用反算法求滑动面土的抗剪强度指标(摘自本人论文)|边坡工程『支挡|防护』 - 领先的岩土技术社区，岩土领域的媒体、社区与应用平台！

离线z6p

论坛版主

发帖: 474

土币: 0

威望: 824

原创币: 0

只看楼主倒序阅读使用道具楼主发表于: 2009-02-28

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。
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。
(1) 一个断面的反算
对于圆弧形滑动面可用力矩平衡方程：

或分条法计算力的平衡方程：　

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。
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。
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。
表3－2 按滑体厚度选取c值
滑动体厚度（m）    c值（KPa）    滑动体厚度（m）    c值（KPa）
5    5    15    10
10    10    20    20
(2)多断面联立方程的反算
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。
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。
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）。
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：
在用恢复极限平衡断面反求指标时应注意的几个问题：
（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；
（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；
（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。
对不恢复滑动前斜坡断面的反算时应注意：
（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。
（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。
（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。
（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]。