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 Fs=1,列出极限平衡方程来求解c值或 值。其必要条件是恢复滑动前的滑坡断面。无论是反求代表全断面滑带(面)的平均抗剪强度值,还是给定部分段强度值反算主滑段的强度值(如利用工程地质类比法确定牵引段、抗滑段强度值来反算主滑带强度参数;或据不同情况给出牵引、抗滑段强度指标值,反算主滑带强度指标),这些均综合考虑了整个滑面(带)的各种影响因素,较有代表性。 }AdA?
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坡体变形受控于坡体中软弱易滑带的剪应力和抗剪强度的对比变化,若前者大于后者,坡体将由静止而滑动,当能量消耗殆尽则停止。若外界环境再度恶化还可能重新滑动。因此,可视滑动前瞬间山坡原地面线的主轴断面处于第Ⅰ极限平衡状态,以此来反求滑带(面)的静摩擦强度值;对于不易恢复到滑动前瞬间山坡原地面线的滑坡,若实测为将停未停状态的可看作滑坡主轴处于第Ⅱ极限平衡状态,以此来反求滑带(面)的动摩擦强度值。具体有以下几种方法。 24;F~y8H
(1) 一个断面的反算 Tp7*T8
对于圆弧形滑动面可用力矩平衡方程: x%<oeM3U
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或分条法计算力的平衡方程: 8bl&-F`
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对于折线形滑面可根据断面建立推力计算公式,使最后一块剩余滑坡推力为 0。 6%N.'wf
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容易掌握其范围者,来反求另一个。 %-u Ra\
圆弧形滑面是假定整个滑面上的 、 值均一样,这与实际情况不符。拆线形滑面各段的 、 值是不同的,一般用试验或其他方法先确定牵引段和抗滑段的 、 值及主滑段的 值来反求其 值。一般 值的大小取决于滑带土的物质组成(主要为粘粒含量)及含水状态和滑体的厚度,变化幅度不大。日本三田刚二等人的著作中建议按滑体厚度选取 值(见表3-2)。有时粗略估算可根据滑带的物质组成和含水状态作进一步的简化:即对饱和粘土假定 =0,求综合 ,称为综合 法;对滑带以岩屑、砂粒等粗颗粒为主的,则假定 =0,求综合 法。 s'/b&Idf8
表3-2 按滑体厚度选取c值 :f1Q0klwP
滑动体厚度(m) c值(KPa) 滑动体厚度(m) c值(KPa) PU|
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5 5 15 10 zg)-RCG
10 10 20 20 `yiw<9yp2
(2)多断面联立方程的反算 7ip$#pzo
为了能同时反求主滑段的 值和 值,采取类似条件下两个或多个断面方程联立求解的方法,其基本条件是断面必须相似。主要包括有:①地质条件类似,特别是滑带土的物质组成和含水状态;②运动状态和滑动过程;③滑坡的发育阶段要类似。 g?Jx99c;
实践证明,同一个滑(块)的主轴断面和其两侧的辅助断面可以联立。此外,亦可用同一性质的滑坡群中两个滑坡断面联立方程求解。 G+Gd;`4
建立极限平衡方程的基本公式是常用的计算滑坡推力的公式(3.3)。 /*,hR >UG
由于处于极限平衡状态,此时滑坡稳定系数F=1,最后一块滑体剩余下滑力 =0,联立方程组为: -n.ltgW@
在用恢复极限平衡断面反求指标时应注意的几个问题: HHd;<% q
(1)均质土圆弧形旋转式滑坡,在极限平衡时顶部常先有张裂缝而后滑动,此段不应计入滑面长度 L 之内; :v-&}?
(2)对平移式块体滑坡,在极限平衡时,若后部为张开的裂缝,又无充填物,或充填物非常疏松,则不考虑此段之 、 值。若后部为地堑式裂缝带且裂缝闭合时,应考虑该段的 、 值,因该部分土颗粒较粗、含水量低,可假定 =0 来选择滑体与滑壁之间的摩擦系数 ; ca~nfo
(3)对于首次滑动的滑坡,极限平衡断面是滑坡刚要开始滑动时的状态,此时,整个滑带土强度远未降至残余强度,故反算指标应高于残余强度。当用于评价已大滑动过或多次滑动过的滑坡稳定性时,必须根据实际情况予以修正才能应用。 mWhQds6
对不恢复滑动前斜坡断面的反算时应注意: @nIoYT='
(1)对于单一平面形岩石顺层滑坡,因地面形状变化小,可不必恢复到原地面而用现有滑坡断面进行反算。 'L$%)`;e
(2)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。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系数 用现有断面进行反算。当滑坡处于蠕动阶段时, 一般取 1.15~1.20,主滑段处于挤压阶段时, 取1.05~1.10,主滑段处于微动阶段时, 取1.05~1.00(滑动面贯通的瞬间 =1.00),滑坡整体等速滑动(或时滑时止)阶段时, 取0.95~1.00,整体大滑阶段时 取0.90。根据“及早防治,争取主动”的原则,对滑带土强度指标反算时适当予以调整。 E=PmOw7b
(3)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能的最大抗力,即滑坡推力 ≠0。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用。 w=]id'`?q
(4)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,应予以修正[38]。 -1^dOG6*