，由于滑面向山体，本身只有抗滑力而无下滑力，只有第三块传来之只有第三块传来之E3 3为滑动力，故其稳定系数为：为滑动力，故其稳定系数为： 注意，注意，计算到某一块，当出现剩余下滑力计算到某一块，当出现剩余下滑力Ei为负值时，即不再为负值时，即不再向下传递，因为土体不能传递拉力。向下传递，因为土体不能传递拉力。 用传递系数用传递系数 综合计算，如上所述。也可以

18、把起下滑作用和抗综合计算，如上所述。也可以把起下滑作用和抗滑作用的两个分力分别计算在分母和分子中，计算结果稍有差别。滑作用的两个分力分别计算在分母和分子中，计算结果稍有差别。 当有多层滑面存在时，应对每层计算其稳定系数。当有多层滑面存在时，应对每层计算其稳定系数。 以上公式中未考虑静、动水压力或地震力的影响，当有以上因以上公式中未考虑静、动水压力或地震力的影响，当有以上因素作用时，可以照单一滑面的原理列入计算。素作用时，可以照单一滑面的原理列入计算。 KWWtgC LE444444433sincos 圆弧滑动面圆弧滑动面 沿圆弧形滑动面滑动的滑坡，其稳定系数的概念是对圆心的抗滑力矩与滑动力矩之

19、沿圆弧形滑动面滑动的滑坡，其稳定系数的概念是对圆心的抗滑力矩与滑动力矩之比。由图比。由图2.4(a)可知可知00 线左面为滑动部分，其重量是为线左面为滑动部分，其重量是为W1，力臂为，力臂为d1；右边部分为抗滑；右边部分为抗滑部分，其重量为部分，其重量为W2，力臂为，力臂为d2；滑弧长为；滑弧长为L，滑带土的抗剪强度为，滑带土的抗剪强度为C，则稳定系数为：，则稳定系数为： 1122dWCLRdWMMKTs图2.4 圆弧滑面滑坡稳定计算示意图 实际计算中常用的方法是条分法，即把滑体分割成许多垂直小条，一般分为实际计算中常用的方法是条分法，即把滑体分割成许多垂直小条，一般分为26条，如图条，如图2

20、.4(b)，将其中某一条块的受力图画出，如图，将其中某一条块的受力图画出，如图24(c)所示，将条块重力从形心所示，将条块重力从形心垂直引起至滑动面分解为垂直于滑面的法向分力垂直引起至滑动面分解为垂直于滑面的法向分力Ni和切于滑面的切向分力和切于滑面的切向分力Ti，显然，显然， Ni=Wicos i Ti=Wisin i 当分条位于当分条位于00 线右边时，线右边时，Ti也为抗滑力，用也为抗滑力，用Ti 表示。表示。 滑带土的抗滑力为：滑带土的抗滑力为： S=Nitg +CL（假定（假定C， 相同）相同） 条间力条间力Xi，Yi和和Xi+1和和Yi+1，在分条很窄时，可假定其大小相等，方向相反

21、，实，在分条很窄时，可假定其大小相等，方向相反，实践证明忽略条间力，对稳定系数影响不很大。由此得抗滑力矩（践证明忽略条间力，对稳定系数影响不很大。由此得抗滑力矩（MS）和下滑力矩）和下滑力矩（MT）：）： 同样，当有地下水或应考虑地震时，在有关条块上加入动水压力和地震力计算。同样，当有地下水或应考虑地震时，在有关条块上加入动水压力和地震力计算。 iiiiiiiiTsTTtgNLCTRTtgNLCRMMK)(一、滑坡稳定性评价的内容、方法一、滑坡稳定性评价的内容、方法二、计算公式二、计算公式三、计算参数选取三、计算参数选取 四、计算实例四、计算实例 稳定性计算中，滑面倾角稳定性计算中，滑面倾角

