滑坡勘察设计中常见的几

一、勘勘察目目的及及任务务目的为滑坡坡灾害害防治治提供供地质质依据据任务1、查明明滑坡坡形成成的地地质环环境条条件；；2、查明明滑坡坡的厚厚度、、物质质组成成、结结构特特性、、空间间分布布特征征，地地下水水类型型及其其富水水程度度和空空间分分布特特征；；3、查明明滑坡坡的形形成机机制及及引发发因素素、变变形破破坏现现状和和危害害程度度；4、为防防治施施工提提供详详细的的工程程地质质与水水文地地质资资料和和岩土土体的的物理理力学学性质质参数数；5、计算算并综综合评评价其其稳定定性及及其演演化发发展趋趋势；；6、对防防治工工程提提出地地质建建议。。地质条条件计计算算参数数计计算算模型型一、勘勘察的的特点点二、勘勘察方方法选选择原原则三、计计算参参数的的确定定四、稳稳定性性系数数五、荷荷载一、滑滑坡勘勘察的的特点点滑坡勘勘察不不同于于一般般建筑筑的岩岩土工工程勘勘察，，其特特点主主要有有以下下几个个方面面：1、重视视地质质环境境条件件的调调查，，并从从条件件中寻寻找滑滑坡的的形成成演化化过程程和主主要作作用因因素；；2、充分分认识识滑坡坡的地地质结结构，，从其其结构构出发发研究究其稳稳定性性；3、重视视变形形原因因的分分析，，并与与外界界引发发因素素相联联系，，研究究主要要引发发因素素的作作用特特点与与强度度（灵灵敏度度）；；4、稳定定性评评价和和防治治工程程设计计参数数具不不唯一一性，，常表表现为为较强强的离离散性性，应应根据据滑坡坡的个个体特特点与与作用用因素素综合合确定定，进进行多多状态态的模模拟计计算；；5、目前前尚未未研究究出具具有普普适性性的稳稳定性性计算算方法法，现现有的的方法法都有有较多多的假假定条条件；；6、勘察察阶段段结束束不等等于勘勘察工工作结结束，，后续续的工工作如如监测测或施施工开开挖常常常补补充修修改勘勘察阶阶段的的认识识，甚甚至完完全改改变以以前的的结论论；7、勘察察方法法的选选择是是强调调查应应用经经验与与技巧巧，寻寻求以以最少少的工工作量量和最最低的的投资资，获获得最最佳的的勘察察效果果；8、勘察察工作作量确确定的的最基基本原原则是是能够够查明明滑坡坡体的的形态态结构构特征征和变变形破破坏的的作用用因素素，满满足稳稳定性性评价价对有有关参参数的的需求求，而而不拘拘于一一般的的勘察察规程程。二、勘勘察方方法选选择原原则基本原原则：：以较较低的的勘察察工作作投入入，取取得较较多的的有用用资料料。1、针对对性：：根据据现场场踏勘勘和前前人资资料，，初步步确定定其性性质，，有针针对性性地选选用适适宜的的勘探探方法法；2、力求以最最简单的方方法去解决决最复杂的的问题，避避免刻意追追求新奇的的技术；3、简便高效效。尽可能能使用操作作简便，易易于搬迁，，在地形地地质和气象象等方面环环境适应性性强的设备备；4、经济合理理。在能够够满足勘察察质量要求求的前提下下，尽可能能降低勘探探工作量。。a、布置勘探探剖面应在在对滑坡调调查的基础础上，结合合宏观变形形迹象，有有针对性地地布置，纵纵剖面应与与滑坡主滑滑方向一致致。b、在准备设设置工程措措施部位应应尽可能地地布置勘探探工作。c、钻探工作作应遵照相相关规范，，钻孔深度度适中。d、应针对不不同的勘探探对象选择择合适的勘勘探手段和和方法。三、计算参数数的确定滑坡的物质质组成：滑动岩土体体滑床岩土体体滑动面（滑滑动带）—软弱结构面面目的求岩土体和和作为滑带带的软弱结结构面的物物理力学性性质（包括括变形与强强度参数））。意义为稳定性计计算和治理理设计提供供参数。