滑坡群不同滑坡体滑带土抗剪强度分析
滑坡稳定性分析中的抗剪强度指标的确定方法

Science &Technology Vision 科技视界0引言滑坡(landslide)是斜坡岩土沿着某一破坏面(或软弱面)整体向下滑动的现象,是山区常见的一种不良物理地质现象。
对滑坡稳定性进行分析研究已经是多数工程必做的工作。
滑坡稳定性分析时,除需知道滑面位置外,还必须知道滑体容重γ、滑面的抗剪强度指标c、以及设计所要求的稳定系数K。
滑体容重γ通过试验或凭经验确定,滑面强度指标c、影响很大,因为即使有微小的差别,均能造成很大的差异。
1根据滑坡的滑动性质用剪切试验方法求滑面上的抗剪强度指标用试验方法求滑面土的的抗剪强度指标的关键在于要尽可能地模拟它的实际状态,只有这样才可能获得符合实际情况的数据。
对于各种类型滑坡,就其滑面上的剪切状况来说,大致可分为三种情况:(1)新生滑坡,现在尚未滑动而即将发生滑坡者,显然这时潜在滑动面上并未发生剪切破坏,待发生剪切破坏时滑坡就滑动了;(2)滑坡已滑动,而且持续不断在发生剪切位移,滑带土已剪坏;(3)介于上述两者之间,历史上曾发生过滑动,而现今并非经常滑动的滑坡。
然而由于滑坡过程本身的多样性和复杂性,以及土介质的多样性,成因、结构的复杂性与不均匀性,其强度随外界因素变化的可变性等,使得使用现有的土工试验仪器和方法很难准确地模拟滑带土的实际受力状态和变化过程。
2用反算法求滑面土的抗剪强度指标滑坡的每一次滑动都可以看成是一次大型的模型试验。
只要弄清滑动瞬间的条件,就可以求出该条件下滑面土的抗剪强度指标。
对于曾经产生过滑动的滑坡稳定性,可通过滑坡滑带土在滑动前瞬间处于极限平衡条件下的抗剪强度指标与现场实测的抗剪强度指标对比分析,以判断滑坡的稳定性。
然后,再按滑动已发生后的实际断面检算滑坡体的稳定系数。
反算法所求出c、值的可靠性取决于反算条件是否完备与可靠。
实践证明,只要反算条件可靠,所得指标将能较好的反映土的力学性质。
根据滑带土的性质不同,滑坡极限平衡状态抗剪强度指标的推算可以分为综合c 法、综合法及兼有c、法。
滑坡参数取值分析——以三峡库区忠县翁家岩滑坡为例

滑坡参数取值分析——以三峡库区忠县翁家岩滑坡为例摘要:滑坡岩土参数力学指标是滑坡治理设计的关键,滑动面参数取值更是尤为重要,合理确定滑坡岩土参数,对于滑坡治理非常关键。
本文以一具体滑坡案例利用现场测试、室内试验、工程地质类比手段获取的岩土参数以及反演分析取得的岩土参数进行综合分析确定滑坡岩土参数,可为滑坡治理提供依据。
关键词:岩土参数、滑动面、取值方法1前言滑坡治理是地质灾害防治工程的重点项目,而滑坡岩土参数取值又是滑坡稳定系数验算与防治工程设计的重要因素。
由于地质环境条件和岩土性质的差异很大,不同滑坡c、Φ值差别较大,取样试验因取样代表性、试验方法等问题导致数值分散,现场测试试验点数偏少,故至今国内外均是参考试验值,并结合工程经验,用反算法等综合确定滑动面的c、Φ值。