22、和滑面长和滑面长度度L均可从断面上直接量取，滑块重量由均可从断面上直接量取，滑块重量由断面面积乘以滑体容重，也容易取得，唯断面面积乘以滑体容重，也容易取得，唯独滑带土的抗剪强度参数独滑带土的抗剪强度参数C， 值最难确值最难确定和选取。这里着重作一介绍。定和选取。这里着重作一介绍。 1.滑坡不同发育阶段不同部位滑滑坡不同发育阶段不同部位滑带土的强度特征带土的强度特征 滑带土剪切破坏的基本形式滑带土剪切破坏的基本形式 多数滑坡的滑带土为粘性土，在剪切破坏多数滑坡的滑带土为粘性土，在剪切破坏过程中，其剪应力过程中，其剪应力 随剪切变形随剪切变形 的变化，像普的变化，像普通粘性土一样。有如图通粘性土一

23、样。有如图3.1所示。所示。OA段为弹性段为弹性变形段；变形段；AB段为弹塑性变形段；至段为弹塑性变形段；至B点，达到点，达到土的最大强度（峰值强度）。过土的最大强度（峰值强度）。过B点后，随着点后，随着剪切变形的增加，抗剪强度迅速降低，这是由剪切变形的增加，抗剪强度迅速降低，这是由于剪切过程中土体结构破坏，膨胀吸水软化所于剪切过程中土体结构破坏，膨胀吸水软化所致。因此，致。因此，C点的强度相当于结构破坏后的重点的强度相当于结构破坏后的重塑土正常固结的峰值强度。塑土正常固结的峰值强度。CD段为剪切面上段为剪切面上土的团粒和颗粒产生定向排列的阶段，至土的团粒和颗粒产生定向排列的阶段，至D点点达到

24、相应垂直压力下的最佳定向，强度降至残达到相应垂直压力下的最佳定向，强度降至残余强度余强度 r。DE段强度不再降低。段强度不再降低。 图图3.1 粘性土剪切曲线粘性土剪切曲线1. 超固结土的剪切变形曲线；2. 正常固结土的剪切变形曲线A.弹性极限；B.强度极限；C.完全软化点；D.残余强度起始点 不同部位的滑带土在滑坡的不同发育阶段具有不同的强度不同部位的滑带土在滑坡的不同发育阶段具有不同的强度 滑坡的种类很多，就一般最常见的块体滑坡而言，大体上都有如图滑坡的种类很多，就一般最常见的块体滑坡而言，大体上都有如图3.2所示的主滑、所示的主滑、牵引和抗滑三个地段及其构成相应的滑带。牵引和抗滑三个地段

25、及其构成相应的滑带。其发生的机理是：一定地质条件下的斜坡，其发生的机理是：一定地质条件下的斜坡，由于外界因素的作用，主滑带不能保持平衡而失稳，产生蠕动；牵引段因前方失去支由于外界因素的作用，主滑带不能保持平衡而失稳，产生蠕动；牵引段因前方失去支撑力而产生主动破坏，破坏后牵引段连同主滑段一起推挤抗滑地段；一旦抗滑地段形撑力而产生主动破坏，破坏后牵引段连同主滑段一起推挤抗滑地段；一旦抗滑地段形成新滑面并贯通时，滑坡即开始整体滑动。随着作用因素的变化，滑坡可由等速缓慢成新滑面并贯通时，滑坡即开始整体滑动。随着作用因素的变化，滑坡可由等速缓慢移动而进入加速剧滑阶段，经较大距离的滑移后，滑坡又渐趋稳定，

26、滑带开始固结，移动而进入加速剧滑阶段，经较大距离的滑移后，滑坡又渐趋稳定，滑带开始固结，滑体沉实、压密。滑体沉实、压密。 据此可按表据此可按表3.1分析不同部位的滑带土在不同滑动阶段的强度。本表是对首次滑动分析不同部位的滑带土在不同滑动阶段的强度。本表是对首次滑动的新滑坡而言的，对于古老滑坡的复活，可能在滑动刚开始就达到了滑带土相应的残的新滑坡而言的，对于古老滑坡的复活，可能在滑动刚开始就达到了滑带土相应的残余强度。至于牵引地段滑带土强度的变化，或是张开的裂缝，内无充填物者，如岩石余强度。至于牵引地段滑带土强度的变化，或是张开的裂缝，内无充填物者，如岩石顺层滑坡的后缘张裂缝，强度无变化；若有充

