滑坡勘察设计中常见的几

一、勘察目的及任务目的为滑坡灾害防治提供地质依据任务1、查明滑坡形成的地质环境条件；2、查明滑坡的厚度、物质组成、结构特性、空间分布特征，地下水类型及其富水程度和空间分布特征；3、查明滑坡的形成机制及引发因素、变形破坏现状和危害程度；4、为防治施工提供详细的工程地质与水文地质资料和岩土体的物理力学性质参数；5、计算并综合评价其稳定性及其演化发展趋势；6、对防治工程提出地质建议。

地质条件计算参数计算模型一、勘察的特点二、勘察方法选择原则三、计算参数的确定四、稳定性系数五、荷载一、滑坡勘察的特点滑坡勘察不同于一般建筑的岩土工程勘察，其特点主要有以下几个方面：1、重视地质环境条件的调查，并从条件中寻找滑坡的形成演化过程和主要作用因素；2、充分认识滑坡的地质结构，从其结构出发研究其稳定性；3、重视变形原因的分析，并与外界引发因素相联系，研究主要引发因素的作用特点与强度（灵敏度）；4、稳定性评价和防治工程设计参数具不唯一性，常表现为较强的离散性，应根据滑坡的个体特点与作用因素综合确定，进行多状态的模拟计算；5、目前尚未研究出具有普适性的稳定性计算方法，现有的方法都有较多的假定条件；6、勘察阶段结束不等于勘察工作结束，后续的工作如监测或施工开挖常常补充修改勘察阶段的认识，甚至完全改变以前的结论；7、勘察方法的选择是强调查应用经验与技巧，寻求以最少的工作量和最低的投资，获得最佳的勘察效果；8、勘察工作量确定的最基本原则是能够查明滑坡体的形态结构特征和变形破坏的作用因素，满足稳定性评价对有关参数的需求，而不拘于一般的勘察规程。二、勘察方法选择原则

基本原则：以较低的勘察工作投入，取得较多的有用资料。1、针对性：根据现场踏勘和前人资料，初步确定其性质，有针对性地选用适宜的勘探方法；2、力求以最简单的方法去解决最复杂的问题，避免刻意追求新奇的技术；3、简便高效。尽可能使用操作简便，易于搬迁，在地形地质和气象等方面环境适应性强的设备；4、经济合理。在能够满足勘察质量要求的前提下，尽可能降低勘探工作量。a、布置勘探剖面应在对滑坡调查的基础上，结合宏观变形迹象，有针对性地布置，纵剖面应与滑坡主滑方向一致。b、在准备设置工程措施部位应尽可能地布置勘探工作。c、钻探工作应遵照相关规范，钻孔深度适中。d、应针对不同的勘探对象选择合适的勘探手段和方法。三、计算参数的确定

滑坡的物质组成：

滑动岩土体滑床岩土体滑动面（滑动带）—软弱结构面目的求岩土体和作为滑带的软弱结构面的物理力学性质（包括变形与强度参数）。意义为稳定性计算和治理设计提供参数。理论导向经验判断测试基础合理反算（一）、C、φ的关系

滑动面抗剪强度表达式

τ=σtgφ+C当滑带土处于饱水状态C=0τ=σtgφ

从公式可以看出：

1、抗剪强度是随作用于滑动面上的法向应力的增大而增大；

2、内聚力为一常数；

3、内摩擦角为一变量。

滑体厚度的大小影响滑动面的抗剪强度。当滑体厚度增大时，内摩擦角的作用增大；当滑体厚度减小时，内聚力的作用增大。有关文献将滑体（上覆岩土体）厚度为4米作为一个界线。

(1)滑体厚度小于4米时，其抗剪强度主要由内聚力控制；

(2)滑体厚度大于4米时，其抗剪强度主要由内摩擦角控制。为方便计算，通过抗剪强度相等原则，采用一个定值的综合内摩擦角φ0代替内摩擦角和内聚力。称似摩擦角或综合摩擦角。《建筑边坡工程技术规范》（GB50330－2002）

φo=arctg(tgφ+2c/rhcosθ)《铁路路基支挡结构设计规范》φ0=arctg(tgφ+2c/rh)注意：

1、当内聚力越大时，计算出的侧向岩土压力“失真”越严重；

2、当正应力增大，计算的侧向岩土压力偏小，则不安全；

3、当正应力减小，计算的侧向岩土压力偏大，偏于安全。

《建筑边坡工程技术规范》中规定：由于边坡岩土体的不均一性等，一般情况下，等效内摩擦角的计算边坡高度不宜超过15m，不得超过25m。规范公式中存在的问题：抗剪强度相等原则