理论导向经经验判断断测试基基础合理理反算（一）、C、φ的关系滑动面抗剪剪强度表达达式τ=σtgφ+C当滑带土处处于饱水状状态C=0τ=σtgφ从公式可以以看出：1、抗剪强度度是随作用用于滑动面面上的法向向应力的增增大而增大大；2、内聚力为为一常数；；3、内摩擦角角为一变量量。滑体厚度的的大小影响响滑动面的的抗剪强度度。当滑体体厚度增大大时，内摩摩擦角的作作用增大；；当滑体厚厚度减小时时，内聚力力的作用增增大。有关关文献将滑滑体（上覆覆岩土体））厚度为4米作为一个个界线。(1)滑体厚度小小于4米时，其抗抗剪强度主主要由内聚聚力控制；；(2)滑体厚度大大于4米时，其抗抗剪强度主主要由内摩摩擦角控制制。为方便计算算，通过抗抗剪强度相相等原则，，采用一个个定值的综综合内摩擦擦角φ0代替内摩擦擦角和内聚聚力。称似似摩擦角或或综合摩擦擦角。《建筑边坡工工程技术规规范》（GB50330－2002）φo=arctg(tgφ+2c/rhcosθ)《铁路路基支支挡结构设设计规范》φ0=arctg(tgφ+2c/rh)注意：1、当内聚力力越大时，，计算出的的侧向岩土土压力“失失真”越严严重；2、当正应力力增大，计计算的侧向向岩土压力力偏小，则则不安全；；3、当正应力力减小，计计算的侧向向岩土压力力偏大，偏偏于安全。。《建筑边坡工工程技术规规范》中规定：由由于边坡岩岩土体的不不均一性等等，一般情情况下，等等效内摩擦擦角的计算算边坡高度度不宜超过过15m，不得超过过25m。规范公式中中存在的问问题：抗剪强度相相等原则τ=σtgφ+C××Lττ=σσtgφo则：tgφo=tgφ+C×L/σ式中:正应力σ=G×cosθG=r×h×a/2a=cosθ×LG=r×h×L×cosθ/2σ=r×h×L×cos2θ/2tgφo=tgφ+C/r××h×cos2θ/2=tgφ+2C/rhcos2θ因0＜cosθ＜1cosθ＞cos2θ规范推荐公公式计算的的φo小于推导公公式计算的的φo。有一安全全储备。（二）、试试验法室内试验原原位试验验试验法最大大的不足是是由于滑带带土的不均均匀性导致致试验结果果离散性太太大。尽管管目前对取取样部位及及取样方法法进行了规规定，且试试验尽可能能模拟各部部位滑坡的的受力特征征，但仍然然难以达到到满意的效效果。（三）、参参数反演法法反演或称反反分析是通通过恢复已已破坏斜坡坡的原始状状态或滑动动后滑坡状状态，在分分析其破坏坏机理的基基础上，建建立极限平平衡方程，，然后反求求滑动面的的C、φ值。1、明确反映映变形破坏坏机制；2、计算步骤骤尽可能简简化，抓住住主要问题题，提高适适宜性，3、易于校核核；4、不刻意追追求新颖和和复杂化。。在进行反演演分析时应应特别注意意以下几点点：1、应尽可能能地模拟滑滑坡蠕滑时时的边界条条件，尤其其是地下水水位，如果果难以做到到，则可取取勘探时雨雨季最高地地下水位；；2、选择分析析剖面与主主滑剖面一一致；3、用作反演演分析的理理论方法，，应与设计计用的稳定定性及推力力计算方法法一致。《岩土工程勘勘察规范》（GB50021－2001）、《公路工程地地质勘测规规范》（JTJ064-98）、《铁路工程不不良地质勘勘察规程》（TB10027-2001）、《滑坡防治工工程勘查规规范》（DZ/T0218-2006）等规范规规程中对反反演法均作作了相应的的规定。但但在具体计计算过程中中需注意以以下几个方方面：1、无论是采采用恢复已破坏坏斜坡的原原始状态或或滑动后滑滑坡状态，，首先必须须明确滑坡坡的稳定状状态，并取取相应的稳稳定系数。。各种规范范规程中按按滑坡的赋赋存活动状状态（正在在滑动、暂暂时稳定、、稳定）给给出了一个个相应的区区间值，但但在取值过过程中需考考虑滑坡的的危害程度度，危害程程度大取小小值，危害害程度小取取大值。