2参数获取方法滑动面力学参数的获取主要通过室内试验、原位测试、工程地质类比和反演分析法等,详述如下:(1)室内试验法:通过野外采取的滑体及滑带原状土样或重塑土送试验室进行试验,根据滑体土、滑带土受力条件,采用快剪、饱和快剪或固结快剪等方法得出天然与饱和状态下峰值强度和残余强度。
因取样代表性及试验方法等问题常常导致数值分散,因此必须对这些数据进行分析与研究,将异常数据予以剔除后再作统计,得出数据后还应分析其可靠性及代表性,并根据实际情况予以调整。
(2)原位测试法:通过在现场布置探井、探坑、平洞对滑带土进行揭露,对揭露出的滑面进行大型剪切试验,取得原位土体的抗剪强度参数。
(3)工程地质类比法:对具有相类似的地质条件下同类型滑坡进行调查,收集临近新老滑坡处治采用的滑带土力学指标,分析滑带土岩性变化和c、φ值变化大小,将收集到的资料进行比选。
(4)反演分析法:选用滑坡主剖面进行,采用恢复滑动前的极限平衡状态,模拟滑动时的工况采用极限平衡法反演分析。
首先根据室内试验及原位试验的c、φ值的变化区间及敏感程度,固定一个值及滑坡稳定性系数Fs值,反算另外一个值。
公路滑坡滑带土抗剪强度参数选取方法研究

定其 稳定 系数 , 反 算 参数 的一 种 方 法 。这 种方 法 再
象 。后 壁 出现 多处 拉 张裂 缝 , 缝 之 间有 显著 的下 裂 挫现 象 , 侧缝 可见 土体 被推 移拉裂 , 缘土 体 有 滑坡 前
被推 出并 顺坡 滑 落 等 现 象评 价规 范 , 定 系数取 10 。 稳 .5 3 3 反 演分 析计 算 结果 .
明, 该滑坡 体变 形 较 明显 , 为牵 引 式 大 型黄 土 滑 坡 , 处 于 临界稳定 状态 , 扰动 可能导 致其 滑动 l。 工程 _ 6 J
=CS 一0+)一s ( i i1tn il O( i1 i 0 一0+)  ̄+ n a
n—l
∑ ∑ 一(
一)
J
Ⅱ _ ~ 。 + 2 1 …… 一 + l 怒 =
)
R = ( — U)a @ + c Ni t i i n L
Ni +
一+
~
W O 0 CS i
= W i 1 sn0
式 中 : 为稳 定 系数 ; W 为第 i 块段 滑体 所受 的重力
所得 到 的参数 符 合 滑坡 整 体 的稳 定 状 态 。 同时 , 结 合 已有 的工程 经 验值 , 结果 更 为 可 靠 。该 滑坡 滑 使 带 土抗 剪 强度参 数 的值 最终 取 作 三 者 的平 均 值 , 即
c 5 5k a =1 .。 :1 . P , 4 3 。满足 工 程要求 。
(N m) R 为作用 于第 块 段 的抗 滑 力 ( N m) k / ; k/ ;
为作 用于第 段 的下滑力 (N m)c为第 i 段 土 块 k / ; 块
的粘 聚力 ( P ) 为第 i 段 土 的 内摩 擦 角 () 臼 ka ; f 块 。 ;
滑坡稳定性分析中的抗剪强度指标的确定方法

.