τ=σtgφ+C×Lτ=σtgφo

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

规范推荐公式计算的φo小于推导公式计算的φo。有一安全储备。（二）、试验法

室内试验原位试验试验法最大的不足是由于滑带土的不均匀性导致试验结果离散性太大。尽管目前对取样部位及取样方法进行了规定，且试验尽可能模拟各部位滑坡的受力特征，但仍然难以达到满意的效果。（三）、参数反演法

反演或称反分析是通过恢复已破坏斜坡的原始状态或滑动后滑坡状态，在分析其破坏机理的基础上，建立极限平衡方程，然后反求滑动面的C、φ值。

1、明确反映变形破坏机制；

2、计算步骤尽可能简化，抓住主要问题，提高适宜性，

3、易于校核；

4、不刻意追求新颖和复杂化。

在进行反演分析时应特别注意以下几点：

1、应尽可能地模拟滑坡蠕滑时的边界条件，尤其是地下水位，如果难以做到，则可取勘探时雨季最高地下水位；

2、选择分析剖面与主滑剖面一致；

3、用作反演分析的理论方法，应与设计用的稳定性及推力计算方法一致。

《岩土工程勘察规范》（GB50021－2001）、《公路工程地质勘测规范》（JTJ064-98）、《铁路工程不良地质勘察规程》（TB10027-2001）、《滑坡防治工程勘查规范》（DZ/T0218-2006）等规范规程中对反演法均作了相应的规定。但在具体计算过程中需注意以下几个方面：

1、无论是采用恢复已破坏斜坡的原始状态或滑动后滑坡状态，首先必须明确滑坡的稳定状态，并取相应的稳定系数。各种规范规程中按滑坡的赋存活动状态（正在滑动、暂时稳定、稳定）给出了一个相应的区间值，但在取值过程中需考虑滑坡的危害程度，危害程度大取小值，危害程度小取大值。

2、除主滑剖面外需取与主滑剖面平行的不少于一条的计算剖面。

3、假定C值计算φ值、或假定φ值计算C值，须注意两值的对应性，计算中相邻假定值不能过大。

在反演分析中，滑坡几何参数确定后，稳定性系数可根据滑坡稳定状态，给定一个值，那么公式中的变量只有C、φ。我们可以用两个或两个以上的剖面建立2元一次或高阶方程组，联立求解方程式可以较为精确地反算出滑带土的抗剪强度参数。

（四）经验法（类比法）

各类规范、规程、手册都给出了较多的经验数据，在应用过程中要注意滑带土的相似性和不同性。硬性结构面：主要由结构面的几何形态、胶结情况及充填厚度所决定。

1、结构面起伏较大且较粗糙，内摩擦角较大；

2、结构面如为钙质、铁质、硅质胶结，内聚力较大；

3、随着结构面充填物厚度的增大，结构面抗剪强度由充填物的抗剪强度来控制。滑带土的抗剪强度还与土的矿物成份及粒径有关。如组成土的矿物成份中高岭土、伊利石、蒙脱石含量较高，则土的内聚力较大，粒径大，内聚力小。

《建筑边坡工程技术规范》、《工程岩体分级标准》、《岩土工程手册》等都给出了一些经验公式和数据。其中《岩土工程手册》中给出了抗剪强度指标与斜坡坡度之间的一个统计资料：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

滑坡计算参数,包括滑坡岩土和滑动面(滑带)的物理力学性质参数.在以上研究的基础上滑坡计算参数确定的基本思路如图: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、稳定性系数

滑坡稳定性研究的主要任务是进行滑体稳定性计算，评价目前和稳定状态和可能的变形发展趋势，它是在确定了地质模型和物理破坏模式以后，给出合理的数学概化模型。滑坡稳定性系数：是判断滑坡稳定程度的一个量化值。滑坡稳定性的计算方法大致可分为三类，一是极限平衡法，二是数值法，三是概率法。极限平衡分析法是一种定量方法，也是工程上使用最多、最成熟的方法。目前国内有关规范、规程采用最多的一种计算方法。极限平衡假设：当坡体的强度指标降低Fs倍后，坡体内存在一达到极限平衡状态的滑面，滑体处于临界状态。条块刚性假设：对滑体进行剖分后，各条块为刚性块体，只发生整体运动而不产生条块内部的变形。

