新疆某水库库区滑坡敏感因素计算分析

    彭涛

    摘 要:以新疆某水库库区滑坡为例,通过不平衡推力法分析评价对滑坡稳定性有影响的因素。影响滑坡稳定的因素较多,对稳定系数有影响的因素有滑带土的粘聚力、内摩擦角、滑体的容重、孔隙水压力及地震作用等。各因素对滑坡失稳的贡献不同,有些因素影响大,而有些则小,即敏感性不同。鉴于此,有必要分析各因素的敏感程度,确定影响较大的因素,以提高滑坡整治的效果。

    关键词:滑坡 不平衡推力法 敏感性分析

    滑坡基本特征及地质条件

    1、空间形态特征

    滑坡体在平面上呈宽-窄-宽变化(见图1),上部呈宽阔的洼地,宽度可达400m,走向300°,地形坡度较缓,坡比13°;中部宽度仅170m,走向300°,地形起伏较大,坡比20°;下部滑体大致呈扇形,走向276°,宽度可达300m,坡比20°。可见两处次级滑坡台阶,其后缘沟槽较为明显。滑面沿主滑轴方向呈折线型(见图2),横截面呈不规则的“凹”型空间分布特征,其上游侧普遍较深,而下游侧较浅。滑坡体厚21~57m,面积42×104m2,体积为1067×104m3,属深层特大型土质滑坡。

    2、滑坡地质结构

    滑体浅表层2.0~4.0m范围内为第四系全新统滑坡堆积粉土质砾,结构松散。下部为第四系全新统滑坡堆积碎石土,结构松散,分布连续,物质组成以砾石为主,含量可达70%。

    滑带土分布在基岩和覆盖层的分界线处,岩性为粉土质砾,土体结构较完整,厚0.2~0.6m,最厚可达1.5m有余,中密状态。

    滑床岩性为凝灰质砾岩、砂岩,中厚层状,岩体较完整,岩层产状85°NW∠31°,基岩属中硬~坚硬岩石。

    3、水文特征

    滑坡区地下水赋存于下伏基岩裂隙中,其来源为山体的侧向补给及大气降水,因此受季节性雨季影响地下水动态变化较大。基岩节理裂隙较发育,滑坡前缘存在临空面,接受大气降雨的裂隙水易在前缘斜坡以下降泉的形式排泄。通过钻孔揭露,基岩裂隙水最大埋深65m,出溢点为前缘斜坡,出溢量较小。

    滑坡稳定敏感性分析

    1、滑坡稳定性

    滑坡前缘剪出口高出水库正常蓄水位89m,因此不考虑库水的影响。根据前期地质测绘、钻探及室内试验,采用不平衡推力法计算(见表1),滑坡在天然状态下处于稳定状态,强降雨状态下处于蠕滑-挤压状态,遭遇地震状态下处于不稳定状态。

    2、敏感性分析

    敏感性分析是系统分析中分析系统稳定的一种方法。对于滑坡系统,敏感性分析可转化为以滑坡稳定系数Fs为考察对象的单指标多因素的显著性分析。本文选用不平衡推力法进行计算,仅从滑移面c、φ值,滑坡体重度γ值、地震作用3个主要方面进行分析。

    2.1滑移面c、φ值对滑坡稳定的敏感性

    选取工况二进行滑移面c、φ值的敏感性计算。滑坡稳定系数Fs值与滑移面c、φ值关系曲线见图3、图4。

    从图3、图4可看出,稳定系数Fs值与c、φ值关系曲线可以看出,随着c、φ值的增大,滑坡稳定性系数均有所提高,稳定系数Fs值与c值、φ值呈线性关系。当滑带土内聚力c值每增加1kPa,滑坡稳定系数提高0.004,当滑面内摩擦角φ值每增加1°,滑坡稳定系数提高0.053-0.055,表明滑带土内摩擦角φ的变化对滑坡稳定性影响更为显著,φ值敏感程度是c值的近14倍。

    2.2滑体重度γ值对滑坡稳定的敏感性

    选取工况一进行滑体重度γ值的敏感性计算。滑坡稳定系数Fs值与滑体重度γ关系曲线见图5。

    从图5可知,稳定系数Fs值与重度γ关系曲线可以看出,随着γ值的增大,滑坡稳定性系数均有小幅下降。总的来说,重度γ值对稳定系数Fs值的影响程度较小,即重度γ值为不敏感性因素。