分别表示抗滑面倾 角;
—
—
滑坡( 1 a n d s l i d e 1 是斜 坡岩土沿着某一破坏面 ( 或软 弱面 ) 整体 向下 厶、 L . — —分别表示抗 滑 、 下滑段 面的长度 。 滑动的现象 . 是 山区常见的一种不 良物理地质 现象 。对滑坡稳定性 进 由上可反算 滑面( 带 ) 的综合值 。 行分 析研究 已经是多数工程必做的工作。滑坡稳定性分析 时 , 除需 知 . 2 综 合值法 道 滑面位置外 , 还必须知道 滑体容重 、 滑面的抗剪强度指 标 c 、 以及 2 当滑 带土的抗剪强度主要为摩擦力 而黏 聚力很小时 .可假定 c = 设计所要求 的稳定系数 K。滑体容重 通过试验或凭经验确定 , 滑 面 0 . 反算土的综合 内摩擦角 , 所谓综合是指包 含了少量黏 聚力 的因素 。 强 度指标 e 、 影 响很 大 . 因为即使有 微小 的差别 , 均能 造成很 大 的差 这种简化方法适用于滑带 土由断层错动带 或错落带等风 化破碎岩屑 异
值 可按下式推算 :
K —W2 d 2 + c o L R
WI d1
, J、 L——分别表示抗滑 、 下滑段面的长度 ;
— 折线 滑面上综合单位黏聚力 : ∞ ——折线滑面上综合 内摩擦角 : m .n— — 滑体 下滑段 和抗滑段 的分块数 。 用反算 法只能求 出一组 e 、 值. 它只能代 表整个 滑面上的平 均指 标 对大多数滑坡来说 , 由于滑面各段 的性质有差别 , 从上到下使用同 级c 、 值将带 来一定误差 。为了消除这种影 响, 反算式可先用试验方 法或经验数据确定上下段 的指标 . 只反算埋深较大的主滑段指标 。 c—
S c i e n c e & Te c h n o l o g y Vi s i o n
从土的剪切试验分析滑坡

从土的剪切试验分析滑坡摘要:为了解滑坡产生机理,通过不同压力下、不同含水率的土样的剪切试验对比,测得其内聚力及内摩擦角,结合土的力学性质,具体分析滑坡发生的机理。
并通过对试验结果的分析为治理滑坡提供可靠依据。
关键词:剪切试验,土的性质,滑坡Abstract: in order to understand the generating mechanism of landslide, through the different pressures, the moisture content of the soil sample different shear tests contrast, measure the cohesion and internal friction Angle, combined with the mechanical properties of soil, specific analysis of landslide mechanism. And through the analysis of test results provide reliable basis for management of landslide.Keywords: shear test, the nature of the soil, the landslide引言滑坡是山区常见的一种地质灾害,是斜坡上存在的软弱面或软弱带上的岩土物质作整体性下滑的运动。
发生滑坡是诸多内因和外因相互作用的结果。
在引起滑坡的内因中,土的力学性质起着关键性作用,其中土压力和含水率与土的抗剪强度有着密不可分的联系,因此,正确分析土的抗剪强度对有效的防治滑坡具有深刻的实际意义。
本文从土的剪切试验入手,通过分析不同荷载及不同含水率对土的抗剪强度的影响,进行滑坡机理的探讨。