27、填物者，应考虑充填物与前后裂缝壁的顺层滑坡的后缘张裂缝，强度无变化；若有充填物者，应考虑充填物与前后裂缝壁的摩擦强度。摩擦强度。 图3.2 块体滑坡基本段落图不同部位的滑带土在不同滑动阶段强度的变化不同部位的滑带土在不同滑动阶段强度的变化 表表3.1 阶段划分阶段划分强度范围强度范围主滑地段主滑地段牵引地段牵引地段抗滑地段抗滑地段蠕动阶段蠕动阶段已越过峰值强度已越过峰值强度某些部分越过峰值某些部分越过峰值未破坏未破坏挤压阶段挤压阶段向软化点强度过渡向软化点强度过渡 已全部越过峰值强度已全部越过峰值强度开始受力，局部越过峰值开始受力，局部越过峰值强度而破坏强度而破坏滑动阶段滑动阶段向残余强度过渡

28、向残余强度过渡视具体情况，可能向视具体情况，可能向残余强度过渡残余强度过渡已越过峰值强度，向软化已越过峰值强度，向软化点强度和残余强度过渡点强度和残余强度过渡大滑动阶段大滑动阶段残余强度残余强度可能为残余强度可能为残余强度主要部分也为残余强度主要部分也为残余强度固结阶段固结阶段强度有适当恢复强度有适当恢复 2.取得抗剪强度参数的方法取得抗剪强度参数的方法 仪器测定法仪器测定法 任何仪器测定方法都是对滑坡的实际受力和运动状态的一种近似的模拟。任何仪器测定方法都是对滑坡的实际受力和运动状态的一种近似的模拟。试验试验结果的可靠性取决于试验仪器和方法对实际模拟的程度。由于常规的土工试验仪器结果的可靠性

29、取决于试验仪器和方法对实际模拟的程度。由于常规的土工试验仪器和方法不能很好地模拟滑坡，故人们先后创造了滑面重合剪、多次直剪法、往复直和方法不能很好地模拟滑坡，故人们先后创造了滑面重合剪、多次直剪法、往复直剪法、现场大型直剪、环剪仪大位移剪和三轴切面剪等仪器和方法。剪法、现场大型直剪、环剪仪大位移剪和三轴切面剪等仪器和方法。 现在我们仅来分析一下各种方法的特点及其适用条件，以便根据实际情况进行现在我们仅来分析一下各种方法的特点及其适用条件，以便根据实际情况进行选择。选择。 应该说，应该说，原位大剪实验，原位大剪实验，即在滑坡现场上的试坑或探洞（井）中挖出的滑带，即在滑坡现场上的试坑或探洞（井）中

30、挖出的滑带，沿着滑动方向进行现场大面积剪切试验。对滑坡的扰动少。符合于滑坡的实际状态。沿着滑动方向进行现场大面积剪切试验。对滑坡的扰动少。符合于滑坡的实际状态。但这种方法一般只能在滑坡的前、后缘或边缘，滑带埋藏较浅处进行，在洞或井中但这种方法一般只能在滑坡的前、后缘或边缘，滑带埋藏较浅处进行，在洞或井中进行试验毕竟工程大、花费多。而且由于试样的均质性较差，常常要多个试样（进行试验毕竟工程大、花费多。而且由于试样的均质性较差，常常要多个试样（46个）才能得到一条较理想的强度曲线。个）才能得到一条较理想的强度曲线。 滑面重合剪滑面重合剪是在现场滑带中取包含有滑动面的试样，在直剪仪上把天然滑面放是在

31、现场滑带中取包含有滑动面的试样，在直剪仪上把天然滑面放在上、下盒之间，沿实际滑动方向进行剪切。在上、下盒之间，沿实际滑动方向进行剪切。从符合滑坡实际情况来说，它仅次于从符合滑坡实际情况来说，它仅次于现场大型直剪，但取样、制样、保存、试验都要求高，操作困难，限制了其大量应现场大型直剪，但取样、制样、保存、试验都要求高，操作困难，限制了其大量应用。用。 多次直剪多次直剪主要用于求滑带土随剪切次数的增加抗剪强度降低的规律和残余强度。主要用于求滑带土随剪切次数的增加抗剪强度降低的规律和残余强度。由于设备简单、操作方便，在国内已广泛被采用。其优点是可用重塑土进行试验，由于设备简单、操作方便，在国内已广泛