    2.3水平地震系数Kc对滑坡稳定的敏感性

    选取工况三进行水平地震系数Kc的敏感性计算。滑坡稳定系数Fs值与水平地震系数Kc关系曲线见图6。

    从图6可知,稳定系数Fs值与水平地震系数Kc值关系曲线可以看出,随着水平地震系数Kc值的增大,滑坡稳定系数急剧降低,两者呈反比关系,因此,水平地震系数Kc值为敏感性因素。

    结语

    在前期地质勘察的基础上,对滑坡稳定性有影响的因素通过不平衡推力法进行了分析评价,主要结论为滑坡滑带土φ值及水平地震系数Kc值两项因素为敏感性因素,滑带土c值及滑体重度γ为不敏感性因素。而降雨又是引起滑带土φ值降低的关键因素,因此应增设坡面及滑体内的排水措施,尽可能减少雨水下渗程度,同时布置相应的抗滑桩。

    参考文献:

    [1]《水利水电工程边坡设计规范》(SL386-2007).中华人民共和国水利部,2007.7

    [2]郑颖人、陈祖煜、王恭先、凌天清.边坡与滑坡工程治理(第二版).北京:人民交通出版社,2010.8

    [3]尹洪峰、刘彦书.老房子滑坡稳定影响因素敏感性分析[J].长春工程学院学报(自然科学版)2005年第6卷第1期

    (作者单位:新疆兵团勘测设计院(集团)有限责任公司)

    摘 要:以新疆某水库库区滑坡为例,通过不平衡推力法分析评价对滑坡稳定性有影响的因素。影响滑坡稳定的因素较多,对稳定系数有影响的因素有滑带土的粘聚力、内摩擦角、滑体的容重、孔隙水压力及地震作用等。各因素对滑坡失稳的贡献不同,有些因素影响大,而有些则小,即敏感性不同。鉴于此,有必要分析各因素的敏感程度,确定影响较大的因素,以提高滑坡整治的效果。

    关键词:滑坡 不平衡推力法 敏感性分析

    滑坡基本特征及地质条件

    1、空间形态特征

    滑坡体在平面上呈宽-窄-宽变化(见图1),上部呈宽阔的洼地,宽度可达400m,走向300°,地形坡度较缓,坡比13°;中部宽度仅170m,走向300°,地形起伏较大,坡比20°;下部滑体大致呈扇形,走向276°,宽度可达300m,坡比20°。可见两处次级滑坡台阶,其后缘沟槽较为明显。滑面沿主滑轴方向呈折线型(见图2),横截面呈不规则的“凹”型空间分布特征,其上游侧普遍较深,而下游侧较浅。滑坡体厚21~57m,面积42×104m2,体积为1067×104m3,属深层特大型土质滑坡。

    2、滑坡地质结构

    滑体浅表层2.0~4.0m范围内为第四系全新统滑坡堆积粉土质砾,结构松散。下部为第四系全新统滑坡堆积碎石土,结构松散,分布连续,物质组成以砾石为主,含量可达70%。

    滑带土分布在基岩和覆盖层的分界线处,岩性为粉土质砾,土体结构较完整,厚0.2~0.6m,最厚可达1.5m有余,中密状态。

    滑床岩性为凝灰质砾岩、砂岩,中厚层状,岩体较完整,岩层产状85°NW∠31°,基岩属中硬~坚硬岩石。

    3、水文特征

    滑坡区地下水赋存于下伏基岩裂隙中,其来源为山体的侧向补给及大气降水,因此受季节性雨季影响地下水动态变化较大。基岩节理裂隙较发育,滑坡前缘存在临空面,接受大气降雨的裂隙水易在前缘斜坡以下降泉的形式排泄。通过钻孔揭露,基岩裂隙水最大埋深65m,出溢点为前缘斜坡,出溢量较小。

    滑坡稳定敏感性分析

    1、滑坡稳定性

    滑坡前缘剪出口高出水库正常蓄水位89m,因此不考虑库水的影响。根据前期地质测绘、钻探及室内试验,采用不平衡推力法计算(见表1),滑坡在天然状态下处于稳定状态,强降雨状态下处于蠕滑-挤压状态,遭遇地震状态下处于不稳定状态。