1实验部分:1.1使用仪器:应力控制式直接剪切仪,天平,修土刀,环刀等1.2实验部分及记录1.2.1不同荷载对土的抗剪强度的影响取相同试样4个,在四种不同压力下做剪切试验,垂直压力分别为0.1MPa,0.2MPa,0.3MPa,0.4MPa。
滑带土抗剪强度参数的三维反分析

滑带土体的抗剪强度参数是滑坡稳定性定量评 价和抗滑工程设计时计算滑坡推力所必需的重要参 数,常常出现内摩擦角 ϕ 取值相差仅 1°~2°,而 推力可能成倍增加的情况,抗剪强度参数的合理确 定直接影响着治理方案的选定,决定着抗滑工程的 造价 。 一般确定抗剪强度参数的方法有试验、工程类 比和反分析法 3 种[2]。由于室内直剪或三轴剪切试 验采用的试样尺寸较小,不能反映大颗粒对抗剪强
第 31 卷第 10 期 2010 年 10 月
文章编号:1000-7598 (2010) 10-3319-06
岩 土 力 学 Rock and Soil Mechanics
Vol.31 No.10 Oct. 2010
滑带土抗剪强度参数的三维反分析
卢坤林 1, 2,朱大勇 1,许 强 2,杨 扬 1
kcw z y x w
σ
αx u
τα y
(a) 3D 滑面
(b) 条柱受力分析
Fig.1
图 1 3D 滑面及条柱受力 3D slip surface and forces acting on a column
图 3 中 σ 和 τ 分别为作用于滑面上的正应力与 剪应力;w 为单位投影面积的条柱重量; kc w 为地 震惯性力;作用点坐标记为 ( x, y, zc ) ,条柱重量为
[1]
实践表明,该方法不仅有很好的可靠性,而且简便 易行。
收稿日期:2009-06-22 基金项目:国家自然基金资助项目(No. 40772172) ;国家 973 计划项目(No. 2008CB425801) ;地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室“科技 减灾,重建家园”专项科研资助项目(No. DZKJ-0813) ;合肥工业大学创新基金(No. 2009HGXJ0037) 。 第一作者简介:卢坤林,男,1980 年生,硕士,讲师,主要从事岩土力学与工程方面的教学与科研工作。 E-mail: lukunlin@
5 土的抗剪强度与土坡稳定分析

:土的内摩擦角
抗剪强度和土坡稳定分析
二、土的强度理论--极限平衡理论
1、土中一点的应力状态
土体内一点处不同方位的截面上应力的集合(剪应力 和法向应力)
1 3 1
楔体静力平衡
土力学与地基Leabharlann 础33
dlcos
1
3dl sin dl sin dl cos 0 1dl cos dl cos dl sin 0
2
2c tan 45 o 2 2
无粘性土:c=0
o 1 3 tan 45 2 3 1 tan2 45o 2
土力学与地基基础
抗剪强度和土坡稳定分析
土体处于极限平衡状态时,破坏面与大主应力作用面 的夹角为 f。
土力学与地基基础
抗剪强度和土坡稳定分析
二、库仑定律及土体强度的构成
1、直剪试验
土力学与地基基础
抗剪强度和土坡稳定分析
库仑定律:土的抗剪强度是剪切面上的法向总应力
的线性函数
f tan
f tan c
f
砂土
f
c
粘土
c:土的粘聚力
土的抗剪强度指标 土力学与地基基础
当1= 常数
由σ1计算σ3f 3 f 1 tan2 45 o 2c tan 45 o 比较σ3与σ3f 2 2
σ3>σ3f σ3=σ3f σ3<σ3f
土力学与地基基础
弹性平衡状态 极限平衡状态 破坏状态
抗剪强度和土坡稳定分析
【例】已知某点σ1=420Kpa,
2 关闭排水阀门,很快剪切破坏,在施加轴向应力差过程中不排水
滑坡稳定性评价

1滑坡稳定性评价1.1滑坡形态特征滑坡所在山体地形较陡,滑坡体后缘上部坡度35°,滑体前缘坡度15~20°,由于人工开挖建筑场地,在滑坡体前缘形成了多级人工开挖陡坎,坎高1~4m。