32、被采用。其优点是可用重塑土进行试验，土样均匀，规律性较好。土样均匀，规律性较好。要求是土样的密度和含水量要与实际滑带土相一致。其缺要求是土样的密度和含水量要与实际滑带土相一致。其缺点是每次剪切后要卸去垂直荷载，人工把试样推断再行重合剪切，改变了试样的受点是每次剪切后要卸去垂直荷载，人工把试样推断再行重合剪切，改变了试样的受力状态，试样易歪斜和发生面积变化。多次直剪每次剪切都顺原来的擦痕沟槽，这力状态，试样易歪斜和发生面积变化。多次直剪每次剪切都顺原来的擦痕沟槽，这与实际滑坡是不符的与实际滑坡是不符的，因此其试验值比实际滑坡稍偏低。此外，当土样含水量较大因此其试验值比实际滑坡稍偏低。此外，当土样

33、含水量较大时，易从上下盒缝间挤出，影响试验效果。时，易从上下盒缝间挤出，影响试验效果。 往复直剪往复直剪克服了多次直剪每次卸荷和人为推断试样的缺点，在往复多次剪切中克服了多次直剪每次卸荷和人为推断试样的缺点，在往复多次剪切中达到残余强度。达到残余强度。在土颗粒和团粒在剪切面上定向排列上，这种方法可以达到，但与在土颗粒和团粒在剪切面上定向排列上，这种方法可以达到，但与滑坡滑动过程是不同的。滑坡滑动过程是不同的。 环剪试验环剪试验用环状试样的旋转剪切，可进行大位移剪切试验，以研究抗剪强度随用环状试样的旋转剪切，可进行大位移剪切试验，以研究抗剪强度随剪切距离增加而降低的过程。这种仪器目前国内尚少，且

34、由于试验所得残余值较高，剪切距离增加而降低的过程。这种仪器目前国内尚少，且由于试验所得残余值较高，在实际滑坡防治中还很少应用。在实际滑坡防治中还很少应用。 三轴切面剪三轴切面剪，由于其移距小，颗粒、团粒定向排列不够充分，所得残余强度偏，由于其移距小，颗粒、团粒定向排列不够充分，所得残余强度偏高，目前应用也很少。高，目前应用也很少。 应当指出，应当指出，滑坡的主滑、牵引和抗滑地段滑带的受力状态是不同的，滑坡的主滑、牵引和抗滑地段滑带的受力状态是不同的，主滑地段主滑地段一般为纯剪切破坏，而牵引地段为张扭性的主动破坏，抗滑地段则为压扭性的被动一般为纯剪切破坏，而牵引地段为张扭性的主动破坏，抗滑地段则

35、为压扭性的被动破坏，因此，在试验方法上也应有所区别。这是值得进一步研究的课题。破坏，因此，在试验方法上也应有所区别。这是值得进一步研究的课题。 反算法反算法 反算法的基本原理是视滑坡将要滑动而尚未滑动的瞬间为极限平衡状态，即反算法的基本原理是视滑坡将要滑动而尚未滑动的瞬间为极限平衡状态，即稳定系数稳定系数K=1，列出极限平衡方程进行求解，列出极限平衡方程进行求解C值或值或 值。其必要条件是恢复滑动前值。其必要条件是恢复滑动前的滑坡断面。具体作法有以下几种：的滑坡断面。具体作法有以下几种： .一个断面的反算一个断面的反算 对于圆弧形滑动面，如图对于圆弧形滑动面，如图2.4(1)，可用力矩平衡方程

36、：，可用力矩平衡方程： 或分条法计算的平衡方程：或分条法计算的平衡方程： 对于折线形滑面，如图对于折线形滑面，如图2.4(b)，可用推力计算的公式：，可用推力计算的公式： Ei=Ei-1+KWisini-Wicositgi-CiLi 令令K=1，及最下一块的推力，及最下一块的推力E=0，即可求解。，即可求解。 RLdWdWCRLCdWdW22112211,TCLtgNT 从以上方程可以看出：从以上方程可以看出： a.一个方程中包括两个未知数，不能直接求解，常常需要假定其中一个变化一个方程中包括两个未知数，不能直接求解，常常需要假定其中一个变化幅度不大较易掌握其范围者，反求另一个。幅度不大较易掌