    2、敏感性分析

    敏感性分析是系统分析中分析系统稳定的一种方法。对于滑坡系统,敏感性分析可转化为以滑坡稳定系数Fs为考察对象的单指标多因素的显著性分析。本文选用不平衡推力法进行计算,仅从滑移面c、φ值,滑坡体重度γ值、地震作用3个主要方面进行分析。

    2.1滑移面c、φ值对滑坡稳定的敏感性

    选取工况二进行滑移面c、φ值的敏感性计算。滑坡稳定系数Fs值与滑移面c、φ值关系曲线见图3、图4。

    从图3、图4可看出,稳定系数Fs值与c、φ值关系曲线可以看出,随着c、φ值的增大,滑坡稳定性系数均有所提高,稳定系数Fs值与c值、φ值呈线性关系。当滑带土内聚力c值每增加1kPa,滑坡稳定系数提高0.004,当滑面内摩擦角φ值每增加1°,滑坡稳定系数提高0.053-0.055,表明滑带土内摩擦角φ的变化对滑坡稳定性影响更为显著,φ值敏感程度是c值的近14倍。

    2.2滑体重度γ值对滑坡稳定的敏感性

    选取工况一进行滑体重度γ值的敏感性计算。滑坡稳定系数Fs值与滑体重度γ关系曲线见图5。

    从图5可知,稳定系数Fs值与重度γ关系曲线可以看出,随着γ值的增大,滑坡稳定性系数均有小幅下降。总的来说,重度γ值对稳定系数Fs值的影响程度较小,即重度γ值为不敏感性因素。

    2.3水平地震系数Kc对滑坡稳定的敏感性

    选取工况三进行水平地震系数Kc的敏感性计算。滑坡稳定系数Fs值与水平地震系数Kc关系曲线见图6。

    从图6可知,稳定系数Fs值与水平地震系数Kc值关系曲线可以看出,随着水平地震系数Kc值的增大,滑坡稳定系数急剧降低,两者呈反比关系,因此,水平地震系数Kc值为敏感性因素。

    结语

    在前期地质勘察的基础上,对滑坡稳定性有影响的因素通过不平衡推力法进行了分析评价,主要结论为滑坡滑带土φ值及水平地震系数Kc值两项因素为敏感性因素,滑带土c值及滑体重度γ为不敏感性因素。而降雨又是引起滑带土φ值降低的关键因素,因此应增设坡面及滑体内的排水措施,尽可能减少雨水下渗程度,同时布置相应的抗滑桩。

    参考文献:

    [1]《水利水电工程边坡设计规范》(SL386-2007).中华人民共和国水利部,2007.7

    [2]郑颖人、陈祖煜、王恭先、凌天清.边坡与滑坡工程治理(第二版).北京:人民交通出版社,2010.8

    [3]尹洪峰、刘彦书.老房子滑坡稳定影响因素敏感性分析[J].长春工程学院学报(自然科学版)2005年第6卷第1期

    (作者单位:新疆兵团勘测设计院(集团)有限责任公司)

    摘 要:以新疆某水库库区滑坡为例,通过不平衡推力法分析评价对滑坡稳定性有影响的因素。影响滑坡稳定的因素较多,对稳定系数有影响的因素有滑带土的粘聚力、内摩擦角、滑体的容重、孔隙水压力及地震作用等。各因素对滑坡失稳的贡献不同,有些因素影响大,而有些则小,即敏感性不同。鉴于此,有必要分析各因素的敏感程度,确定影响较大的因素,以提高滑坡整治的效果。

    关键词:滑坡 不平衡推力法 敏感性分析

    滑坡基本特征及地质条件

    1、空间形态特征

    滑坡体在平面上呈宽-窄-宽变化(见图1),上部呈宽阔的洼地,宽度可达400m,走向300°,地形坡度较缓,坡比13°;中部宽度仅170m,走向300°,地形起伏较大,坡比20°;下部滑体大致呈扇形,走向276°,宽度可达300m,坡比20°。可见两处次级滑坡台阶,其后缘沟槽较为明显。滑面沿主滑轴方向呈折线型(见图2),横截面呈不规则的“凹”型空间分布特征,其上游侧普遍较深,而下游侧较浅。滑坡体厚21~57m,面积42×104m2,体积为1067×104m3,属深层特大型土质滑坡。

