滑坡稳定性作业答案

姓名：陈洁霞 班号：042081-27

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滑坡稳定性计算与评价报告

学号：20081003405

滑坡稳定性计算评价

一、岩村滑坡工程地质环境

1、滑坡形态

该滑坡位于陕西省榆林市横山县魏家楼乡天云煤矿对面。整体上形态呈“簸箕”形，滑坡后缘高程为1099.71m，前缘高程为1073.32m，高差约27.0m。路基三级边坡切削滑坡前缘，边坡坡度约为45°。滑坡前缘宽度约为76.0m，顺主滑方向长约50.0m，滑体最大厚度约为14.0m，体积约2.1*104m3，为一中型土质滑坡。

2、滑体岩土特征

该滑坡体的岩土沿深度范围可以分为三层。上层为黄土状土（原黄土），多呈浅黄色，厚度5.0～7.0m，滑体前缘最薄处约3.0m，中间约6.7m，后缘最厚处约8.0m，垂直裂隙发育，岩性呈可塑～硬塑状态，结构较松散，钻孔岩芯呈散块状，夹有少量植物根系及黑色斑点，粉粒含量较高；中层黄土状土（原古土壤），褐黄-棕红色，厚度约2m，硬塑状态，结构致密，钻孔岩芯呈柱状，夹有白色菌丝及少量钙质结核；下层又为浅黄色黄土状土（原黄土），厚度在1.0～3.0m之间，硬塑状态，结构致密，钻孔岩芯呈散块-短柱状，夹杂黑色斑点及白色菌丝，ZK2-2该层下部可见砾石及泥砂岩层，但ZK2-1揭示该层下部缺失砾石层，分析认为是由于滑坡造成此处砾石层被推出。滑体土物理力学性质统计见表1。 根据钻孔及探井所揭露的滑动面位置，可以推断出该滑坡的滑动面剖面形状为近似圆弧形，滑坡前缘大致与基岩面紧密接触。

3、滑坡变形破坏与成因分析

根据野外调查和勘探，该滑坡是在边坡重新刷坡完毕后，发生连续暴雨，雨水沿土体表面垂直裂隙及落水洞下渗而引发的。滑坡产生后，边坡中上部出现错台裂缝，错台高度达2-3m，严重威胁到了路基安全；坡体表层也出现了弧形的张拉裂缝，裂缝宽度0.5~3cm，深度1~6m，个别裂缝已深入至强风化基岩中。

从总体上来看，造成滑坡的成因主要有以下几点：

?、坡体结构是形成滑坡的物质基础。上覆黄土，下伏伏泥岩-砂岩是易滑坡地层，本边坡上部黄土易渗水，下部泥岩相对隔水，从而形成滑动带，使其具备了滑坡的条件。 ?、连续暴雨是滑坡产生的直接诱因。

?、高边坡开挖过程中，由于放炮及土方开挖等工程因素，造成土体结构松动，边坡前缘形成高陡临空面，边坡土体发生应力重分布，是形成滑坡的另一重要因素。

表1 滑体土物理力学性质指标统计表 统计项目 天然含水率(W) 天然密度(ρ)

样本个数 29 最大值 13.8 1.99 2

最小值 3.2 1.41 平均值 7.2 1.66 % g/cm3 16

干密度(ρd) 比重(Gs) 孔隙比(e0) 饱和度(Sr) 液限(WL) 塑限(WP) 塑性指数(IP) 液性指数(IL) 压缩系数(a1-2) 压缩模量(Es1-2) 内摩擦角( ) 内聚力（C） g/cm3 16 % % % % % MPa ° kPa 29 18 18 29 29 29 29 11 11 11 1.63 2.71 1.12 89.9 30.6 22.0 12.4 0.45 0.75 20.4 27.0 46.0 1.34 2.68 0.66 9.0 26.7 16.8 6.8 <0.0 0.11 2.9 19.0 15.0 1.47 2.69 0.88 33.6 28.6 19.6 9.8 <0.0 0.39 8.9 22.2 28.4 MPa-1 11

二、滑坡稳定性计算

1、定性评价

现场调查表明，滑坡体所反应的宏观变形迹象已很明显，主要是由于以前爆破施工刷坡及连续暴雨而造成的。坡体后缘错台裂缝不断扩展和下挫，前缘土体有被推出顺坡滑落的现象，均反应了该滑坡目前处于不稳定状态，对公路建设已造成直接威胁。

2、稳定性计算

?、计算模型

根据地质勘察资料和滑坡的形态结构特征，计算模型采用剩余推力法（Push法）。剩余推力法在计算滑坡推力和稳定性时，假定该滑面取单位宽度计算，不计两侧摩擦力和滑体自身挤压力；滑动面和破裂面分别按直线计算，整体呈折线滑动。

