滑坡抗剪强度参数的敏感性分析.doc

1、滑坡抗剪强度参数的敏感性分析摘要：滑坡抗剪强度参数是分析滑坡稳定性的重要参数，由于不同地区的土的性质有很大差异，因此抗剪强度参数的敏感性分析显得尤为重要，它由土中各组分的结构特征决定，为滑坡稳定性分析提供了重要的参数依据。 关键词：抗剪强度；敏感性分析；滑坡稳定性 中图分类号：P642.22 文献标识码：A 0 引言 滑坡稳定性的影响因素很多，归结起来可以分为两大类，一类是边坡岩土材料自身的因素，如岩土体特征，结构面，地下水，坡形等，另一方面就是外界的影响因素，如降雨，地震，人类工程活动等。这些因素使得边坡稳定性评价变得复杂，有些因素对稳定性的影响大，有些因素的影响程度相对较小，岩土工程问题之

2、所以复杂很大程度上在于岩土体自身结构特征的复杂性，这集中体现在岩土体的抗剪强度参数（C、）上1,2。因此，滑坡抗剪强度参数的敏感性分析在评价边坡稳定性方面显得尤为重要。本文以古尔山滑坡为例计算抗剪强度参数对滑坡稳定系数的敏感性，并分析其地质学成因。 1 敏感性分析 对一个模型,(y 为模型的考察值，xi 为模型的第 i 个属性值)，每个属性值都在一定的范围内变化，敏感性分析就是研究这些属性值的变化对模型的考察值的影响程度，这个影响程度用敏感性系数来衡量，某个属性的敏感性系数大表示该属性对考察值的影响程度大，反之，则表示影响程度小。 敏感性分析常见的模型就是多元统计回归，以此为基础进一步涌现出了

3、许多方法：Conover1975 年提出，并由 McKay 等 1979 年正式发表的基于拉丁几何取样的多元回归方法；上世纪 70 年代提出的傅里叶敏感性检验法；Saltelli 和 Marivoer 在 1990 年提出的采用非参数统计的方法进行敏感性分析；Morris 在 1991 年提出的 Morris 法，Sobol 在 1993 年提出的方差分解法；上世纪 90 年代后广泛采用的神经网络模型39。 2 工程概况 2.1 自然地理概况 古尔山滑坡位于四川省西充县古楼镇场镇后山。西充县地处四川盆地东北部丘陵区，南充市南部，东与南部接壤，西与蓬溪、射洪、盐亭毗邻，南距南充市 30km；北与

4、古城阆中隔江相望，距省会成都 240km，见图 1。滑坡区地理坐标是东经 1053620.6，北纬 304524.3,距西充县城 36 公里，有城乡公路通往县城，但该道路局部路段正在进行改建，交通条件相对较差。 2.2 工程地质特征 滑坡区地貌类型属构造侵蚀浅丘，滑坡所在的古尔山底部海拔高程约为 410m，顶部高程为 489m，相对高差 79m。根据现场勘察，古尔山滑坡包括三处滑坡体，其中以 H1 滑坡规模最大，最为典型。H1 滑坡区的土地利用类型主要为耕地，滑坡体的后缘分布有少量的林地。工作区地层结构主要为第四系（Q4el+dl）紫红色粉质粘土夹碎块石土组成，下覆基岩为侏罗系上统蓬莱镇组下段

5、（J3pl）中细粒砂岩夹薄层泥岩组成。地下水的赋存与分布，主要受地质构造、地貌、气候等条件的控制，根据赋存条件和水理特征，区内水文地质条件较简单，地下水类型为松散岩类孔隙水和浅层风化带裂隙水，以后者为主。 H1 滑坡于 2002 年开始出现变形，在滑坡中后部出现多条裂缝，裂缝处还出现下错，之后滑坡体每逢暴雨或持续降雨，坡体均有不同程度的变形，见图 1，图 2。而最近变形发生于 2012 年 7 月 7 日，勘察区发生强降雨期间，此次变形为历年变形最严重的一次。在滑坡中、后部出现两条长约 200m 的裂缝，缝宽 510cm，裂缝处还出现下错，下错深度达23m。裂缝走向多与山体平行，方向为 170

6、180。 图 1H1 滑坡后缘下错 图 2H1 滑坡后缘裂缝 3 滑坡基本特征 3.1 H1 滑坡的边界、规模、形态 H1 滑坡平面形态成圈椅状，滑坡纵长约 65m，均宽约 140m，面积9100m2，滑坡体平均厚度 5m，体积 45000m3，为浅层土质滑坡。 H1 滑坡位于斜坡的中下部，滑坡后陡前缓，整体坡度约为1520。滑坡的后缘以斜坡中部的岩质陡坎为界，滑坡的前缘以斜坡中部的基岩出露的岩质陡坎为界，见图 5，图 6。坡的左右两侧界线根据地表裂缝发育并结合地貌特征确定，H1 滑坡平面形态成圈椅状，滑坡纵长约 65m，均宽约 140m，面积 9100m2，滑坡体平均厚度 5m，体积4500