    2、滑坡地质结构

    滑体浅表层2.0~4.0m范围内为第四系全新统滑坡堆积粉土质砾,结构松散。下部为第四系全新统滑坡堆积碎石土,结构松散,分布连续,物质组成以砾石为主,含量可达70%。

    滑带土分布在基岩和覆盖层的分界线处,岩性为粉土质砾,土体结构较完整,厚0.2~0.6m,最厚可达1.5m有余,中密状态。

    滑床岩性为凝灰质砾岩、砂岩,中厚层状,岩体较完整,岩层产状85°NW∠31°,基岩属中硬~坚硬岩石。

    3、水文特征

    滑坡区地下水赋存于下伏基岩裂隙中,其来源为山体的侧向补给及大气降水,因此受季节性雨季影响地下水动态变化较大。基岩节理裂隙较发育,滑坡前缘存在临空面,接受大气降雨的裂隙水易在前缘斜坡以下降泉的形式排泄。通过钻孔揭露,基岩裂隙水最大埋深65m,出溢点为前缘斜坡,出溢量较小。

    滑坡稳定敏感性分析

    1、滑坡稳定性

    滑坡前缘剪出口高出水库正常蓄水位89m,因此不考虑库水的影响。根据前期地质测绘、钻探及室内试验,采用不平衡推力法计算(见表1),滑坡在天然状态下处于稳定状态,强降雨状态下处于蠕滑-挤压状态,遭遇地震状态下处于不稳定状态。

    2、敏感性分析

    敏感性分析是系统分析中分析系统稳定的一种方法。对于滑坡系统,敏感性分析可转化为以滑坡稳定系数Fs为考察对象的单指标多因素的显著性分析。本文选用不平衡推力法进行计算,仅从滑移面c、φ值,滑坡体重度γ值、地震作用3个主要方面进行分析。

    2.1滑移面c、φ值对滑坡稳定的敏感性

    选取工况二进行滑移面c、φ值的敏感性计算。滑坡稳定系数Fs值与滑移面c、φ值关系曲线见图3、图4。

    从图3、图4可看出,稳定系数Fs值与c、φ值关系曲线可以看出,随着c、φ值的增大,滑坡稳定性系数均有所提高,稳定系数Fs值与c值、φ值呈线性关系。当滑带土内聚力c值每增加1kPa,滑坡稳定系数提高0.004,当滑面内摩擦角φ值每增加1°,滑坡稳定系数提高0.053-0.055,表明滑带土内摩擦角φ的变化对滑坡稳定性影响更为显著,φ值敏感程度是c值的近14倍。

    2.2滑体重度γ值对滑坡稳定的敏感性

    选取工况一进行滑体重度γ值的敏感性计算。滑坡稳定系数Fs值与滑体重度γ关系曲线见图5。

    从图5可知,稳定系数Fs值与重度γ关系曲线可以看出,随着γ值的增大,滑坡稳定性系数均有小幅下降。总的来说,重度γ值对稳定系数Fs值的影响程度较小,即重度γ值为不敏感性因素。

    2.3水平地震系数Kc对滑坡稳定的敏感性

    选取工况三进行水平地震系数Kc的敏感性计算。滑坡稳定系数Fs值与水平地震系数Kc关系曲线见图6。

    从图6可知,稳定系数Fs值与水平地震系数Kc值关系曲线可以看出,随着水平地震系数Kc值的增大,滑坡稳定系数急剧降低,两者呈反比关系,因此,水平地震系数Kc值为敏感性因素。

    结语

    在前期地质勘察的基础上,对滑坡稳定性有影响的因素通过不平衡推力法进行了分析评价,主要结论为滑坡滑带土φ值及水平地震系数Kc值两项因素为敏感性因素,滑带土c值及滑体重度γ为不敏感性因素。而降雨又是引起滑带土φ值降低的关键因素,因此应增设坡面及滑体内的排水措施,尽可能减少雨水下渗程度,同时布置相应的抗滑桩。

    参考文献:

    [1]《水利水电工程边坡设计规范》(SL386-2007).中华人民共和国水利部,2007.7

    [2]郑颖人、陈祖煜、王恭先、凌天清.边坡与滑坡工程治理(第二版).北京:人民交通出版社,2010.8

    [3]尹洪峰、刘彦书.老房子滑坡稳定影响因素敏感性分析[J].长春工程学院学报(自然科学版)2005年第6卷第1期

    (作者单位:新疆兵团勘测设计院(集团)有限责任公司)

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