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【摘要】本文对倒流子滑坡的稳定进行了各工况组合的计算，认为倒流子滑坡整体不稳定，并对影响滑坡稳定的主要因素做了分析。
【关键词】滑坡；工况；稳定性分析
【中图分类号】TV【文献标识码】A
【文章编号】1007-4309（2011）02-0053-3
长江三峡库区滑坡有2000余处，三峡水库蓄水后将形成5300多公里的干支流库岸，水位上涨，水压增大，极易诱发、加重塌岸和滑坡。倒流子滑坡位于长江右岸，由左右两个滑体组成，以顺坡而下的简易公路为界。右侧滑体（1号滑体）横向宽度约280m，纵向长度约230m；平均厚度约4.075m，体积约22.3万m3；滑体主轴倾向344度，剪出口标高为185m左右，为非涉水滑坡。左侧滑体（2号滑体）横向宽度约160m，纵向长度约320m，平均厚度约5.14m，体积约323820m3；平面形态呈“舌”状，滑坡轴倾向长江，剪出口高程为139m，为涉水滑坡。本文仅对倒流子2号滑坡的稳定进行了各工况组合的计算，认为倒流子滑坡整体不稳定，并对影响滑坡稳定的主要因素做了分析，以期对其它滑坡的稳定性分析有一定的借鉴作用。
一、地形地质概况
倒流子2号滑坡属剥蚀构造低山丘陵河谷斜坡地貌。南高北低，高和为139-250m，坡度15°-30°局部达50°-70°，坎高2-5m，地形呈梯状微凹向长江。左右两侧有小水沟，为降雨时地表水的排泄通道。
2号滑体物质组成具明显分区特征：地表为耕植土层，厚度小于0.5m；往下为紫红色砂质粘土夹紫红色泥质粉砂岩、灰色砂岩块碎石或角砾，结构紧密，砂感明显。
滑体底部见一些不连续的滑带，与基岩接触面的倾角平行，滑带物质为碎石土，棕红色，粒径1-3cm。
滑床为伏侏罗系中遂宁组（J2S）砂岩、泥岩，滑床主要受泥岩层面控制，岩层产状一般为310°∠10°。滑床坡度在中后部大于15°，前部小于10°。
二、从变形特征初步判断滑坡稳定性
不稳定滑坡地表一般有垂直于滑动方向的张拉裂缝，必须注意地表有些裂缝是由填方坍陷引起；砖房或土房一般有从基础开始向上延伸的裂缝，裂缝应该是下宽上窄，房屋有的裂缝是由房屋本身结构引起，必须分别对待。不稳定滑坡内的裂缝应该是逐年加宽的，井口一般歪斜。2号滑坡上水井严重变形：原用石块砌成方型的井口，倾斜开裂，呈菱形状。滑体中部居民房屋拉裂变形，裂缝走向与坡向一致，倾向长江，裂缝贯穿墙体，宽1-5mm。地面下沉，导致居民搬迁。贯穿滑坡的丰石移民公路路边拉裂严重，拉裂缝宽达5-200mm，长达20余米，深300mm，路面下沉，向长江方向倾斜。据此初步判断该滑坡不稳定。
三、滑坡稳定分析
（一）参数取值
滑体物理参数综合现场大重度试验成果给定，滑带抗剪参数依据反演和室内外试验成果，并结合各区地形地质条件和借鉴其它工程经验综合考虑给定：
2号滑体：γ天然=20kN/m3，γ饱和=20.8 kN/m3
Ⅱ-Ⅱ′剖面C饱和=16kPa；，φ饱和=11.6°
Ⅳ-Ⅳ′剖面C饱和=28kPa；，φ饱和=13°
地面荷载：一层房屋按15kN/m2计算，二层房屋按30kN/m2计算。
汽车荷载：汽20—挂100，将汽车荷载等效成沿公路每延米线荷载为21kN/m
暴雨：因缺乏暴雨后地下水位长期观测资料，暴雨后滑体内地下水位的计算高度可在勘察报告给定的现状水位基础上，结合Ⅱ-Ⅱ′与Ⅳ-Ⅳ′剖面目前的变形特征反演计算。即假定滑体已经历过设计暴雨强度，且目前处于欠稳定状态，即1.0＜FS＜1.05，暴雨时地下水位与现状水位的坡降近似一致。
（二）计算剖面
