基于极限平衡法的吕梁市黄土边坡稳定性评价

裴 萃

(山西省地质环境监测中心,山西 太原 030006)

基于极限平衡法的吕梁市黄土边坡稳定性评价

裴 萃

(山西省地质环境监测中心,山西 太原 030006)

通过极限平衡法，对吕梁市三个地区的黄土边坡稳定性进行了分析评价，介绍了滑坡稳定性计算的方案及参数的选取方法，并对计算结果作了研究，得出了一些有价值的结论，为边坡的治理提供了依据。

极限平衡法，滑坡，稳定性，计算

1 概述

山西省吕梁市位于山西省中西部、晋陕蒙能源开发区的东南缘，属于晋西黄土高原崩塌、滑坡地质灾害易发区。特别是近年来，各种大型工程建设如切坡修路、矿业开发等人类工程活动，使地质环境遭到严重破坏，山地坡面原有的稳定性发生改变，滑坡、崩塌地质灾害频发，给吕梁市社会经济建设和人民生命财产造成了重大损失。

据统计吕梁市仅离石区及周边柳林县、中阳县、临县1967年～2009年就发生了21起有人员死亡的黄土崩塌、滑坡地质灾害。其中比较严重的有2008年7月5日柳林县成家庄镇枣林村养殖场滑坡、2008年7月11日临县刘家会镇前柏塔村滑坡。

2 黄土边坡稳定性的评价

2.1 计算方案及参数选取

1)本次滑坡稳定性计算所用剖面为中阳县尧峪村滑坡剖面、柳林县贾家垣枣林沟滑坡剖面和中阳县张子山乡张家嘴崩塌剖面；2)吕梁地区地下水埋藏较深，计算模型所取地层均在地下水位以上，但考虑到降雨的影响，对坡体上部0 m～2 m地层分别按照天然、饱和两种工况进行稳定性计算；3)为了工程治理设计的需要，在上述两种情况下对边坡安全系数k=1时的剩余推力进行了计算。各滑坡计算参数的选取见表1～表3。

表1 中阳县尧峪村滑坡剖面计算参数

表2 中阳县张家嘴崩塌剖面计算参数

表3 柳林县枣林沟滑坡剖面计算参数

2.2 计算结果分析

表4 稳定安全系数与剩余推力计算结果

由表4可见，离石县王家沟滑坡剖面、中阳县张子山乡张家嘴崩塌剖面、柳林县贾家垣枣林沟滑坡剖面在0 m～2 m为天然状态时均处于较稳定的状态(ks>1.05)，但在强降雨时，滑坡上表面0 m～2 m的土体会由于水的渗入而达到饱和状态，此时滑坡都处于不稳定状态(ks<1)，所以滑坡会因降雨而发生滑动，达不到安全要求，需要对该滑坡进行治理。

由于人类工程活动，主要是边坡坡脚开挖，对滑坡的稳定造成了一定的影响，针对此情况又对尧峪村滑坡在不同进尺和不同开挖坡度条件下的稳定安全系数与剩余推力进行了计算，计算结果如表5所示。

由表5可知坡脚开挖进尺、开挖坡度与安全系数存在一定关系，如图1～图3所示。由表5及图1～图3可知，尧峪村滑坡在相同进尺时，随着开挖坡度的增加其安全系数先增加再减小，在坡度约50°时安全系数达到最大值，即比较稳定状态。而在开挖坡度相同而进尺不同时，随着进尺的增大滑坡的安全系数有所降低。在天然状态下，尧峪村滑坡在开挖进尺5 m，8 m和不同坡度时较稳定，在开挖进尺10 m时稳定性较差。强降雨时，滑坡表层0 m～2 m达到饱和状态，此时滑坡处于极限平衡或不稳定状态，此时滑坡会发生滑动，达不到安全性的要求，需要对该滑坡进行治理。

表5 不同进尺不同开挖坡度条件边坡安全系数及剩余推力计算结果

开挖进尺m开挖坡度(°)工况安全系数ks剩余推力(k=1时)大小/kN·m-1方向/(°)稳定状态5810404553604045536040455360天然1.230——稳定饱和1.004——基本稳定天然1.14——稳定饱和0.9872436.4不稳定天然1.138——稳定饱和1.042——基本稳定天然1.047——基本稳定饱和0.9131011.8不稳定天然1.123——稳定饱和1.032——基本稳定天然1.062——基本稳定饱和0.9892669.7不稳定天然1.058——基本稳定饱和0.94615110不稳定天然1.052——基本稳定饱和0.9213109.5不稳定天然1.098——基本稳定饱和0.96842011.7不稳定天然1.005——基本稳定饱和0.92530517.6不稳定天然1.049——基本稳定饱和0.9762487.3不稳定天然1.021——基本稳定饱和0.9651336.0不稳定

3 结语

通过极限平衡方法的计算，分析了吕梁市3个典型黄土边坡的稳定性，主要得出如下结论：

1)利用极限平衡法的简布法(Janbu法)进行安全系数的计算，枣林沟滑坡、张家嘴崩塌在天然状态时均处于稳定状态，强降雨时滑坡表面0 m～2 m达到饱和状态时，安全系数平均减小0.7而导致坡体不稳定；

2)尧峪村滑坡在不同进尺、不同坡度开挖时安全系数均有一定的变化，在相同进尺开挖时，随着开挖坡度的增加安全系数先增加后减小，在坡度约50°时安全系数达到最大值；而在开挖坡度相同进尺不同时，随着开挖进尺的增大边坡的安全系数降低；

3)坡脚开挖对土体无疑会产生扰动，吕梁地区黄土边坡建议小进尺开挖，比如进尺取5 m，10 m，其中10 m为最佳开挖进尺；

4)小进尺(5 m)开挖坡脚可使用的削坡坡度范围为：90°～40°，10 m进尺开挖的坡度范围为：90°～45°。

[1] 欧湘萍，金智涛，向 韦，等.沪蓉国道恩施付家坡滑坡稳定性评价研究[J].地球与环境,2005(S1)：88-89.

Assessment on loose landslide stability of Lvliang city on the basis of limiting equilibrium method

PEI Cui

(Shanxi Geology Environment Monitoring Center, Taiyuan 030006, China)

Through limiting equilibrium method, the article analyzes and evaluates the loose landslide stability of three regions of Lvliang city, introduces the landslide stability computation scheme and parameters selection, studies the computation results, and finally draws some valuable conclusions, which has provided some basis for landslide treatment.

limiting equilibrium method, landslide, stability, computation

1009-6825(2014)36-0068-02

2014-10-20

裴 萃(1983- )，女，助理工程师

TU413.62

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