2、除主滑剖剖面外需取取与主滑剖剖面平行的的不少于一一条的计算算剖面。3、假定C值计算φ值、或假定定φ值计算C值，须注意意两值的对对应性，计计算中相邻邻假定值不不能过大。。在反演分析析中，滑坡坡几何参数数确定后，，稳定性系系数可根据据滑坡稳定定状态，给给定一个值值，那么公公式中的变变量只有C、φ。我们可以以用两个或或两个以上上的剖面建建立2元一次或高高阶方程组组，联立求求解方程式式可以较为为精确地反反算出滑带带土的抗剪剪强度参数数。（四）经验法（类类比法）各类规范、、规程、手手册都给出出了较多的的经验数据据，在应用用过程中要要注意滑带带土的相似似性和不同同性。硬性结构面面：主要由由结构面的的几何形态态、胶结情情况及充填填厚度所决决定。1、结构面起起伏较大且且较粗糙，，内摩擦角角较大；2、结构面如如为钙质、、铁质、硅硅质胶结，，内聚力较较大；3、随着结构构面充填物物厚度的增增大，结构构面抗剪强强度由充填填物的抗剪剪强度来控控制。滑带土的抗抗剪强度还还与土的矿矿物成份及及粒径有关关。如组成成土的矿物物成份中高高岭土、伊伊利石、蒙蒙脱石含量量较高，则则土的内聚聚力较大，，粒径大，，内聚力小小。《建筑边坡工工程技术规规范》、《工程岩体分分级标准》、《岩土工程手手册》等都给出了了一些经验验公式和数数据。其中中《岩土工程手手册》中给出了抗抗剪强度指指标与斜坡坡坡度之间间的一个统统计资料：：滑坡斜面坡度θ实例数Φ（0）C（KPa）相关系数0≤θ＜10469.05.800.94410≤θ＜1513214.83.400.95115≤θ＜2012720.70.400.93520≤θ＜259523.64.400.94125≤θ＜304027.94.000.93030≤θ2730.07.300.944滑坡计算参参数,包括滑坡岩岩土和滑动动面(滑带)的物理力学学性质参数数.在以上研究究的基础上上滑坡计算算参数确定定的基本思思路如图:滑坡工程地质条件滑坡地质力学模型滑坡岩体分类参数反演原位试验室内试验参数估算经验数据综合分析参数建议值四、稳定性性系数滑坡稳定性性研究的主主要任务是是进行滑体体稳定性计计算，评价价目前和稳稳定状态和和可能的变变形发展趋趋势，它是是在确定了了地质模型型和物理破破坏模式以以后，给出出合理的数数学概化模模型。滑坡稳定性性系数：是是判断滑坡坡稳定程度度的一个量量化值。滑坡稳定性性的计算方方法大致可可分为三类类，一是极极限平衡法法，二是数数值法，三三是概率法法。极限平衡分分析法是一一种定量方方法，也是是工程上使使用最多、、最成熟的的方法。目目前国内有有关规范、、规程采用用最多的一一种计算方方法。极限平衡假假设：当坡坡体的强度度指标降低低Fs倍后，坡体体内存在一一达到极限限平衡状态态的滑面，，滑体处于于临界状态态。条块刚性假假设：对滑滑体进行剖剖分后，各各条块为刚刚性块体，，只发生整整体运动而而不产生条条块内部的的变形。同样的力学学破坏模式式，同样的的力学参数数，采用不不同的计算算方法，稳稳定性系数数计算结果果可相差30%。同种计算方方法，同样样的力学参参数，同样样的力学破破坏模式，，剖分方法法的不同，，计算结果果相差很大大。不同影影响因素状状态下差值值也不同。。其差值最最大可达20%。坡面或滑滑面越陡，，剖分方法法的影响越越大。在以下位置置应设置滑滑坡体条块块垂直分界界面:1、滑动面倾角角变化点；2、滑动面物理理力学参数变变化点；3、滑动面与地地下水位线相相交点；4、地面线与河河流或水体设设计水位线的的交点；5、滑坡体重度度突变位置；；6、滑坡推力零零界位置。