同样的力学破坏模式，同样的力学参数，采用不同的计算方法，稳定性系数计算结果可相差30%。同种计算方法，同样的力学参数，同样的力学破坏模式，剖分方法的不同，计算结果相差很大。不同影响因素状态下差值也不同。其差值最大可达20%。坡面或滑面越陡，剖分方法的影响越大。在以下位置应设置滑坡体条块垂直分界面:

1、滑动面倾角变化点；

2、滑动面物理力学参数变化点；

3、滑动面与地下水位线相交点；

4、地面线与河流或水体设计水位线的交点；

5、滑坡体重度突变位置；

6、滑坡推力零界位置。规范、规程中采用的计算方法：

1、滑动面为单一滑面或圆弧形：瑞典条分法或毕肖普(Bishop)法。瑞典条分法是将滑动面以上的土体分成n个垂直分条，对作用于各土条上的力进行力或力矩平衡分析。该方法是忽略土条之间和相互作用力的影响。毕肖普法是假定滑动面是以o为圆心，R为半径的圆弧，从中任取一土条i为分离体，其分离体的作用力为：土条重引起的法向反力和切向力，并分别作用于底面中心处。根据静力平衡条件或极限平衡条件各土条力对圆心进行力矩平衡分析。忽略条间切向力。

2、滑动面为平面（岩质）滑动时采用平面极限平衡法。

3、滑动面为折线时采用传递系数法（不平衡推力）。上述计算方法中，瑞典条分法偏于过分安全，毕肖普法和传递系数法误差较小。

（一）传递系数法显示解公式

传递系数法是采用投影法建立的一个力的平衡方程。

《岩土工程勘察规范》、《建筑边坡工程技术规范》、《滑坡防治工程勘察规范》中采用的是显示解：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：（一三）传三递系三数法三显示三解公三式分子三：各三条块三抗滑三力之三和分母三：各三条块三下滑三力之三和。1、公三式是三按逐三块投三影法三进行三推导三，其三数学三逻辑三是正三确的三。按三公式三可理三解为三：滑体三各条三块下三滑力三传递三至最三末条三块之三剩余三下滑三力和三最末三条块三下滑三力之三和与三滑体三各条三块抗三滑力三传递三至最三末条三块之三剩余三抗滑三力和三最末三条块三抗滑三力之三和的三绝对三值之三比。三但忽三略了三各条三块之三下滑三力和三抗滑三力在三传递三过程三中的三相互三作用三关系。在某三一平三行于三条块三分界三面的三竖直三分界三面位三置，三若满三足条三件：三剩余三下滑三力≤0、靠三滑坡三前缘三一侧三条块三下滑三力＞0，则三该竖三直分三界面三靠滑三坡后三缘一三侧各三条块三的下三滑力三和抗三滑力三均不三再向三下传三递。（一三）传三递系三数法三显示三解公三式2、动三水压三力对三滑体三的稳三定性三是不三利的三。在三动水三压力三计算三公式三中，三当第i计算三条块三底面三倾角三为负三值（三向下三）且三绝对三值大三于第i计算三条块三地下三水位三面倾三角时三，所三产生三的动三水压三力方三向指三向上三为一三抗滑三力，三这违三背了三动水三压力三性质三。(二)传递三系数三法隐三式解隐式三解中三是对三滑体三下滑三力进三行折三减，三经多三交迭三代使三滑体三未条三块剩三余下三滑力三等于三零时三的系三数（Fs）即三为滑三坡稳三定性三系数三。传递三系数三法显三式解三和隐三式解三有如三下关三系：1、当三稳定三性系三数小三于1.三0时，三稳定三性系三数的三显式三解小三于隐三式解三；2、当三稳定三性系三数等三于1.三0时，三稳定三性系三数的三显式三解等三于隐三式解三；3、当三稳定三性系三数大三于1.三0时，三稳定三性系三数的三显式三解大三于隐三式解三。五、三荷载作用三于滑三坡体三上的三荷载三有如三下几三种：a、滑三坡体三自重三；b、滑三坡体三上的三地面三荷载三：建三（构三）筑三物产三生的三附加三荷载三，汽三车、三行人三等产三生的三动荷三载；c、地三下水三产生三的荷三载：三静水三压力三、动三水压三力等三；d、地三震荷三载；e、江三（河三、库三）水三位变三化产三生的三荷载三。荷载三组合三是根三据滑三体变三形过三程中三作用三于滑三体上三的荷三载按三最不三利条三件进三行组三合。