总体地形为高临空面及坡上部斜坡地形。
滑坡体东西长约120m,南北宽55m,分布面积6600m2,厚5.5~15.3m,平均约9.8m,沿山坡呈扇形分布,全部为第四系残坡积土体,估计方量约7万方。
滑体最后缘海拔121m,土体较薄(约5.5m),下伏志留系石英细砂岩;滑体最前缘海拔90.8m,土体较厚(11~20.2m),下伏石炭系灰岩。
滑坡区山体表面坡度24°~46°,总体呈楔形向南倾伏。
1.2滑坡地质结构特征根据现场调查和勘察报告,滑坡结构面根据其物质组成、力学性状可分为三类:滑坡土体裂隙结构面、基岩不整合接触面和土体与基岩接触面附近滑动带。
1)滑坡土体裂隙结构面基本特征滑坡内裂隙结构面主要有北东、北西和东西向三组。
其中,北东向裂隙结构面控制着滑体西侧边界,北西向裂隙结构面控制着滑体东侧边界,东西向张拉结构面控制着滑体后缘范围,致使滑体在坡面上呈扇形分布。
2)基岩不整合接触面根据勘察报告,滑坡体下伏基岩为志留系上统茅山组红色石英细砂岩和石炭系中统黄龙组粉晶灰岩,岩层为平行不整合接触。
3)土体与基岩接触面附近滑动带根据钻探资料,滑带位于基岩与土体接触面附近,一般沿基岩接触面滑动。
在滑体后缘表现为张裂破碎,土体结构松散,可塑-软塑;前缘表现为扰动强烈,滑动带厚0.9-4.1m,在可塑部位有滑动镜面与擦痕等微构造。
在滑体西部主滑段上,滑带土体扰动强烈,滑移摩擦镜面及蠕动变形迹象极其发育;在滑体东部次滑段,接触面附近土体扰动较弱,破碎现象明显,但滑带厚度不大,一般小于1m,局部可见揉皱及滑动镜面。
1.3滑坡失稳破坏类型根据钻探结果,滑体后缘土体较薄,下伏基岩为细砂岩,滑体前缘土体较厚,下伏基岩为灰岩,基岩坡面较陡,坡度呈24°~46°。
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为滑坡提供较好 的滑动空间。滑坡 I 为牵引式滑坡 ,在雨季处于蠕滑变形状态 ,可能失稳速滑。 滑坡 I 滑体土为粉质粘土 ,软塑 ~ 可塑状 ,土质较均匀 ,纵 向上呈中部厚 ,前 、后部薄的形态 ;滑 带土为褐灰、黄褐 、紫红色粉质粘土 ,软塑,土质均匀 ,可以搓成 2 5 m m 粗的细长土条 ,粘性极强 , 韧性 中等 , 可塑性中等 , 干强度中等 , 切面光滑, 具滑感 ; 滑动面位于与基岩的接触带 , 滑动面倾角 8 . 4 ~ 4 9 . 5 。 ,后部略陡;滑床为强风化砂质泥岩。 3 . 2滑坡 Ⅱ基 本特 征 滑坡 Ⅱ 位于缓斜坡间的—平台上 , 纵坡较均匀 , 后缘、 前缘为陡坎地形 , 地形坡度一般 5 1 5 o, 较 陡 处可达 2 5 。以上 , 坎高 1 — 5 m不等, 横坡变化小。 前后缘相对高差 2 1 m, 滑坡体长 7 4 . 0 ~8 0 . 0 , 宽约 1 3 8 . 0 1 5 2 . O m,面积约 1 1 1 6 5 . O m ,滑体土平均厚约 3 . 9 5 m,方量为 4 . 4 1 ×1 0 4 m 。 ,属小型浅层土质滑坡。 滑坡 Ⅱ后 缘 为与 滑坡 I 相 接 的一 基岩 陡坎 ,陡坎 局部 呈直 立 状 。在前 缘 陡坎 处 清晰 可见 岩土 界 面 , 并在接触带位置有地下水呈股状或线状流出,前缘陡坎一带滑塌体较为发育 。滑坡 Ⅱ 为牵引式滑坡 ,在 雨季 处 于蠕滑 变形 状态 ,可 能失 稳速 滑 。 滑坡 Ⅱ滑体土为粉质粘土,软塑 ~ 可塑状 , 土质 较均 匀 ,纵 向上 呈 中前 部厚 、后 部 薄 的形态 ;滑 带 土为褐灰 、 黄褐 、 紫红色粉质粘土, 软塑 , 土质 均匀 ,手捻 滑感强 ,可 以搓成 2~5 mm粗 的细长 土条 , 粘性极强 , 韧性中等 , 可塑性中等 , 干强 度中等 , 切面光滑 , 具滑感 ; 滑动面为岩土界面 , 具厚 约 0 . 