以Ⅳ-Ⅳ′剖面为滑坡稳定性计算的控制剖面. 以Ⅱ-Ⅱ′剖面为辅助计算剖面，如图1、图2所示：
■
图1Ⅱ-Ⅱ′计算剖面
■
图2Ⅳ-Ⅳ′计算剖面
（三）计算工况
工况1自重＋地面荷载＋水库特征水位（175 m）＋20年一遇暴雨（q枯）
工况2自重＋地面荷载+水库特征水位（175m）＋20年一遇暴雨（q全）
工况3自重＋地面荷载＋坝前175m降至145m＋20年一遇暴雨（q枯）
工况4自重＋地面荷载＋坝前162m降至145m＋20年一遇暴雨（q全）
工况5自重＋地面荷载＋20年一遇暴雨（q全）
（四）计算方法
1．稳定系数计算方法：传递系数法
?鬃j=〔cos（?兹i-?兹i-1）-sin（?兹i-?兹i-1）tan?渍i+1〕Ri=Ni tan?渍+CiLi
Fs=■
FS——稳定系数
Ri——作用于第i块段的抗滑力（KN/m）
Rn——作用于第n块段的抗滑力（KN/m）
Ni——第i块段滑动面的垂直分力（KN/m）
?渍i——第i个条块所在滑动面上的内摩擦角；（°）
Li——第i块段滑动面长度（m）
Tn——作用于第n块滑动面上的滑动分力（KN/m）
Ψj——第i-1块段的剩余下滑动力传递至i块段时的传递系数（j=i）
2．滑坡推力计算：传递系数法
剩余下滑力：Pi=Pi-1×ψi-1＋Ks×Ti-Ri
下滑力：Ti=Wi（sinαi+kcosαi）+γwhiwLisin〔（αi＋βi）/2〕cos（αi-βi）
抗滑力：Ri＝［ Wi〔（1-rui）cosαi-ksinαi〕-γwhiwLi sin〔（αi＋βi）/2〕sin（αi-βi）］tan?渍i＋cbili
传递系数：ψi-1＝cos（αi－1－αi）－sin（αi－1－αi）tan?渍i
Pi——为第i条块的推力（KN）
Pi－1——为第i条块的剩余下滑力（KN）
Ks——抗滑稳定安全系数，依照不同的荷载组合及工程等级选取；
Wi——第i个条块重量；（KN）
γw——水的重度；（KN/m3）
rui——孔隙压力比
hiw——静水位高度；（m）
αi——第i个条块所在滑动面的倾角；（°）
βi——第i个条块地下水流向与水平方向的夹角；（°）
cbi——第i个条块所在滑动面上的单位聚力；（kPa）
3．计算初步结果
（1）Ⅳ－Ⅳ′、Ⅱ－Ⅱ′剖面稳定性计算成果
表1Ⅳ－Ⅳ′剖面稳定性计算成果
表2Ⅱ－Ⅱ′剖面稳定性计算成果
从上表可以看出：倒流子2号滑坡在计算工况2下最不利且不稳定，需治理或监测。
(2)Ⅳ－Ⅳ′、Ⅱ－Ⅱ′剖面剩余推力分布曲线计算结果
图3Ⅱ－Ⅱ′剖面剩余推力分布曲线
图4Ⅳ－Ⅳ′剖面剩余推力分布曲线
四、滑坡影响因素分析
(一)C、φ值滑坡稳定影响
过Ⅳ－Ⅳ′剖面在天然状态下C、φ值的敏感性进行了分析（具体结果见表5）表明：C、φ值对滑坡稳定性影响均大。
表3 Ⅳ－Ⅳ′剖面状态下C、φ值敏感性分析
（二）库水位及地下水位对滑坡稳定影响
计算下滑力时，对每一条块库水位以下面积应乘以浮重度，介于库水位以上与地下水位之间的面积应乘以泡和重度，地下水位以上的面积应乘以天然重度。所以当地下水位高时滑体重量大，下滑力就大，经计算滑体中的地下水位每提高10%下滑力就要增加3-4%。瀑雨时不但地下水位升高，而且因地下水的流动使滑体动水压力增加、滑动面抗剪强度降低。库水位下降时，水位降低部分的滑体土重量由原来的浮重度变为饱和重度，因而使下滑力增加，抗滑力减小，所以涉水滑坡往往发生在暴雨后库水位下降过程中。
五、结论
（一）条块分割时库水位以上和库水位以下必须分为不同条块，滑床坡度变化明显处必须分为不同条块，有公路汽车荷载作用的区域和有房屋等地面荷载作用的区域划分为不同条块，在有支挡结构的位置条块分割宜较密。这样计算模型才比较符合实际情况，计算精度才高。