三各类三规范三、规三程中三有不三同的三组合三方法三：建设三行业三：可三分为三永久三荷载三、可三变荷三载、三偶然三荷载三。分三别进三行荷三载组三合，三相应三的荷三载选三取不三同的三荷载三分项三系数三。五、三荷载地质三、公三路、三铁路三、水三利行三业：三根据三滑坡三变形三过程三及其三发展三趋势三进行三荷载三组合三（工三况）三。在稳三定性三计算三中一三定要三分析三滑坡三的运三动特三征和三动力三特征三，在三影响三因素三分析三中要三分别三进行三诱发三因素三和激三发因三素进三行分三析。六、三勘察三报告三编制1、可三不进三行勘三察等三级划三分，三但要三进行三勘察三阶段三划分三，并三根据三滑坡三规模三、危三害程三度、三治理三难度三进行三滑坡三分级三。2、地三质环三境部三份（三概述三），三对与三滑坡三有关三的进三行重三点描三述。3、滑三坡基三本特三征部三份（1）滑三坡边三界、三规模三、形三态特三征：三分析三滑坡三体的三类型三、边三界范三围及三分布三高程三、面三积、三体积三及其三平面三、空三间型三态，三并分三析其三变形三破坏三特性三和可三能造三成的三危害三。（2）滑三体特三征：三分析三滑体三的成三因类三型、三物质三成分三及结三构、三形态三参数三、岩三土力三学性三质和三指标三、厚三度及三分区三，地三下水三活动三状态三及岩三土渗三透特三征。（3）滑三床特三征：三滑床三基岩三岩性三及结三构，三岩石三力学三和渗三透性三指标三、地三质构三造，三风化三程度三等。（4）滑三移带三特征三：滑三移带三的物三理组三成、三力学三特性三与结三构、三微结三构特三征，三分布三形态三，埋三深、三厚度三及分三段。应对三滑体三、滑三动面三、滑三带土三、滑三床物三质组三成进三行描三述。4、对三试验三方法三应加三以说三明。5、在三剖面三图、三钻孔三柱状三图、三山地三工程三展示三图必三须标三注取三样位三置。滑坡三防治三工程三设计滑坡三防治三工程三应与三社会三经济三发展三和环三境质三量改三善规三划相三适应三，与三环境三保护三、土三地利三用相三结合三。滑坡三防治三应以三及早三治理三，一三次根三治，三不留三后患三为原三则。动态三设计三为滑三坡防三治工三程设三计的三基本三方法三。一份三设计三由三三部份三组成一、三计算三书二、三施工三图图三册三、三工程三预算三书一、三计算三书计算三书是三整个三设计三的核三心。三是设三计的三理论三计算三及校三核的三依据三。它三应该三由以三下几三部份三组成三：1、滑三坡概三况2、设三计依三据及三采用三的规三范、三规程3、设三计参三数4、工三程措三施5、计三算设计三参数设计三参数三一般三采用三专项三滑坡《勘察三报告》中建三议的三设计三参数三。由三于对三同一三滑坡三的看三法不三同，三可能三存在三认识三上的三分歧三。在三对滑三坡物三理力三学参三数取三值上三有不三同的三认识三。如三果对《勘察三报告》中提三供的三参数三进行三修正三，那三么在三此部三分需三加以三说明三和论三述。三最终三确定三设计三参数三。工程三设计三中安三全系三数的三讨论滑坡三稳定三性安三全系三数：三根据三滑坡三危害三对象三的重三要性三，危三害程三度的三大小三，治三理失三败后三补救三工程三的难三易度三面而三规定三的一三种安三全指三标。滑坡三防治三工程三设计三都要三符合三规范三中规三定的三安全三系数三，不三同的三安全三系数三定义三对稳三定安三全系三数的三数值三与滑三坡推三力值三都是三不同三的。三但滑三坡工三程与三结构三工程三不同三，增三大荷三载并三不一三定能三充分三体现三增大三安全三系数三。随三着荷三载的三增大三，下三滑力三增大三，但三抗滑三力也三会增三大。三目前三采用三的安三全系三数主三要有三三种三：1、强三度储三备安三全系三数：三通过三降低三岩土三体强三度来三体现三；2、超三载储三备安三全系三数：三通过三增大三荷载三来体三现；3、下三滑力三超载三储备三安全三系数三：通三过增三大下三滑力三来体三现。强度三储备三安全三系数滑坡三的发三生常三常是三由于三外界三因素三引起三岩土三体强三度降三低面三导致三岩土三体滑三坡，三在计三算过三程中三只降三低抗三滑力三，而三不改三变下三滑力三是比三较符三合工三程实三际情三况，三也是三工程三界广三泛承三认的三一种三方法三。