在主滑断面上取序号为i的一个条块（图1）分析其受力情况。其上作用有垂直荷载（Wi）和水平荷载（Qi），前者如重力和工程荷载等，后者指指向坡外的水平向地震力KcWi及水压力PWi等。该条块承受了上一分条的剩余下滑力Ei-1，倾角α

i-1，以及本条的剩余下滑力

Ei的反力，倾角为αi，底部为法向反力Ni，扬压力Ui及切向反力Ti。

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抗滑力：Wcosα1tgφ1?C1L1第1块：下滑力：W1sinα11抗滑力：W1cosα1tgφ1?C1L1

第2块：下滑力：W2sinα2?E1cos(α1?α2)E1?W1sinα1?W1cosα1tgφ1?C1L1E2?W2sinα2?E1cos(α1?α2)??W2cosα2?E1sin(α1?α2)?tgφ2?C2L2

图第i条块受力分析图 α1?α2)?sin(α1?α2)tgφ2??W2sinα2?W2cosα1 2tgφ2?C2L2?E1?cos(

?W2cosα2?E1sin(α1?α2)??tgφ2?C2L2抗滑力：?W2sinα2?W2cosα2tgφ2?C2L2?E1?2??传递系数第i块:Ei?Wisinαi?Wicosαitgφi?CiLi?Ei?1?i若En?0，斜坡体不稳定第n块:En?Wnsinαn?Wncosαntgφn?CnLn?En?1?n若En?0，斜坡体稳定 考虑安全储备，减小抗滑力??tg?i1

Ei?Wisin?i?(Wicos?itg?i?CiLi)?Ei?1?cos(?i?1??i)?sin(?i?1??i)?KsKs??

当Ei?0时，取Ei＝0。

计算整体稳定性系数时，先假定一个K0，代入公式中Ks的位置，迭代得En En?0，表明K偏大，则取K?K，再计算En如果010 En?0，表明K1偏小，则取K1?K2?K0，直至En?0如果

这时的K即为滑坡的整体稳定性系数，

?、计算剖面

根据滑坡的平面形态，选择计算剖面即沿各滑体的主滑方向选取岩村滑坡III—III′剖面作为代表性计算剖面。又根据岩村滑床形态和滑坡地貌特征，以主滑段与抗滑段、滑床转折处、地形线转折处以及地下水位线处作为分界标志，对滑体计算块段进行划分，见下图2。

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27m

52.5m 图2 滑体计算块段划分

图3 滑坡稳定性计算模型图

根据《公路路基设计规范》（JTG D30-2004），分别计算正常工况（天然状态）和非正常工况Ⅰ（饱水状态）下滑坡稳定性及滑坡推力。利用极限平衡法进行滑坡稳定性计算一般要提供滑坡土体的重度，滑动面的内聚力和内摩擦角。该滑坡为土质滑坡，滑体土土质比较均匀，天然状态下滑体土的重度参考土工试验成果取18 kN/m3；饱水状态下滑体土的重度取22kN/m3。

滑面强度参数取值根据土体室内试验值及反算综合考虑。由于该滑坡目前处于蠕动挤压状态，天然状态下稳定系数应在1.00-1.05之间，根据土工试验成果另结合经验给定滑动面的抗剪强度c值为12kPa，反算滑动面的φ值。在1.00-1.05之间给不同的稳定系数反算，反算结果如表2。

根据反算结果及经验，滑动面强度参数取值如下：c=12kPa，φ=16.0°。

表2 滑动面参数反算结果表 给定滑动面抗剪强度c=12kPa 稳定系数k 反算结果φ° 1.00 15.71 1.01 15.93 1.02 16.17 1.03 16.38 1.04 16.60 1.05 16.82 运用公式1和公式2分别计算正常工况（天然状态）和非正常工况Ⅰ（饱水状态）下滑坡稳定性及滑坡推力。滑坡稳定系数及滑坡推力计算结果见表3和表4。

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表3 滑坡稳定系数及滑坡推力计算表（天然状态下） 滑块重量 块 Qi 号 (kN/m) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 442.8 1036.8 1171.8 1260.0 1173.6 972.0 797.4 630.0 370.8 滑面长 滑面 Li 倾角 （m） φ(°) 14.0 8.7 6.6 5.9 5.8 5.7 5.5 5.4 5.3 5.2 67.7 51.9 36.2 19.5 7.3 6.0 5.1 3.2 2.4 1.7 粘聚力 Ci (kPa) 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 内摩 擦角 φ(°) 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 下滑力 Ti (kN/m) 409.68 815.89 692.07 420.60 149.12 101.60 70.88 35.17 15.53 5.02 抗滑力 Ri (kN/m) 216.18 287.84 350.35 411.38 403.40 345.59 293.75 245.17 169.83 110.90 传递 系数 ψ 0.89 0.88 0.92 0.99 1.00 0.99 1.00 0.99 0.99 滑坡推稳定 力 系数 E(kN/m) Fs 295.92 993.95 1384.87 1384.04 1157.69 933.75 719.22 515.06 358.00 250.17 1.013 10 169.2

