山区公路工程地质勘察：滑坡分类与勘察方法

1）滑坡分类、分级

滑坡分类、分级在滑坡灾害勘察评价中有具体而特定的防灾意义和价值。目前，各行业按斜坡坡体地质结构、滑面与岩层层面的空间关系、滑动的地质力学方式、滑坡活动时间及滑体体积进行了多种分类和分级。

（1）滑坡的主要类型

①滑坡按斜坡坡体地质结构及滑面特征分类，见表4.2。

表4.2　按斜坡坡体地质结构及滑面特征分类表

②滑坡按滑移的地质力学特征分类，见表4.3。

表4.3　按滑移的地质力学特征分类表

③滑坡按发生的时代分类，见表4.4。

表4.4　按发生的时代分类表

（2）滑坡按滑移岩土体的体积规模分级（表4.5）

表4.5　按滑移岩土体的体积规模分级表

2）滑坡路段勘察方法

（1）按两阶段布置勘察

初步勘察阶段需要查明滑坡路段的区域地质背景、滑坡活动历史和过程、斜坡坡体地质结构、发生及发展机制、滑面与滑带土的工程地质特征及性质；评价滑坡对路线方案和构筑物安全的危害性、危险性，为路线方案选择服务。详细勘察则在初步勘察评价的基础上，结合构筑物安全开展针对性的勘察及采样试验、动态观测工作，判断滑坡的演进阶段及稳定状态（表4.6），补充、分析滑带土等试验成果，并根据工况、荷载组合进行滑坡稳定性计算，评价滑坡的稳定性和滑坡产生条件，并根据滑坡稳定性（表4.7）、滑坡与构筑物的空间关系、滑坡对构筑物的危害强度，分段提出削坡减载、前缘反压、布设支挡工程或排水措施等工程建议。

表4.6　滑坡活动演变阶段表

续表

表4.7　滑坡稳定性安全系数取值

（2）滑坡稳定性计算参数的选取

①滑坡稳定性计算应根据坡体地质结构、滑坡坡体特征等客观情况选择适宜的计算方法。值得注意的是：稳定性计算中选用的滑带土计算参数，无论是选取采样试验统计结果，还是地区经验值、反算值等，它们的客观性、代表性对滑坡稳定性计算结果有举足轻重的影响，因此应把合理、科学选取滑带土计算参数放在计算、评价的首位。

②滑坡稳定性计算应采用钻孔倾斜监测仪提取各勘探断面、不同地段滑体的滑移方向、滑移速度、滑移面位置及深度等边界条件进行计算和评价，以保障滑坡稳定性计算成果的客观性和准确性。

（3）滑坡稳定性计算的主要方法

滑坡稳定性计算方法根据滑坡类型和可能的破坏形式，可按下列原则确定：

①土质滑坡和较大规模的碎裂结构岩质滑坡宜采用简化的毕肖普法计算。

②对可能产生平面滑动的滑坡宜采用平面滑动法进行计算。

③对可能产生折线滑动的滑坡宜采用折线滑动法进行计算。

（4）折线滑动法（传递系数法）

折线滑动法（传递系数法）计算公式如下（图4.1）：

图4.1　传递系数法计算说明图

式中　Fs——滑坡稳定性系数；

　　　ψi——第i 块段的剩余下滑力传递至i+1 块段时的传递系数（j=i）；

　　　Ri——第i 计算条块滑体抗滑力，kN/m；

　　　Ti——第i 计算条块滑体下滑力，kN/m；

　　　Ni——第i 计算条块滑体在滑动面法线上的分力，kN/m；

　　　ci——第i 计算条块滑动面上岩土体的黏结强度标准值，kPa；

　　　φi——第i 计算条块滑带土的内摩擦角标准值，（°）；

　　　li——第i 计算条块滑动面长度，m；

　　　Wi——第i 计算条块自重与建筑等地面荷载之和，kN/m；

　　　θi——第i 计算条块底面倾角，（°），反倾时取负值；

　　　Δpi——第i 个条块土体两侧静水压力的合力，kN/m；

　　　Ui——第i 个条块土体底部孔隙压力，kN/m；

　　　γw——水的容重，kN/m3；

　　　Vin——第i 计算条块岩土体的浸润线以上体积，m3/m；(www.xing528.com)

　　　Vid——第i 计算条块岩土体的浸润线以下体积，m3/m；

　　　γ——岩土体的天然容重，kN/m3；

　　　γsat——岩土体的饱和容重，kN/m3；

　　　Fi——第i 计算条块所受地面荷载，kN。

孔隙水压力的计算示意图，如图4.2 所示。

图4.2　孔隙水压力计算示意图

（5）简化毕肖普法

圆弧形滑面的滑坡可采用简化毕肖普法（图4.3），滑坡稳定性系数可按式（4.10）计算：

图4.3　简化毕肖普法计算示意图

式中　Fs——滑坡稳定性系数；

　　　ci——第i 计算条块滑面黏聚力，kPa；

　　　φi——第i 计算条块滑面内摩擦角，（°）；

　　　li——第i 计算条块滑面长度，m；

　　　θi——第i 计算条块滑面倾角，（°），滑面倾向与滑动方向相同时取正值，滑面倾向与滑动方向相反时取负值；

　　　Ui——第i 计算条块滑面单位宽度扬压力，kN/m；

　　　Gi——第i 计算条块单位宽度自重，kN/m；

　　　Gbi——第i 计算条块单位宽度竖向附加荷载，kN/m，方向指向下方时取正值，指向上方时取负值；

　　　Qi——第i 计算条块单位宽度侧向静水压力，kN/m；方向指向坡外时取正值，指向坡内时取负值；

　　　hwi，hw，i-1——第i 及第i-1 计算条块滑面前端水头高度，m；

　　　γw——水重度，取10 kN/m3；

　　　i——计算条块号，从后方起编；

　　　n——条块数量。

（6）平面滑动法

采用平面滑动法时，滑坡稳定性按下列公式计算：

式中　Fs——滑坡稳定性系数；

　　　R——滑坡体抗滑力，kN/m；

　　　T——滑坡体下滑力，kN/m；

　　　N——滑坡体在滑动面法线上的分力，kN/m；

　　　C——滑面黏聚力标准值，kPa；

　　　Φ——滑面内摩擦角标准值，（°）；

　　　L——滑动面长度，m；

　　　W——滑坡体自重与建筑等地面荷载之和，kN/m；

　　　α——计算条块地下水流线倾角，（°）；

　　　Vu——滑坡体岩土体的浸润线以上体积，m3/m；

　　　Vd——滑坡体岩土体的浸润线以下体积，m3m；

　　　F——滑坡体所受地面荷载，kN；

　　　θ——滑面倾角；

　　　γ——岩土体的天然容重，kN/m3；

　　　γsat——岩土体的饱和容重，kN/m3；

　　　γw——水重度，取10 kN/m3；

　　　V——后缘裂隙静水压力，kN/m；

　　　U——底部地下水扬压力，kN/m；

　　　hw——裂隙充水高度，m，取裂隙深度的1/2 ～2/3。

后缘裂隙静水压力和滑面扬压力，如图4.4 所示。

图4.4　后缘裂隙静水压力和滑面扬压力