37、握其范围者，反求另一个。 b.圆弧形滑面是假定整个滑面上的圆弧形滑面是假定整个滑面上的C、 值均一样。这与实际情况是不符的。值均一样。这与实际情况是不符的。 c.折线形滑面各段的折线形滑面各段的C、 值是不同的，一般用试验法或其他方法先定牵引段值是不同的，一般用试验法或其他方法先定牵引段和抗滑段的和抗滑段的C、 值及主滑段的值及主滑段的C值，反求其值，反求其 值。值。 一般一般C值的大小取决于滑带土的物质组成（主要为粘粒含量）、含水状态和值的大小取决于滑带土的物质组成（主要为粘粒含量）、含水状态和滑体厚度，变化幅度不大。日本山田刚二等的著作建议按滑体厚度选取滑体厚度，变化幅度不大。日本山田刚二

38、等的著作建议按滑体厚度选取C值如下值如下表表3.2。 不同滑体厚度的不同滑体厚度的C值表值表 表3.2滑体厚度 （m）粘聚力 C(t/m2)50.5101.0151.5202.0252.5 根据我国防治滑坡的经验，这个表是可以参考使用的。根据我国防治滑坡的经验，这个表是可以参考使用的。有时，在粗略估算中，人们根据滑带的物质组成和含水状态作进一步地简化：如对有时，在粗略估算中，人们根据滑带的物质组成和含水状态作进一步地简化：如对饱和粘土假定饱和粘土假定 =0，求综合，求综合C，称为综合，称为综合C法；对滑带以岩屑、砂粒等粗颗粒为主的，法；对滑带以岩屑、砂粒等粗颗粒为主的，则假定则假定C=0，求综

39、合，求综合 ，称为综合，称为综合 法。法。 .多断面联立方程的反算多断面联立方程的反算 为了能同时反求主滑段的为了能同时反求主滑段的C值和值和 值，人们提出了类似条件下的两个或多个断面值，人们提出了类似条件下的两个或多个断面方程联立求解的方法，方程联立求解的方法，其基本条件是断面必须相似，它包括：其基本条件是断面必须相似，它包括：地质条件类似，地质条件类似，特别特别是是滑带土的物质组成和含水状态要类似滑带土的物质组成和含水状态要类似；运动状态和过程类似运动状态和过程类似；滑坡的发育阶段相滑坡的发育阶段相似似。 哪些断面可以联立？哪些断面可以联立？实践证明，实践证明，同一个滑（块）坡的主轴断面和

40、其两侧的辅助断同一个滑（块）坡的主轴断面和其两侧的辅助断面可以联立（如图面可以联立（如图3.3a），但有时会出现两方程为平行的直线方程，无法求解的情况。，但有时会出现两方程为平行的直线方程，无法求解的情况。此外，此外，同一滑坡群中的两个类同滑坡的断面可以联立，可以是平面上的两个（如图同一滑坡群中的两个类同滑坡的断面可以联立，可以是平面上的两个（如图3.3b），也可是，也可是立面上的两级（如图立面上的两级（如图3.3d），也可以，也可以用同一滑坡在断面形状改变前、用同一滑坡在断面形状改变前、后的两种状态（如图后的两种状态（如图3.3c）。 图图3.3联联立立方方程程断断面面示示意意图图 一般方程

41、为：一般方程为： 解方程，可以用数解法或图解法。解方程，可以用数解法或图解法。 用恢复极限平衡断面反求指标应注意的几个问题：用恢复极限平衡断面反求指标应注意的几个问题： a.均质土圆弧形旋转式滑坡，在极限平衡时，顶部常先有张开的裂缝而后滑动，均质土圆弧形旋转式滑坡，在极限平衡时，顶部常先有张开的裂缝而后滑动，此段不应计入滑面长度此段不应计入滑面长度L之内。之内。 b.对平移式块体滑坡，在极限平衡时，若后部为张开的裂缝，又无充填物，或对平移式块体滑坡，在极限平衡时，若后部为张开的裂缝，又无充填物，或充填物非常疏松，则不考虑此段充填物非常疏松，则不考虑此段C、 值。若后部为地堑式的裂缝带且裂缝闭合