（二）滑坡一般在天然状态下是稳定的，许多滑坡的滑动是因暴雨而使地下水位上升、动水压力增加引起，所以如能很好的设置排水沟以有效地排除地表和地下水就可以取得良好的效果。有些滑坡只需采取合理的排水、防水措施就能取得事半功倍的效果。遗憾的是这种行之有效的方法往往被当成了辅助措施。
（三）通过大量计算得出滑坡稳定性的判别与地下水位的取值非常密切，q枯与q全的区别就是通过引起地下水位的升降来实现的。滑体内地下水位的计算高度可在勘察报告给定的现状水位基础上，结合各剖面的变形特征反演计算得到。如按饱水状态计算则偏保守，有时会出现本来稳定的滑坡而计算结果却不稳定。
（四）抗剪参数C、Φ值的选取非常关键：C、Φ值应依据反演和室内外试验成果，并结合各区地形地质条件和借鉴其它工程经验综合考虑给定。
【参考文献】
［1］殷跃平．长江三峡工程库区滑坡防治工程设计与施工技术规程［M］．北京：地质出版社．
［2］李海光．新型支挡结构设计与与工程实例［M］．北京：人民交通出版社．
［3］湖南省地质环境监测总站，重庆市三峡库区丰都县倒流子滑坡工程地质勘察报告［N］，2005．
［4］湖南省地质环境监测总站，重庆市三峡库区丰都县倒流子滑坡工程设计报告［N］，2005．
［5］吴世明，等．环境与岩土工程［M］．北京：中国建筑工业出版社，2001．
【收稿日期】2011年1月12日
【作者简介】欧阳和平（1977~）女，湖南益阳人，助理研究员，湖南农业大学工学院研究生，湖南水利水电职业技术学院教师，研究方向：水利工程。尹立威，副教授，长沙理工大学。
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
【关键词】滑坡；工况；稳定性分析
【中图分类号】TV【文献标识码】A
【文章编号】1007-4309（2011）02-0053-3
长江三峡库区滑坡有2000余处，三峡水库蓄水后将形成5300多公里的干支流库岸，水位上涨，水压增大，极易诱发、加重塌岸和滑坡。倒流子滑坡位于长江右岸，由左右两个滑体组成，以顺坡而下的简易公路为界。右侧滑体（1号滑体）横向宽度约280m，纵向长度约230m；平均厚度约4.075m，体积约22.3万m3；滑体主轴倾向344度，剪出口标高为185m左右，为非涉水滑坡。左侧滑体（2号滑体）横向宽度约160m，纵向长度约320m，平均厚度约5.14m，体积约323820m3；平面形态呈“舌”状，滑坡轴倾向长江，剪出口高程为139m，为涉水滑坡。本文仅对倒流子2号滑坡的稳定进行了各工况组合的计算，认为倒流子滑坡整体不稳定，并对影响滑坡稳定的主要因素做了分析，以期对其它滑坡的稳定性分析有一定的借鉴作用。
一、地形地质概况
倒流子2号滑坡属剥蚀构造低山丘陵河谷斜坡地貌。南高北低，高和为139-250m，坡度15°-30°局部达50°-70°，坎高2-5m，地形呈梯状微凹向长江。左右两侧有小水沟，为降雨时地表水的排泄通道。
2号滑体物质组成具明显分区特征：地表为耕植土层，厚度小于0.5m；往下为紫红色砂质粘土夹紫红色泥质粉砂岩、灰色砂岩块碎石或角砾，结构紧密，砂感明显。
滑体底部见一些不连续的滑带，与基岩接触面的倾角平行，滑带物质为碎石土，棕红色，粒径1-3cm。
滑床为伏侏罗系中遂宁组（J2S）砂岩、泥岩，滑床主要受泥岩层面控制，岩层产状一般为310°∠10°。滑床坡度在中后部大于15°，前部小于10°。
二、从变形特征初步判断滑坡稳定性