7、0m3，为一小型浅层土质滑坡。 3.2 滑坡物质结构特征 滑坡的滑体为第四系残坡积层，以粉质粘土夹碎块石土（Q4del）为主，呈灰、棕灰色，干燥，稍密中密，一般粒径组成：碎石含量约2035%，角砾含量约 2035%，余为粉质粘土充填，石质成分主要为强风化泥岩、砂岩，粒径一般 2050mm，最大粒径 180mm，分布不均匀，呈棱角次棱角状。一般厚度在 28m。 3.3 滑带土基本特征 滑带土主要为灰、棕灰色粘性土夹碎块石组成，位于松散层与基岩接触面附近或松散层内。滑带土湿稍湿，可塑软塑。碎砾石成分主要为泥岩、砂岩，含量 3050%，呈次棱角状。一般色泽较滑体土深，泥质成分含量较重，手捻滑腻感较强

8、，钻探中钻进速度较快。 3.4 滑床基本特征 根据钻孔揭露滑坡的滑床为下覆基岩为侏罗系上统蓬莱镇组下段（J3p）紫红色、灰紫色粉砂质泥岩夹薄层泥质粉砂岩、或泥质粉砂岩与粉砂质泥岩互层，岩层产状为 2658。滑床岩体风化带较厚，本次钻孔过程中未揭露中风化岩层。 4.滑坡敏感性分析 稳定系数采用下式计算： 其中：， ， ， ， ， 式中：为稳定性系数；为第 i 个计算条块自重与建筑等地面荷载之和；为第 i 条块内聚力；为第 i 条块内摩擦角；为第 i 条块滑动面长度；为第 i 条块滑面倾角，反倾时取负值；为第 i 条块地下水流向，一般情况下取浸润线倾角与滑面倾角平均值，反倾时取负值；为地震加速度；

9、为第块段饿剩余下滑力传递至第 i+1 块段时的传递系数（） ；为第 i 条块地下水渗透压力产生的垂直滑面分力；为第 i 条块地下水渗透压力产生的平行滑面分力；为水的容重；为孔隙压力比。 H1 滑坡体纵剖面的参数敏感性分析，结果见表 1。 表 1 敏感性分析表 Fs（安全系数） () 13.1 12.1 11.1 10.1 9.1 C(kPa) 13.8 1.105 1.048 0.991 0.935 0.878 12.8 1.086 1.029 0.972 0.915 0.858 11.8 1.066 1.009 0.952 0.895 0.838 10.8 1.047 0.99 0.933

10、0.876 0.819 9.8 1.027 0.97 0.913 0.856 0.799 结果表明在 C 值不变条件下 值每减少 1，安全系数减小0.057，在 值不变条件下 C 值每减少 1，安全系数减小 0.00195， 值变化对安全系数影响较大，也就是说 值的敏感性更强。 主要是由于滑带土岩性为粘性土夹碎块石，碎块石粒径较大，其稳定性主要靠内摩擦角来维持，在滑带土中其稳定性相对较差，对于整体而言，这含量有限的碎块石对稳定性起到了重要的作用，因此内摩擦角的敏感性较粘聚力更强。 5 结论 本文以古尔山滑坡为例，通过现场勘查，实验，计算了粘聚力和内摩擦角对滑坡稳定性的敏感程度，得出以下结论：

11、（1）抗剪强度参数是滑坡稳定性的重要参数，其敏感程度可以反映该地区土的稳定性的决定因素。 （2）抗剪强度参数的敏感性是由土中各组分的含量和空间结构决定的。 （3）古尔山滑坡滑带土抗剪强度参数的敏感性分析得出该区内摩擦角的敏感性较之内摩擦角更强。 参考文献 1张丽萍,刘超.公路滑坡滑带土抗剪强度参数选取方法研究J.水利与建筑工程学报，2012,10(1):5759. 2李荣伟,侯恩科.边坡稳定性评价方法研究现状与发展趋势J.西部探矿工程，2007(3):47. 3陈朝军. 边坡稳定性影响因素敏感性分析的两种分析方法比较J.岩土工程与地下工程，2011,31(2):8182. 4章光,朱维申.参数

12、敏感性分析与试验方案优化J.岩土力学，1993,14(1):5158. 5杨春发,周文斌.刚果（金）SICOMINES 铜钴矿矿区边坡敏感性分析J.水利与建筑工程学报，2011,9(1):148151. 6韦明华,于大鹏.滑坡敏感性因子分析与稳定性评价J.中国水运，2007,5(8):9798. 7张帆宇，刘高，谌文武，等.基于多变量统计分析的大型滑坡敏感性评价:以汶川地震影响的陇南地区为例J.中南大学学报（自然科学版）,2012,43(9):35953600. 8王小虎，李建林. 铅厂沟滑坡稳定多因素敏感性分析J.华北水利水电学院学报,2007,28(2):7375. 9石豫川，冯文凯，刘汉

13、超，等.特大多期复合型滑坡稳定性评价及因素敏感性分析J.岩土力学,2004,25(6):975980. Sensitivity analysis of landslide shear strength parameters Chen wenjun1，Li xian2，Wang changnian1 (1. Sichuan Institute of Coal Field Geological Engineering Exploration and Designing, Chengdu610072, China; 2.College of Geological Engineering and Ge

14、ometry，Changan University,Xian 710054,China) Abstract：Shear Strength Parameters are of importance to Stability analysis of landslides. Sensitivity analysis of these parameters is very useful because of the uncertainty of soil in different area and. Sensitivity coefficient determined by constitutive property is an important reference basis for landslide stability analysis. Key words：shear strength；sensitivity analysis；landslide stability 作者简介：陈文军（1984.9-） ，男，四川省成都人，硕士，现从事地质灾害勘察设计工作。