规范、规程中中采用的计算算方法：1、滑动面为单单一滑面或圆圆弧形：瑞典典条分法或毕毕肖普(Bishop)法。瑞典条分法是是将滑动面以以上的土体分分成n个垂直分条，，对作用于各各土条上的力力进行力或力力矩平衡分析析。该方法是是忽略土条之之间和相互作作用力的影响响。毕肖普法是假假定滑动面是是以o为圆心，R为半径的圆弧弧，从中任取取一土条i为分离体，其其分离体的作作用力为：土条重引起的的法向反力和和切向力，并并分别作用于于底面中心处处。根据静力力平衡条件或或极限平衡条条件各土条力力对圆心进行行力矩平衡分分析。忽略条条间切向力。。2、滑动面为平平面（岩质））滑动时采用用平面极限平平衡法。3、滑动面为折折线时采用传传递系数法（（不平衡推力力）。上述计算方法法中，瑞典条条分法偏于过过分安全，毕毕肖普法和传传递系数法误误差较小。（一）传递系系数法显示解解公式传递系数法是是采用投影法法建立的一个个力的平衡方方程。《岩土工程勘察察规范》、《建筑边坡工程程技术规范》、《滑坡防治工程程勘察规范》中采用的是显显示解：对存在地下水作用时，稳定性分析应考虑地下水的作用：

1、水下（浸润线）部分岩土体重度取浮重度；

2、第i计算条块岩土体所受的动水压力Pwi按下式计算：（一）传递系系数法显示解解公式分子：各条块块抗滑力之和和分母：各条块块下滑力之和和。1、公式是按逐逐块投影法进进行推导，其其数学逻辑是是正确的。按按公式可理解解为：滑体各条块下下滑力传递至至最末条块之之剩余下滑力力和最末条块块下滑力之和和与滑体各条条块抗滑力传传递至最末条条块之剩余抗抗滑力和最末末条块抗滑力力之和的绝对对值之比。但但忽略了各条条块之下滑力力和抗滑力在在传递过程中中的相互作用用关系。在某一平行于于条块分界面面的竖直分界界面位置，若若满足条件：：剩余下滑力力≤0、靠滑坡前缘缘一侧条块下下滑力＞0，则该竖直分分界面靠滑坡坡后缘一侧各各条块的下滑滑力和抗滑力力均不再向下下传递。（一）传递系系数法显示解解公式2、动水压力对对滑体的稳定定性是不利的的。在动水压压力计算公式式中，当第i计算条块底面面倾角为负值值（向下）且且绝对值大于于第i计算条块地下下水位面倾角角时，所产生生的动水压力力方向指向上上为一抗滑力力，这违背了了动水压力性性质。(二)传递系数法法隐式解隐式解中是是对滑体下下滑力进行行折减，经经多交迭代代使滑体未未条块剩余余下滑力等等于零时的的系数（Fs）即为滑坡坡稳定性系系数。传递系数法法显式解和和隐式解有有如下关系系：1、当稳定性性系数小于于1.0时，稳定性性系数的显显式解小于于隐式解；；2、当稳定性性系数等于于1.0时，稳定性性系数的显显式解等于于隐式解；；3、当稳定性性系数大于于1.0时，稳定性性系数的显显式解大于于隐式解。。五、荷载作用于滑坡坡体上的荷荷载有如下下几种：a、滑坡体自自重；b、滑坡体上上的地面荷荷载：建（（构）筑物物产生的附附加荷载，，汽车、行行人等产生生的动荷载载；c、地下水产产生的荷载载：静水压压力、动水水压力等；；d、地震荷载载；e、江（河、、库）水位位变化产生生的荷载。。荷载组合是是根据滑体体变形过程程中作用于于滑体上的的荷载按最最不利条件件进行组合合。各类规规范、规程程中有不同同的组合方方法：建设行业：：可分为永永久荷载、、可变荷载载、偶然荷荷载。分别别进行荷载载组合，相相应的荷载载选取不同同的荷载分分项系数。。五、荷载地质、公路路、铁路、、水利行业业：根据滑滑坡变形过过程及其发发展趋势进进行荷载组组合（工况况）。在稳定性计计算中一定定要分析滑滑坡的运动动特征和动动力特征，，在影响因因素分析中中要分别进进行诱发因因素和激发发因素进行行分析。