42、时，值。若后部为地堑式的裂缝带且裂缝闭合时，应考虑该段之间应考虑该段之间C、 值，因该部分土颗粒较粗，含水量低可假定值，因该部分土颗粒较粗，含水量低可假定C=0，而选择滑体，而选择滑体材料与滑壁间的摩擦系数。材料与滑壁间的摩擦系数。 c.对于首次滑动的滑坡，极限平衡断面是滑坡刚要开始滑动时的状态，此时整对于首次滑动的滑坡，极限平衡断面是滑坡刚要开始滑动时的状态，此时整个滑带土的强度远未达到残余强度，因此反算求出的指标高于残余强度指标，当用个滑带土的强度远未达到残余强度，因此反算求出的指标高于残余强度指标，当用于评价大滑动过或多次滑动过的滑坡的稳定性时，必须根据实际情况予以修正才能于评价大滑动过

43、或多次滑动过的滑坡的稳定性时，必须根据实际情况予以修正才能应用。应用。 0cossin0cossin222222222111111111LCtgWWELCtgWWE .不恢复滑动前斜坡断面的反算不恢复滑动前斜坡断面的反算 对于单一平面形岩石顺层滑坡，因为地面形状变化很小，可不必恢复原地对于单一平面形岩石顺层滑坡，因为地面形状变化很小，可不必恢复原地面而直接用现有滑坡断面进行反算。面而直接用现有滑坡断面进行反算。 对于古老滑坡，由于滑壁的剥蚀、坍塌，改变了原来的形态，或因缺少原对于古老滑坡，由于滑壁的剥蚀、坍塌，改变了原来的形态，或因缺少原有地形资料，不容易恢复原地面线。有地形资料，不容易恢复原

44、地面线。这时，可不恢复原地面线，而根据滑坡复这时，可不恢复原地面线，而根据滑坡复活时所处的发育阶段及其相应的稳定度（不一定等于活时所处的发育阶段及其相应的稳定度（不一定等于1）用现有断面进行反算。）用现有断面进行反算。如滑坡处于蠕动挤压阶段，取稳定度为如滑坡处于蠕动挤压阶段，取稳定度为1.011.10；正在等速滑动时稳定度为；正在等速滑动时稳定度为1.0，加速滑动时稳定度取，加速滑动时稳定度取0.950.98，代入公式进行反算，所得指标反映当年，代入公式进行反算，所得指标反映当年状态。状态。 当有构筑物（如挡土墙）或地物被滑坡滑动破坏时，在方程中应包括其可当有构筑物（如挡土墙）或地物被滑坡滑动

45、破坏时，在方程中应包括其可能的最大抗力，即滑坡推力能的最大抗力，即滑坡推力E 0，这就是工程地质比拟计算法。此外，在计算，这就是工程地质比拟计算法。此外，在计算中还应根据滑坡发生时的具体情况决定是否计入静水、动水压力和地震力的作中还应根据滑坡发生时的具体情况决定是否计入静水、动水压力和地震力的作用。用。 应当指出，当主轴断面的方向与滑动方向有偏离时，反算指标也是有误差应当指出，当主轴断面的方向与滑动方向有偏离时，反算指标也是有误差的，这是应当注意的。的，这是应当注意的。 经验数据对比法经验数据对比法 在初勘阶段粗略评价滑坡的稳定性或估算滑坡推力时，由于缺少试验资料，可采用在初勘阶段粗略评价滑坡

46、的稳定性或估算滑坡推力时，由于缺少试验资料，可采用经验数据对比法。经验数据对比法。 .工程地质对比法工程地质对比法 同种地层、同类滑坡，滑带土的物质成分、成因和含水状态，以及滑坡的运动状态同种地层、同类滑坡，滑带土的物质成分、成因和含水状态，以及滑坡的运动状态类似的滑坡可以相对比选取指标。即利用已有滑坡的资料于无资料的类似滑坡。如我类似的滑坡可以相对比选取指标。即利用已有滑坡的资料于无资料的类似滑坡。如我国宝成线上大型堆积层滑坡的黑灰色炭质页岩风化的粘性滑带土国宝成线上大型堆积层滑坡的黑灰色炭质页岩风化的粘性滑带土C=0.2kg/cm2， =7 12 ；紫红色泥岩风化之粘性滑带土；紫红色泥岩风

