滑坡计算参数反演分析.doc

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1、滑坡计算参数反演分析的优化算法1引言在滑坡稳定性计算和工程设计中，滑带土的粘聚力（C）和内摩擦角（）取值正确与否至关重要。目前确定滑带土抗剪强度参数（C、）值的方法有试验、工程类比和反演分析3种。滑带土剪切试验分为现场或室内两种，受试样和试验条件的限制，滑带土试验数据通常很离散，需要进行分析计算来确定。工程类比法在确定滑带土的抗剪强度参数时具有很强的主观性，在确定类比指标时又受到类比滑坡客观条件的限制。反演分析是确定滑带土抗剪强度参数的一种有效的方法，根据滑坡的宏观变形状况假设滑坡的稳定性系数，再反算滑带土抗剪强度参数。反算是滑坡稳定性计算的逆过程，得到的参数更符合滑坡的变形情况，参数可以作为

2、试验数据选取的参考，若没有试验数据时，可以直接作为稳定性计算、工程设计的参数。目前，滑带土抗剪强度参数反演分析的方法分为单参数反演和双参数反演两种。前者假定一个参数已知的前提下，反算另外一个参数，通常选择对滑坡稳定性影响较敏感的作为未知参数。后者在反演中有两个未知的参数，通常选择两个距主滑动面等距的剖面建立极限平衡方程求解。本文以三峡库区太山庙滑坡为例，在C、值未知的情况下，综合采用经验类比和反演分析方法确定滑带土的抗剪强度参数，分析时兼顾了滑坡的区域相似性和个体特性，所得到的结果更为准确、可靠。2滑坡概况欧家湾滑坡位于奉节县白帝镇坪上村2、3组，长江支流石马河左岸，属于三峡库区三期专业监测崩

3、塌滑坡灾害点。滑坡无详细的勘察资料，仅在监测设计阶段做了地面调查。滑坡自然坡角约25~40°，滑坡前缘临近石马河处零星分布石马河一级阶地，滑坡区属低山丘陵剥蚀地貌。滑坡体的主滑方向为5°，平面形态呈箕形，由后缘向前缘逐渐变宽，滑坡东西宽约350~400m，南北向主轴长约420m。后缘高程约325m，前缘高程约170m，左侧以山脊为界，右侧以冲沟为界，总变形规模约507×104m3。滑体主要由第四系碎块石土夹粘性土组成，滑床为巴东组第三段（T2b3）的泥灰岩，岩层产状为280°∠3°，为斜交坡，图1是滑坡的工程地质剖面图。图1欧家湾庙滑坡工程地质剖面图Fig.1Theengineeringgeo

4、logicalprofileofOujiawanlandslide滑坡为老滑坡，滑坡区经过过去的剧烈滑动后，在改变了当时的地形地貌后形成了现今的老滑坡体地形。经对现场的调查踏勘发现，滑坡体上树木歪斜，现仍有滑移变形产生。在滑坡中部多户民房附近，近年每逢雨季都有蠕动滑移。从地表调查和发展趋势上看，目前该滑坡处于不稳定状态。3滑带土抗剪强度参数统计对三峡库区二期崩塌滑坡治理工程和三期规前勘（调）察中的崩塌滑坡点的勘察试验资料进行分类统计，得到本区滑带土抗剪强度参数值，可以用于验证和优化反演得到的参数。经统计得到适合该滑坡的抗剪强度参数分布函数如表1，图2是滑带抗剪强度参数统计直方图。表1T2b1和

5、T2b3滑带土的抗剪强度参数统计表Table1TheshearstrengthparametersstatistictableofslidingzoneofT2b1andT2b3strata工况参数指标分布区间样本个数分布形式分布函数天然（Kpa）（10.0，43.1）65正态分布（°）（6.0，23.0）92正态分布饱和（Kpa）（8.7，31.4）70对数正态分布（°）（5.3，19.8）89正态分布图2T2b1和T2b3地层滑带土抗剪强度参数统计直方图Fig.2ThestatistichistogramsofshearstrengthparametersofslidingzoneofT2

6、b1andT2b3strata对天然状态下滑带土抗剪强度参数的试验值由小到大进行排序，其饱和强度参数应与天然状态的一一对应。对排序后的参数值进行分段，对各段内的天然强度参数和相应的饱和强度参数求算术平均值，得到相应的关系曲线如图3。图3滑带土天然和饱和抗剪强度参数关系曲线Fig.3Therelationcurveofnaturalshearstrengthsparametersandsaturationshearstrengthsparametersofslidingzone4反演计算模型的建立4.1稳定性计算方法常用于计算滑坡稳定系数的方法有Bishop法、Sarma法、剩余推力法。本文采用

7、剩余推力法（residualthrustmethod，RTM）建立反演分析所需的极限平衡方程。条块间的作用力，亦即上一条块的剩余下滑力，其方向与上一条块的底面平行，且条块之间传压不传拉；滑坡整体的剩余下滑力，即最后一个条块的剩余下滑力为0。计算模型如图图4：对于第i（i=1，2，…，n）个条块，沿平行及垂直条块底面方向建立局部坐标系，由力平衡方程得到：图4条块受力分析示意图Fig.4Schemat