表4 滑坡稳定系数及滑坡推力计算表（饱水状态下） 滑面 滑面长 倾角 Li（m） φ(°) 14.0 8.7 6.6 5.9 5.8 5.7 5.5 5.4 5.3 5.2 67.7 51.9 36.2 19.5 7.3 6.0 5.1 3.2 2.4 1.7 内摩 擦角 φ(°) 16 16 16 16 16 16 16 16 16 16 抗滑力 下滑力 Ri(kN/Ti(kN/m) m) 500.7 997.2 845.8 514.0 182.2 124.2 86.6 43.0 19.0 6.1 226.9 328.6 410.6 487.0 477.6 407.2 344.4 285.2 193.4 121.7 传递 系数 ψ 0.89 0.88 0.92 0.99 1.00 0.99 1.00 0.99 0.99 稳定 滑坡推系E(kN/m) 数 Fs 399.02 1271.02 1759.45 1768.62 1509.91 1247.98 999.37 763.75 584.19 464.96 0.957 块 号 滑块重量 Qi(kN/m) 粘聚力 Ci(kPa) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 514.5 1267.2 1432.2 1540.0 1434.2 1188.0 974.6 777.0 453.2 206.8 12 12 12 12 12 12 12 12 12 12 考虑到拟建公路的等级及滑坡发生后的破坏性大小，计算滑坡推力时安全系数取k=1.25。

由表3和表4可见，天然状态下，最终滑坡推力E1=250kN/m；饱水状态下最终滑坡推力E2=465kN/m，稳定系数为0.957，说明在连续降雨的条件下，可能失稳。

三、稳定性评价

该滑坡的天然状态稳定安全系数为：Fs=1.013

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根据《湖北省三峡库区滑坡防治地质勘察与治理工程技术规定》中有关滑坡防治工程分级要求以及结合该滑坡工程的实际情况，综合各方面的因素确定本区滑坡坡等级为Ⅲ级，并根据其规模和重要性确定：稳定性系数≥1.05时滑坡稳定；1.00≤稳定性系数＜1.05时欠稳定；稳定性系数＜ 1.00时则不稳定。

通过对滑坡所在区域的地质概况的分析，岩村滑坡是在降雨、河流侵蚀和人类工程活动的影响下而发生的斜坡变形过程。

根据滑坡稳定性计算可知，该滑坡体在连续降雨因素的作用下，滑坡稳定性大为降低，滑坡体将会出现整体失稳现象。

四、滑坡防治方案建议

由于该滑坡所在的斜坡已经发生明显的蠕滑错动，因此应按滑坡治理原则选取治理方案。滑坡治理原则是：技术可行、经济合理、不留后患。对于支挡工程的位置，尽可能利用滑体抗滑段的抗滑力，以减少支挡结构的荷载。同时应针对滑坡的具体特点，根据滑坡各部分的稳定性、推力大小、滑动面埋深及滑坡体的特点，可分段采取不同的整治措施。

具体措施包括以下几方面：

1、工程措施

①、支挡措施

现场变形迹象和稳定性计算均表明，该滑坡处于临界极限平衡状态，在刷坡、护坡等工程活动及降水作用下，随时都有可能滑塌下来，对滑坡前缘的路基施工造成直接的威胁，因此应及时采取措施进行治理。由滑坡横断面图可以看出，滑体厚度较大，滑坡前缘地形陡（约30°，若完全清除现有滑坡体，将可能导致其后缘坡体失去支撑而下滑，因此建议在滑坡前缘采用挡土墙或抗滑桩等工程支挡措施，对坡面进行不同程度的防护加固处理。 ②、截排水措施

降雨入渗是加剧该滑坡活动的触发因素。因此，在滑坡坡面上的排水，具体可根据地形和已有自然冲沟设置截排水系统。

2、建议

①、建议在工程施工前，应先回填边坡上已有拉张裂缝及落水洞并夯实，防止降雨时地表水大量渗入滑体内，进一步恶化滑体的稳定性。施工时，应尽量避免对坡体的大量扰动。 ②、应该不定时地清除截排水沟中的淤泥，以免截排水设施起不到应有的作用。

③、建议在施工期间对滑坡进行人工观测，及时了解施工对滑坡的影响和滑坡变形的发展趋势，保证施工安全。

④、在施工中，要避免开挖坡脚，还需加强监测，时时进行预警。

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/ok72.html