六、勘察报报告编制1、可不进行行勘察等级级划分，但但要进行勘勘察阶段划划分，并根根据滑坡规规模、危害害程度、治治理难度进进行滑坡分分级。2、地质环境境部份（概概述），对对与滑坡有有关的进行行重点描述述。3、滑坡基本本特征部份份（1）滑坡边界界、规模、、形态特征征：分析滑滑坡体的类类型、边界界范围及分分布高程、、面积、体体积及其平平面、空间间型态，并并分析其变变形破坏特特性和可能能造成的危危害。（2）滑体特征征：分析滑滑体的成因因类型、物物质成分及及结构、形形态参数、、岩土力学学性质和指指标、厚度度及分区，，地下水活活动状态及及岩土渗透透特征。（3）滑床特征征：滑床基基岩岩性及及结构，岩岩石力学和和渗透性指指标、地质质构造，风风化程度等等。（4）滑移带特特征：滑移移带的物理理组成、力力学特性与与结构、微微结构特征征，分布形形态，埋深深、厚度及及分段。应对滑体、、滑动面、、滑带土、、滑床物质质组成进行行描述。4、对试验方方法应加以以说明。5、在剖面图图、钻孔柱柱状图、山山地工程展展示图必须须标注取样样位置。滑坡防治工工程设计滑坡防治工工程应与社社会经济发发展和环境境质量改善善规划相适适应，与环环境保护、、土地利用用相结合。。滑坡防治应应以及早治治理，一次次根治，不不留后患为为原则。动态设计为为滑坡防治治工程设计计的基本方方法。一份设计由由三部份组组成一、计算书书二、施工图图图册三、工程预预算书一、计算书书计算书是整整个设计的的核心。是是设计的理理论计算及及校核的依依据。它应应该由以下下几部份组组成：1、滑坡概况况2、设计依据据及采用的的规范、规规程3、设计参数数4、工程措施施5、计算设计参数设计参数一一般采用专专项滑坡《勘察报告》中建议的设设计参数。。由于对同同一滑坡的的看法不同同，可能存存在认识上上的分歧。。在对滑坡坡物理力学学参数取值值上有不同同的认识。。如果对《勘察报告》中提供的参参数进行修修正，那么么在此部分分需加以说说明和论述述。最终确确定设计参参数。工程设计中中安全系数数的讨论滑坡稳定性性安全系数数：根据滑滑坡危害对对象的重要要性，危害害程度的大大小，治理理失败后补补救工程的的难易度面面而规定的的一种安全全指标。滑坡防治工工程设计都都要符合规规范中规定定的安全系系数，不同同的安全系系数定义对对稳定安全全系数的数数值与滑坡坡推力值都都是不同的的。但滑坡坡工程与结结构工程不不同，增大大荷载并不不一定能充充分体现增增大安全系系数。随着着荷载的增增大，下滑滑力增大，，但抗滑力力也会增大大。目前采采用的安全全系数主要要有三种：：1、强度储备备安全系数数：通过降降低岩土体体强度来体体现；2、超载储备备安全系数数：通过增增大荷载来来体现；3、下滑力超超载储备安安全系数：：通过增大大下滑力来来体现。强度储备安安全系数滑坡的发生生常常是由由于外界因因素引起岩岩土体强度度降低面导导致岩土体体滑坡，在在计算过程程中只降低低抗滑力，，而不改变变下滑力是是比较符合合工程实际际情况，也也是工程界界广泛承认认的一种方方法。如简简化毕肖普普法，传递递系数法的的隐式解等等。超载储备安安全系数主要表现在在支护结构构设计中的的荷载分项项系数。如如抗滑桩结结构的承载载力设计时时:下滑力超载载储备安全全系数改进传递系系数法：基于以下六六个假设：：1、将滑坡稳稳定性问题题视为平面面应变问题题；2、滑动力以以平行于滑滑动面的剪剪应力τ和垂直滑动动面的正应应力σ集中作用于于滑动面上上；3、视滑坡体体为理想刚刚塑材料，，认为整个个加荷过程程中，滑坡坡体不会发发生任何变变形，一旦旦沿滑动面面剪切应力力达到其剪剪切强度，，则滑坡体体即开始沿沿滑动面产产生剪切变变形；4、滑动面的的破坏服从从Mohr-Coulomb破坏准则，，即滑动面面强度主要要受粘聚力力及摩擦力力控制；5、条块间的的作用力合合力（剩余余下滑力））方向与滑滑动面倾角角一致，剩剩余下滑力力为负值时时则传递的的剩余下滑滑力为零；；6、沿整个滑滑动面满足足静力平衡衡条件，但但不满足力力矩平衡条条件。