不稳定滑坡地表一般有垂直于滑动方向的张拉裂缝，必须注意地表有些裂缝是由填方坍陷引起；砖房或土房一般有从基础开始向上延伸的裂缝，裂缝应该是下宽上窄，房屋有的裂缝是由房屋本身结构引起，必须分别对待。不稳定滑坡内的裂缝应该是逐年加宽的，井口一般歪斜。2号滑坡上水井严重变形：原用石块砌成方型的井口，倾斜开裂，呈菱形状。滑体中部居民房屋拉裂变形，裂缝走向与坡向一致，倾向长江，裂缝贯穿墙体，宽1-5mm。地面下沉，导致居民搬迁。贯穿滑坡的丰石移民公路路边拉裂严重，拉裂缝宽达5-200mm，长达20余米，深300mm，路面下沉，向长江方向倾斜。据此初步判断该滑坡不稳定。
三、滑坡稳定分析
（一）参数取值
滑体物理参数综合现场大重度试验成果给定，滑带抗剪参数依据反演和室内外试验成果，并结合各区地形地质条件和借鉴其它工程经验综合考虑给定：
2号滑体：γ天然=20kN/m3，γ饱和=20.8 kN/m3
Ⅱ-Ⅱ′剖面C饱和=16kPa；，φ饱和=11.6°
Ⅳ-Ⅳ′剖面C饱和=28kPa；，φ饱和=13°
地面荷载：一层房屋按15kN/m2计算，二层房屋按30kN/m2计算。
汽车荷载：汽20—挂100，将汽车荷载等效成沿公路每延米线荷载为21kN/m
暴雨：因缺乏暴雨后地下水位长期观测资料，暴雨后滑体内地下水位的计算高度可在勘察报告给定的现状水位基础上，结合Ⅱ-Ⅱ′与Ⅳ-Ⅳ′剖面目前的变形特征反演计算。即假定滑体已经历过设计暴雨强度，且目前处于欠稳定状态，即1.0＜FS＜1.05，暴雨时地下水位与现状水位的坡降近似一致。
（二）计算剖面
以Ⅳ-Ⅳ′剖面为滑坡稳定性计算的控制剖面. 以Ⅱ-Ⅱ′剖面为辅助计算剖面，如图1、图2所示：
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图1Ⅱ-Ⅱ′计算剖面
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图2Ⅳ-Ⅳ′计算剖面
（三）计算工况
工况1自重＋地面荷载＋水库特征水位（175 m）＋20年一遇暴雨（q枯）
工况2自重＋地面荷载+水库特征水位（175m）＋20年一遇暴雨（q全）
工况3自重＋地面荷载＋坝前175m降至145m＋20年一遇暴雨（q枯）
工况4自重＋地面荷载＋坝前162m降至145m＋20年一遇暴雨（q全）
工况5自重＋地面荷载＋20年一遇暴雨（q全）
（四）计算方法
1．稳定系数计算方法：传递系数法
?鬃j=〔cos（?兹i-?兹i-1）-sin（?兹i-?兹i-1）tan?渍i+1〕Ri=Ni tan?渍+CiLi
Fs=■
FS——稳定系数
Ri——作用于第i块段的抗滑力（KN/m）
Rn——作用于第n块段的抗滑力（KN/m）
Ni——第i块段滑动面的垂直分力（KN/m）
?渍i——第i个条块所在滑动面上的内摩擦角；（°）
Li——第i块段滑动面长度（m）
Tn——作用于第n块滑动面上的滑动分力（KN/m）
Ψj——第i-1块段的剩余下滑动力传递至i块段时的传递系数（j=i）
2．滑坡推力计算：传递系数法
剩余下滑力：Pi=Pi-1×ψi-1＋Ks×Ti-Ri
下滑力：Ti=Wi（sinαi+kcosαi）+γwhiwLisin〔（αi＋βi）/2〕cos（αi-βi）
抗滑力：Ri＝［ Wi〔（1-rui）cosαi-ksinαi〕-γwhiwLi sin〔（αi＋βi）/2〕sin（αi-βi）］tan?渍i＋cbili
传递系数：ψi-1＝cos（αi－1－αi）－sin（αi－1－αi）tan?渍i
Pi——为第i条块的推力（KN）
Pi－1——为第i条块的剩余下滑力（KN）
