四川马崩组渔湾组土质滑坡抗剪强度指标反演分析

刘浩天

（湖南省勘测设计院有限公司，长沙410004）

1 引言

滑坡稳定性计算参数选取对滑坡稳定性分析及治理有着十分重要的意义，滑带土抗剪强度参数的选取，对滑坡稳定性计算起关键作用[1]。目前，确定滑坡抗剪强度指标黏聚力c、内摩擦角φ 值的方法主要有试验手段（包括现场试验和室内试验），经验数据对比以及极限平衡状态下的反演分析法。基于极限平衡理论的反演分析成为滑坡稳定性分析中常用的方法。滑带土抗剪强度指标反演分析虽是整个滑面的平均值，但可以作抗剪强度指标的效验之用。

2 滑坡概况

2.1 滑坡位置

马崩组渔湾组滑坡位于四川省阿坝州理县通化乡马崩组渔湾组扎谷脑河右岸斜坡的中上部。“5·12”特大地震以前，滑坡前部、中部及后部多处出现裂缝、错台，居民房屋出现不同程度开裂、倾斜，甚至局部倾倒。马崩组渔湾组滑坡防治工程级别为II 级[2]。

2.2 滑坡基本特征

本滑坡主要由3 个大滑坡组成，分别为H1、H2、H3 滑坡（见图1），本文主要阐述H2 滑坡。通过对滑坡进行工程地质调查，综合分析收集的资料，H2 滑坡平面形态呈圈椅状，主滑方向为208°，滑坡东侧以冲沟为界，滑坡西侧以山脚陡缓交界处坳槽为界，前缘剪出口为陡坡临空面（坡底基岩出露），后缘为渔湾寨后方陡坡坡脚。

图1 H1、H2、H3 滑坡全貌图

3 H2 滑坡现状变形特征

H2 滑坡位于勘查区中部，坡度平均约22°，滑坡形态整体呈现前宽后窄的地形特点，坡体上主要居住有西山村马崩组、渔湾组居民。

H2 滑坡平面形态呈圈椅状，主滑方向为208°，滑坡东侧以冲沟为界，冲沟沟内冲刷均比较严重，勘查区东侧、西侧和北侧均环山，构成“盆地”，汇水面积大，降雨季节，因坡体缺乏排水设施，水流沿冲沟向下径流，水流大，流速快，沟内深切，侧向冲刷也较严重，并且侧向掏蚀，沟内已多处滑塌。

滑坡西侧以山脚陡缓交界处坳槽为界，该处植被较好，山脚沟谷底部平缓，目前，变形迹象不明显，主要以坡面侵蚀和沟谷侵蚀为主。

滑坡前缘剪出口为陡坡临空面(坡底局部基岩出露)，后缘为渔湾寨后方陡坡坡脚，前缘陡坡坡度平均约35°。

H2 滑坡的中后缘居住有马崩组，村组前部为较陡坡临空面，坡面植被较差，主要生长低矮耐旱灌木丛，坡面剥蚀强烈，滑体溜塌严重，村组后部为马崩组后方强烈变形区，该处地表裂缝发育，变形强烈，地面裂缝呈下错，错高20～30 cm，长5～8 m，呈横向展开，与主滑方向近乎垂直。

据调查，“5·12 地震”前该处房屋处于蠕动变形，震后变形加剧，H2 坡东侧陡缓交界处滑体局部滑移迹象较为明显，呈现出明显的剪切变形裂缝，局部可见新鲜擦痕迹象，至今仍不断变化。

4 H2 滑坡物质组成

根据地质调查及钻探揭露，H2 滑坡物质组成阐述如下。

4.1 滑体土

据钻探和槽探、井探揭示，H2 滑坡滑体土由第四系全新统崩坡积层组成，主要包括崩坡积含碎石黏土层和碎石土层，滑坡坳槽、较缓的斜坡地段及有基岩出露的陡坎陡坡均零星散落有巨大崩落块石、碎石。

含碎石黏土主要由黏土、角砾、碎石组成，以黏土为主，约占75%，角砾、碎石次之，黏土一般为可塑～硬塑状，稍湿～干燥，呈灰白色、褐黄色，角砾碎石粒径2～20 mm。

碎石土是H2 滑坡滑体土的主要组成物质，主要由粉土和碎石组成。粉土较松散，灰白色，干燥，呈散粒状，粒径0.5～2.0 mm，碎石土层以碎石为主，直径10～50 mm，占50%以上，颗粒级配差，磨圆度差，以棱角形为主，排列十分混乱，碎石土母岩成分主要为千枚岩。