47、化之粘性滑带土C=0.1kg/cm2， =13 16 。类似的数据很多，。类似的数据很多，在有关资料中均可查得，此不赘述。在有关资料中均可查得，此不赘述。 .数理统计资料数理统计资料 为了能较快地选取抗剪强度参数，许多学者研究土的物理性质与参数间的统计规律。为了能较快地选取抗剪强度参数，许多学者研究土的物理性质与参数间的统计规律。近十余年来对残余强度参数进行了较多研究。如苏联戈里德什金（近十余年来对残余强度参数进行了较多研究。如苏联戈里德什金（ OABTEH）等从等从200个软塑粘土的试验中得出其抗剪强度个软塑粘土的试验中得出其抗剪强度 与正压应力与正压应力 的关系式。的关系式。 =0.09+

48、0.14 （相关系数（相关系数0.78） 又通过又通过50个塑性滑坡的调查，得到下式。个塑性滑坡的调查，得到下式。 =0.06+0.15 （相关系数（相关系数0.82 ） 挪威的贝伦（挪威的贝伦（Bierum）研究了残余内摩擦角）研究了残余内摩擦角r与土的塑性指数与土的塑性指数IP的关系曲线。的关系曲线。 对铁路沿线的粘性滑带土经多次直剪试验，得出对铁路沿线的粘性滑带土经多次直剪试验，得出 r与塑性指数与塑性指数IP及液性指数及液性指数Ic的关的关系如下式。系如下式。 lg r=2.4278-1.2279lgIP-0.1173lgIC (相关系数相关系数0.86) 应用经验数据，最主要的是两者

49、的条件要相似，否则会得出错误的结果。应用经验数据，最主要的是两者的条件要相似，否则会得出错误的结果。 3.抗剪强度参数的选择抗剪强度参数的选择 选择抗剪强度参数应考虑的因素选择抗剪强度参数应考虑的因素 .要考虑滑坡的类型、机理、产生的条件因素。如地下水在滑坡形成中的作用大要考虑滑坡的类型、机理、产生的条件因素。如地下水在滑坡形成中的作用大小，滑坡产生的季节及滑动时滑带的含水状态，以便选取相应含水状态下的参数。小，滑坡产生的季节及滑动时滑带的含水状态，以便选取相应含水状态下的参数。 .要考虑滑坡的性质，是新滑坡还是老滑坡？是牵引式滑坡还是推动式滑坡？滑要考虑滑坡的性质，是新滑坡还是老滑坡？是牵引

50、式滑坡还是推动式滑坡？滑距有多大？是久已稳定的，还是已经复活的。距有多大？是久已稳定的，还是已经复活的。 对新滑坡，根据其所处的发育阶段，对各段选用不同的参数。老滑坡尚未复活者，对新滑坡，根据其所处的发育阶段，对各段选用不同的参数。老滑坡尚未复活者，应选较残余强度稍高的参数，已经复活者，主滑和抗滑段可选用相应的残余强度。应选较残余强度稍高的参数，已经复活者，主滑和抗滑段可选用相应的残余强度。 .要考虑滑坡的发育阶段。只在滑坡大滑动之后才可选用残余强度参数，在此之要考虑滑坡的发育阶段。只在滑坡大滑动之后才可选用残余强度参数，在此之前应大于残余强度。前应大于残余强度。 .要考虑工程使用年限内可能出

51、现的最不利情况及工程修建后对最不利情况或某要考虑工程使用年限内可能出现的最不利情况及工程修建后对最不利情况或某些因素的控制程度，以决定选用较低的参数或较高的参数。如作出排水工程疏干滑带些因素的控制程度，以决定选用较低的参数或较高的参数。如作出排水工程疏干滑带水，其抗剪强度参数可予以适当提高。水，其抗剪强度参数可予以适当提高。 参数变化的范围 对一般滑坡来说，由于滑动，滑带土的结构已遭破坏，除了新生的处在蠕动挤压阶段的滑坡的抗滑地段外，原状土的峰值强度已不存在，故强度上限为扰动（重塑）土的峰值强度，下限为残余强度，多数是依据滑动的情况在两者之间进行选择（可参照表3.1）。 用综合分析法选择参数 在弄清了滑坡的地质条件、类型、机理、滑带土的原因、结构、状态、变化的规律、影响强度的因素及其变化趋势，以及滑坡的运动状态之后，即可综合应用上述几种方法互相核对选取参数，只要三者基本一致，就可得出比较符合实际的结果。 注意：