Ks——抗滑稳定安全系数，依照不同的荷载组合及工程等级选取；
Wi——第i个条块重量；（KN）
γw——水的重度；（KN/m3）
rui——孔隙压力比
hiw——静水位高度；（m）
αi——第i个条块所在滑动面的倾角；（°）
βi——第i个条块地下水流向与水平方向的夹角；（°）
cbi——第i个条块所在滑动面上的单位聚力；（kPa）
3．计算初步结果
（1）Ⅳ－Ⅳ′、Ⅱ－Ⅱ′剖面稳定性计算成果
表1Ⅳ－Ⅳ′剖面稳定性计算成果
表2Ⅱ－Ⅱ′剖面稳定性计算成果
从上表可以看出：倒流子2号滑坡在计算工况2下最不利且不稳定，需治理或监测。
(2)Ⅳ－Ⅳ′、Ⅱ－Ⅱ′剖面剩余推力分布曲线计算结果
图3Ⅱ－Ⅱ′剖面剩余推力分布曲线
图4Ⅳ－Ⅳ′剖面剩余推力分布曲线
四、滑坡影响因素分析
(一)C、φ值滑坡稳定影响
过Ⅳ－Ⅳ′剖面在天然状态下C、φ值的敏感性进行了分析（具体结果见表5）表明：C、φ值对滑坡稳定性影响均大。
表3 Ⅳ－Ⅳ′剖面状态下C、φ值敏感性分析
（二）库水位及地下水位对滑坡稳定影响
计算下滑力时，对每一条块库水位以下面积应乘以浮重度，介于库水位以上与地下水位之间的面积应乘以泡和重度，地下水位以上的面积应乘以天然重度。所以当地下水位高时滑体重量大，下滑力就大，经计算滑体中的地下水位每提高10%下滑力就要增加3-4%。瀑雨时不但地下水位升高，而且因地下水的流动使滑体动水压力增加、滑动面抗剪强度降低。库水位下降时，水位降低部分的滑体土重量由原来的浮重度变为饱和重度，因而使下滑力增加，抗滑力减小，所以涉水滑坡往往发生在暴雨后库水位下降过程中。
五、结论
（一）条块分割时库水位以上和库水位以下必须分为不同条块，滑床坡度变化明显处必须分为不同条块，有公路汽车荷载作用的区域和有房屋等地面荷载作用的区域划分为不同条块，在有支挡结构的位置条块分割宜较密。这样计算模型才比较符合实际情况，计算精度才高。
（二）滑坡一般在天然状态下是稳定的，许多滑坡的滑动是因暴雨而使地下水位上升、动水压力增加引起，所以如能很好的设置排水沟以有效地排除地表和地下水就可以取得良好的效果。有些滑坡只需采取合理的排水、防水措施就能取得事半功倍的效果。遗憾的是这种行之有效的方法往往被当成了辅助措施。
（三）通过大量计算得出滑坡稳定性的判别与地下水位的取值非常密切，q枯与q全的区别就是通过引起地下水位的升降来实现的。滑体内地下水位的计算高度可在勘察报告给定的现状水位基础上，结合各剖面的变形特征反演计算得到。如按饱水状态计算则偏保守，有时会出现本来稳定的滑坡而计算结果却不稳定。
（四）抗剪参数C、Φ值的选取非常关键：C、Φ值应依据反演和室内外试验成果，并结合各区地形地质条件和借鉴其它工程经验综合考虑给定。
【参考文献】
［1］殷跃平．长江三峡工程库区滑坡防治工程设计与施工技术规程［M］．北京：地质出版社．
［2］李海光．新型支挡结构设计与与工程实例［M］．北京：人民交通出版社．
［3］湖南省地质环境监测总站，重庆市三峡库区丰都县倒流子滑坡工程地质勘察报告［N］，2005．
［4］湖南省地质环境监测总站，重庆市三峡库区丰都县倒流子滑坡工程设计报告［N］，2005．
［5］吴世明，等．环境与岩土工程［M］．北京：中国建筑工业出版社，2001．
【收稿日期】2011年1月12日
【作者简介】欧阳和平（1977~）女，湖南益阳人，助理研究员，湖南农业大学工学院研究生，湖南水利水电职业技术学院教师，研究方向：水利工程。尹立威，副教授，长沙理工大学。
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文