系数传递法在某边坡稳定性计算中的应用

张文华，赵林长

(黑龙江省冶金设计规划院，哈尔滨150040)

1 传递系数法

传递系数法:剩余推力法假定条块间作用力的方向，其重要前提就是假设当前条块在分界面处对下一块体的推力的方向平行于当前条块的底滑面，然后根据平行于底滑面和垂直于底滑面两个方向的合力为零以及最前缘一块的剩余推力为零进行迭代求解。将整个滑体进行求解后，取其中的第i号条块，假定第i－1号条块传来的力的方向平行于第i－1号条块的底滑面，而第i号条块传给第i+1号条块的力的方向平行于第i号条块的底滑面。

对N个块体进行上述计算，最后得到第N块体的剩余下滑力FN，经多次迭代至FN=0，这时的K值即为所求的稳定性系数。

2 某水库边坡潜在不稳定体的形态及规模

某水库边坡潜在不稳定体其有如下特点:(1)平面上分区、剖面上分层;(2)次级蠕滑体发育;(3)各级蠕滑体的变形速率存在明显差异。

水库边坡蠕滑体主要沿玄武岩风化软弱带和构造破碎带发育，深部变形体主要受梁山组黏土岩控制(见图1)。

图1 水库边坡工程地质剖面图

蠕滑体发育于强～弱风化玄武岩体内，厚20～55m，岩体松弛、拉裂，夹泥(岩屑)裂隙发育频率高，架空现象突出。

水库边坡的蠕滑体具有分层蠕滑的特点。按变形速率分为如下三类:

(1)强蠕滑体，蓄水前己明显显现出滑动迹象且主要沿强风化软弱带及岩脉接触破碎带、构造破碎带发生滑动，深度25～35m。

(2)弱蠕滑体，在水库蓄水前未滑动或滑动不明显，沿原有地变形体，质界面(弱风化软弱带及构造破碎带)存在变形，发育深度在强蠕滑体以下，约30～55m。

(3)深部主要沿深部梁山组黏土岩发生极缓慢的变形，控制性滑移面(梁山组黏土岩)埋深30～150m。

3 边坡稳定性计算

3.1 计算模型及计算参数的选取

边坡蠕滑体失稳的潜在滑移面有两个，一个是强蠕滑面，另一个是弱蠕滑面。蠕滑面总体为前缓(略后翘)后陡，图2为水库山坡蠕滑体稳定性计算剖面图。稳定性计算采用图2的剖面图作为计算模型。

图2 边坡稳定性计算剖面图

合理地选取滑面的物理力学参数是计算成果可靠性的基础，在计算中采用的参数见表1。

3.2 稳定性计算结果

采用传递系数法对边坡进行稳定性计算，计算得出，天然状态水库边坡稳定性系数为1.24，边坡处于稳定状态，蓄水、泄水后，水库边坡稳定性系数分别降低为0.86、0.87，处于失稳状态。

表1 蠕滑体稳定性计算参数取值表

4 结语

通过传递系数法对某水库边坡天然、蓄水、泄水状态的分析及计算，我们有理由断定，在未来水库运行中，库水位频繁涨落势必对其稳定性十分不利，下一步我们可以利用实际边坡的数值模拟及计算分析来预测及指导边坡实际工程中边坡灾害的预防及治理工作。

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