如三简化三毕肖三普法三，传三递系三数法三的隐三式解三等。超载三储备三安全三系数主要三表现三在支三护结三构设三计中三的荷三载分三项系三数。三如抗三滑桩三结构三的承三载力三设计三时:下滑三力超三载储三备安三全系三数改进三传递三系数三法：基于三以下三六个三假设三：1、将三滑坡三稳定三性问三题视三为平三面应三变问三题；2、滑三动力三以平三行于三滑动三面的三剪应三力τ和垂三直滑三动面三的正三应力σ集中三作用三于滑三动面三上；3、视三滑坡三体为三理想三刚塑三材料三，认三为整三个加三荷过三程中三，滑三坡体三不会三发生三任何三变形三，一三旦沿三滑动三面剪三切应三力达三到其三剪切三强度三，则三滑坡三体即三开始三沿滑三动面三产生三剪切三变形三；4、滑三动面三的破三坏服三从Mo三hr三-C三ou三lo三mb破坏三准则三，即三滑动三面强三度主三要受三粘聚三力及三摩擦三力控三制；5、条三块间三的作三用力三合力三（剩三余下三滑力三）方三向与三滑动三面倾三角一三致，三剩余三下滑三力为三负值三时则三传递三的剩三余下三滑力三为零三；6、沿三整个三滑动三面满三足静三力平三衡条三件，三但不三满足三力矩三平衡三条件三。改进三的传三递系三数法三依据三、原三理正三确，三物理三意义三明确三，计三算结三果稳三定、三可靠三。其三满足三条块三剩余三下滑三力的三合力三小于三零的三条件三，即三条块三之间三不允三许出三现拉三应力三，不三论条三块剩三余下三滑力三是否三小于三零，三其计三算出三的稳三定性三系数三均与三不平三衡推三力法三相等三，计三算的三滑坡三推力三满足三设计三要求三，克三服了三传统三的传三递系三数法三方法三的不三足。强度三折减三安全三系数三与下三滑力三超载三安全三系数滑坡三推力三的标三准值三：式中三：E—滑坡三推力T—岩土三体下三滑力R—岩土三体抗三滑力由强三度折三减安三全系三数Fs得到三的滑三坡推三力为三：E1=T三-R三/F三s由下三滑力三超载三安全三系数Fs得到三的滑三坡推三力为三：E2=F三s×三T-三RE2=F三s(三T-三R/三Fs三)=三Fs三×E1可见三，采三用下三滑力三超载三安全三系数三的滑三坡推三力值三为强三度折三减安三全系三数的三滑坡三推力三值的Fs倍。三这也三就是三为什三么采三用改三进传三递系三数法三计算三滑坡三推力三时Fs值增三加不三大而三推力三增加三很大三的原三因。锚固三角的三优化常见三的边三坡破三坏类三型有三平面三破坏三、楔三体破三坏、三圆弧三破坏三及复三合破三坏。1、按三规范三、规三程取三值：三锚孔三倾角三宜采三用100-3三50；2、假定三已知三滑动三面倾三角为α，坡三面线三倾角三为γ，锚三索与三水平三面的三夹角三为θ，锚三索与三滑动三面的三夹角三为β，锚三固端三简化三为A点，三则预三应力三锚索三加固三受力三示意三图如三下：由图中易得：β=α+θ锚索抗滑力F为：由上三式可三知，三锚固三抗滑三力主三要由三锚固三力T沿滑三动面三的切三向分三力Tτ和法三向分三力Tn在滑三动面三上产三生的三摩擦三力提三供。T主要三由注三浆体三与锚三索或三与岩三土体三孔壁三间的三粘结三强度三值决三定，三是满三足预三锚设三计要三求的三核心三参数三，通三常由三预应三力锚三索设三计的三安全三系数三决定三。因三此，三抗滑三力设三计的三主导三参数三是锚三索与三滑动三面的三夹角β，当三滑动三面已三定时三，主三导设三计参三数变三为锚三索水三平倾三角θ。因三此，三预应三力锚三索加三固优三化设三计的三重点三在于三确定三锚固三角θ的大三小。1、最三大抗三滑力当β=三α+三θ=三φ，即θ=三φ-三α时，F取得三最大三值：Fma三x=T×se三cφ由Tτ三=T三co三sβ可知三，β取值三越小三，即θ取值三越小三时，Tτ值越三大，三为此三有“三为取三得预三应力三抗滑三的最三大效三果，三施加三预应三力的三方向三应尽三可能三与滑三动方三向相三反”三的平行论说三。2、经三济锚三固角当锚三索取三得最三大