改进的传递递系数法依依据、原理理正确，物物理意义明明确，计算算结果稳定定、可靠。。其满足条条块剩余下下滑力的合合力小于零零的条件，，即条块之之间不允许许出现拉应应力，不论论条块剩余余下滑力是是否小于零零，其计算算出的稳定定性系数均均与不平衡衡推力法相相等，计算算的滑坡推推力满足设设计要求，，克服了传传统的传递递系数法方方法的不足足。强度折减安安全系数与与下滑力超超载安全系系数滑坡推力的的标准值：：式中中：：E——滑坡坡推推力力T——岩土土体体下下滑滑力力R——岩土土体体抗抗滑滑力力由强强度度折折减减安安全全系系数数Fs得到到的的滑滑坡坡推推力力为为：：E1=T-R/Fs由下下滑滑力力超超载载安安全全系系数数Fs得到到的的滑滑坡坡推推力力为为：：E2=Fs××T-RE2=Fs(T-R/Fs)=Fs××E1可见见，，采采用用下下滑滑力力超超载载安安全全系系数数的的滑滑坡坡推推力力值值为为强强度度折折减减安安全全系系数数的的滑滑坡坡推推力力值值的的Fs倍。。这这也也就就是是为为什什么么采采用用改改进进传传递递系系数数法法计计算算滑滑坡坡推推力力时时Fs值增增加加不不大大而而推推力力增增加加很很大大的的原原因因。。锚固固角角的的优优化化常见见的的边边坡坡破破坏坏类类型型有有平平面面破破坏坏、、楔楔体体破破坏坏、、圆圆弧弧破破坏坏及及复复合合破破坏坏。。1、按按规规范范、、规规程程取取值值：：锚锚孔孔倾倾角角宜宜采采用用100-350；2、假定定已已知知滑滑动动面面倾倾角角为为α，坡坡面面线线倾倾角角为为γ，锚锚索索与与水水平平面面的的夹夹角角为为θ，锚锚索索与与滑滑动动面面的的夹夹角角为为β，锚锚固固端端简简化化为为A点，，则则预预应应力力锚锚索索加加固固受受力力示示意意图图如如下下：：由图中易得：β=α+θ锚索抗滑力F为：由上上式式可可知知，，锚锚固固抗抗滑滑力力主主要要由由锚锚固固力力T沿滑滑动动面面的的切切向向分分力力Tττ和法法向向分分力力Tn在滑滑动动面面上上产产生生的的摩摩擦擦力力提提供供。。T主要要由由注注浆浆体体与与锚锚索索或或与与岩岩土土体体孔孔壁壁间间的的粘粘结结强强度度值值决决定定，，是是满满足足预预锚锚设设计计要要求求的的核核心心参参数数，，通通常常由由预预应应力力锚锚索索设设计计的的安安全全系系数数决决定定。。因因此此，，抗抗滑滑力力设设计计的的主主导导参参数数是是锚锚索索与与滑滑动动面面的的夹夹角角β，当当滑滑动动面面已已定定时时，，主主导导设设计计参参数数变变为为锚锚索索水水平平倾倾角角θ。因因此此，，预预应应力力锚锚索索加加固固优优化化设设计计的的重重点点在在于于确确定定锚锚固固角角θ的大大小小。。1、最最大大抗抗滑滑力力当β=αα+θθ=φφ，即即θ=φφ-αα时，，F取得得最最大大值值：：Fmax=T×secφφ由Tττ=Tcosββ可知知，，β取值值越越小小，，即即θ取值值越越小小时时，，Tττ值越越大大，，为为此此有有““为为取取得得预预应应力力抗抗滑滑的的最最大大效效果果，，施施加加预预应应力力的的方方向向应应尽尽可可能能与与滑滑动动方方向向相相反反””的的平行行论说说。。2、经经济济锚锚固固角角当锚锚索索取取得得最最大大抗抗滑滑力力时时，，锚锚固固力力已已确确定定，，内内锚锚固固段段长长度度基基本本已已定定，，而而锚锚固固头