4.2 滑带土

根据钻探揭露，H2 滑坡中未见明显滑带土层，钻探揭露主要为碎石土层，地层较连续，取样岩性含水量少，未见软弱夹层，岩样未见明显错动、擦痕、镜面等，地下水也相对贫乏。

综上所述，根据地面变形迹象、地形地貌特点及滑坡变形规律分析，结合钻探揭露，可得出结论：H2 滑坡整体沿下伏基岩面均处于蠕动变形～强烈变形阶段，变形滑面尚未完全形成，未贯通。

4.3 滑床

根据钻探揭露，H2 滑坡滑床主要为下伏强风化～中风化千枚岩。

5 参数选取

5.1 室内试验

H2 滑带土抗剪强度指标统计见表1。

由表1 可知，抗剪强度：天然状态φ=28.70°～33.60°，c=22.00～27.00kPa；饱和状态φs=26.75°～28.30°，cs=17.55～20.30kPa；饱和残余抗剪强度φ′s=23.10°～25.87°，c′s=15.10～18.30 kPa。

表1 H2 滑带土抗剪强度指标统计表

参考相关资料，本工程滑面抗剪强度参数取值如下：

根据滑坡变形迹象及变形特点分析，H2 稳定状态处于强烈变形～蠕动变形阶段，滑坡变形主要沿基岩和覆盖层接触面，滑面尚未完全贯通，其滑面抗剪强度指标可直接取室内试验快剪峰值强度标准值[3，4]，即：

天然状态φ=29.55°×1.01、c=23.51 kPa×1.01；饱和状态φs=26.53°×1.01、cs=18.52 kPa×1.01。考虑到碎石土层较大颗粒受取样限制因素，本次抗剪强度试验取值=室内试验标准值×1.01 增大系数。

5.2 反演分析

滑带岩土抗剪强度参数的反算法目前应用广泛，根据滑坡实际稳定状态提前假设稳定系数及滑面、荷载等条件，反算滑面的岩土抗剪强度参数[5]。

根据滑坡变形迹象及变形特点分析，H2 稳定状态处于强烈变形～蠕动变形阶段，滑坡变形主要沿基岩和覆盖层接触面，滑面尚未完全贯通，其滑面抗剪强度指标可直接取室内试验快剪峰值强度标准值。

因此，反演分析选取H2 滑坡典型剖面（1-1′）进行反演分析计算，稳定系数取Fos=1.04，反算方法可采用图解法，依次取c=0、φ=0，分别反求c、φ 值，在c～φ 坐标图上求出直线，并综合考虑室内试验数据，最终确定抗剪强度指标。见表2 和图2。

图2 滑面抗剪强度反演分析与试验数据

表2 滑面抗剪强度反分析值

因此，H2 滑坡稳定性分析滑面抗剪强度指标c、φ 值及其他物理力学指标的选取需要根据室内试验、反演分析、工程类比及参考地区经验来综合确定，取值见表3。

表3 滑面抗剪强度推荐值

6 稳定性计算结果及评价

滑坡稳定性计算选取1-1′剖面作计算剖面，对潜在滑面进行稳定性计算。

6.1 计算模型

计算模型及滑面条块划分如图3所示。

图3 计算模型及滑面条块划分图（1-1′计算剖面）

6.2 计算结果

稳定性计算结果表见表4。

6.3 结果评价

根据表4 稳定性计算成果表可知：（1）在工况1 条件下，滑坡整体稳定性较差，处于基本稳定状态；（2）在工况2 条件下，滑坡稳定系数小于1.05，处于欠稳定状态。

表4 稳定性计算结果表

通过反演分析确定结合工程类比，对比室内试验结果，最终确定的滑面抗剪强度指标c、φ 值，对滑坡进行稳定性计算，实地调查表明当前滑坡前缘区域出现变形、后缘区域出现裂缝，稳定性计算结果与现状变形特征较为吻合，对后期滑坡治理工程有着重要的指导作用。

7 结语

综上所述，土质滑坡日益成为人们关注的热点问题，滑面抗剪强度参数的选取合理与否，对边坡稳定性计算起关键作用。土质滑坡滑带土的参数选取尤为重要，通过对滑带土室内试验数据分析，结合反演分析，共同确定滑带土抗剪强度指标取值，其计算结果更加符合滑坡变形特征，计算结果更加真实，可以更好地指导滑坡治理工程的设计工作，从而消除滑坡地质灾害对人民生命财产的威胁。