2 ~ 0 . 4 m 的贯通饱水带 ,滑动面倾角 1 0 . 2 ~ 4 8 . 1 。 ,后部略陡 ;滑床为强风化砂质泥 岩。 3 . 3滑坡 Ⅲ基本 特征 滑坡 Ⅲ地形呈阶梯状的缓坡平台, 横坡变化 卜 、 小, 纵坡起伏较明显 , 地形坡度一般 5 。~ 2 0 。, 具 多级 1 ~3 m 陡坎 ,稻 田、旱地 多分 布 。前后 缘相对高差 1 9 m。滑体纵 向长 3 6 . 0 — 5 4 . O m,横 向宽约 9 8 . 0 ~1 2 6 . O m, 面积约 5 0 4 0 . O m , 滑体平 均厚 约 3 . 2 m, 方 量约 为 1 . 6 1 3×1 0 m ,属小 型浅 图2 一 e滑 坡 Ⅱ Ⅱ Ⅱ( 2 - 2 剖面 ) 层 土质 滑坡 。 图 2 滑 动面 特 征 滑坡 Ⅲ后缘为陡坎地形 ,陡坎局部呈直立 状, 滑坡 前缘 陡坎 处可见 岩 土界 面 , 并有 地 下水 呈线状或侵润状产出,表层土体有溜滑现象 。滑坡 Ⅲ为牵引式滑坡 ,在雨季处于蠕滑变形状态 ,失稳速 滑可 能性 小 。 滑坡 Ⅲ滑体 土 主要 为原坡 残 积层 粉质 粘 土 ,软塑 ~可 塑状 ,土质 较 均匀 ,纵 向上 呈 中部 厚 ,前 、后 部薄 的形态 ; 滑带土主要为褐灰、黄褐 、紫红色粉质粘土 , 软塑 , 土质均匀 , 手捻滑感强 ,可以搓成 2 ~ 5 m m 粗 的细长 土条 ,粘性 极强 ,韧 性 中等 ,可塑 性 中等 ,干强 度 中等 ,切 面光滑 ,具 滑感 ;滑 动面 为岩 土界面的饱水带 ,厚约 0 . 2 ~ 0 . 4 m,滑动面倾角 2 . 4 。~ 5 0 . 7 。 ,后部略陡 ;滑床为强风化砂质泥岩。 各滑坡滑动面特征见如图 2 。
滑坡群不 同滑坡体滑带土抗剪强度分析
2 2 4 . O m,面 积约 1 0 6 5 6 . O m ,滑体 平均 厚约 6 . 7 m,方 量 为 5 . 9 6 7 ×l o 4 m 。 ,属 小 型浅层 土质 滑坡 。后 缘基 岩 出露 较好 ,为一 岩土 界 面陡坎 ,前缘 为 陡坎地 形 ,陡坎基 岩 出露 较好 ,局部 呈直 立状 ,前 缘 临空 的地 形
MP a
滑 滑 坡 I 2 3 8 5 2 4 . 8 5 2 . Ol 2 . 0 3 1 . 6 2 2 . 7 2 0 . 6 9 4 0 . 3 9 5 3 0 . 5 5 1 7 . 5 1 3 . 3 0 . 5 8
.
MP a
4. 7 3
k P a 度
2 2 . 5 1 3 . 9
k P a
1 9 . 2
度
1 2 . 0
0. 3 5
体 土 滑坡 Ⅱ 2 3 . 6 5 2 4 . 9 5 2 . o 0 2 . 0 2 1 . 6 l 2 . 7 O O . 6 7 4 0 . 2 9 5 3 0 . 4 5 1 7 . 3 1 3 . 2 0 . 6 2 0 . 3 6 ( 粉 质
、
一
4 滑坡 土体 物理力学参数统计与分析
4 . 1滑体土及滑带土物理力学参数统计 滑坡体滑体及滑带物理力学参数统计 、分析见表 1 。
7 3
泸2 0 1 4年 l 1 月第 3 4卷增 刊
NJt l 地 质学 报
表 1 滑体土 、滑带土试验成果统计表
V o 1 . 3 4 S u p p 1 . N o v . ,2 0 1 4
岩 土 地 点 臀 一 囊 釜 塞 囊 一 一 压 系 a 常 缩 数 规 固 结 压 模 E 缩 量 s 摹 天 / J 然 峰 值 饱 塑 雾 和 峰 内 擦 值 摩 角
名 称 O . 1 一 O - 2 0 . 1  ̄ 0 . 2 c c