文章编号：1009-6825（2013）01-0048-02临界状态滑坡土层参数反演在工程中的应用收稿日期：2012-10-26作者简介：王树州（1983-），男，硕士，工程师；刘强（1978-），男，工程师王树州刘强（安徽省交通规划设计研究院有限公司，安徽合肥230008）摘要：针对芜湖至铜陵高速K51+354 K51+500段出现的裂缝及下挫现象，分析了其产生变形的原因，通过不平衡推力法算出滑坡剩余下滑力，提出了采用抗滑桩结合挡土墙支护边坡的方案，并在工程运用中得到了很好的效果。

关键词：滑坡，临界状态，反演，裂缝及下挫，不平衡推力法中图分类号：TU435文献标识码：A0引言随着国民经济的飞速发展，大量铁路、公路、矿山等设施的修建，特别是丘陵和山区建设中，人类工程活动中开挖和堆填的边坡数量会越来越多，高度也将越来越大。

如北京—福州高速公路福建段200余千米内高度大于30m 的边坡多达150多处。

由于地质条件复杂，加之人类改造自然规模愈来愈大，设计施工方法不当，高边坡开挖后发生变形和造成灾害的事故频繁发生，给工程运营和人身安全带来很大隐患。

芜湖至铜陵高速K51+354 K51+500为开挖路段，右侧挖方较长，坡高较大，最大坡高31m 。

该项目已建成运营近三年时间，于2010年4月K51+420 K51+480段右侧一级坡出现裂缝宽2cm 5cm ，一级坡护面墙局部开裂，二级坡裂缝宽10cm30cm ，二级坡平台下挫20cm 40cm ，估计松动方量4000m 3，坡脚未出现剪出口。

该滑坡体处于蠕动变形阶地，若遇到暴雨天气，雨水下渗，有可能会加速下滑，危及人的生命安全。

1滑坡区工程地质概况1．1地形地貌边坡区地貌属低山丘陵区，区内地形较简单，岗凹相间内，岗丘顶部浑圆，坡面平缓，覆盖层主要为残坡积层，凹地上部覆盖第四系全新统冲积层。

1．2地层结构及岩土体特征滑坡区上部覆盖层为第四系中更新统残坡积层（Qel +dl2）的粗粒土和高液限粘土，粗砾土层厚7．5m 10．7m ，高液限粘土层厚8．0m 12．4m ，工程性质差；下伏基岩为三叠系下统南陵湖组（T 1n ）灰岩。

1．3水文地质特征滑坡区主要赋存少量残坡积松散层孔隙水，主要来源于大气降水补给，季节性变化较大，但由于上部的碎石土夹砂砾石及少量细粒土，渗透性较好，降雨时大量的地表水下渗，而中部高液限粘土及下部基岩为相对不透水层，致使高液限粘土含水量增高，而高液限粘土遇水后性质变差，形成软弱层，对边坡稳定不利，滑坡区应设置好防渗及排水措施。

2滑坡基本特征及成因分析2．1滑坡基本特征滑坡区位于K51+354 K51+500的右侧，整体坡度为36ʎ，坡形整体呈上缓下陡，只有护面墙护坡，如图1所示。

该滑坡分三级台阶，第三级台阶的护面墙已经损坏，可能是导致降雨入渗的主要原因。

第一、第二级台阶的护面墙也有拉裂地方。

滑坡区右侧一级坡出现裂缝宽2cm 5cm ，二级坡裂缝宽10cm 30cm ，二级坡平台下挫20cm 40cm ，如图2所示。

图1滑坡区地貌特征图2第二级台阶开裂下挫2．2滑坡成因分析1）雨水下渗。

边坡排水沟、截水沟日渐淤积堵塞，护面墙开裂，导致降雨下渗不能及时的排出坡体，使得坡体含水率增高。

而第一级、第二级台阶主要分布着高液限粘土，富含高岭土，具有膨胀性，当坡体含水率增高时，坡体内土体膨胀，膨胀力使得护面墙开裂，同时土体的抗剪强度降低。

三级坡的粗粒土夹有少量的砾石，渗透性较好，又是雨水下渗的良好通道。

2）支挡不足。

该边坡坡度较高，1ʒ1 1ʒ1．3的坡率只能保证每一级台阶是安全的，整体边坡是欠稳定的。

整个边坡缺乏有效的支挡，仅仅修筑护面墙是不能抵抗坡体变形产生的下滑力櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅。

On engineering features of collapsible loessZHANG Ai-fang（Shanxi Jinzheng Construction Engineering Program Management ，Co．，Ltd ，Hejin 043304，China ）Abstract ：According to the distribution regions ，the horizontal and vertical distribution features of the collapsible loess of Shanxi Aluminum Plant ，the paper illustrates the conditions for the self-weight collapsibility ，features for the moment of the self-weight collapsible deformation after being soaked in water ，as well as the scopes for the deformation ，identifies the deformation features of the natural and compacted foundation un-der the measurement of additional collapsible volume ，and concludes the measured self-weight collapsible volume is less than the one of the in-door test calculation ，and the adopted correction factors in the new regulation is fundamentally consistent．Key words ：collapsibility deformation ，subsidiary stress ，self-weight collapsible volume·84·第39卷第1期2013年1月山西建筑SHANXIARCHITECTUREVol．39No．1Jan．20133边坡稳定性评价3．1计算断面的选取由于在K51+420 K51+480段右侧一级坡出现裂缝宽2cm5cm ，一级坡护面墙局部开裂，二级坡裂缝宽10cm 30cm ，二级坡平台下挫20cm 40cm ，此滑动面处于临界滑动状态下，也是坡度最高处，选择右侧K51+420处断面作为反演断面，具体参数如图3所示。

粗粒土层厚10．0m 、高液限粘土层厚约13．0m 。

一级坡、二级坡为1ʒ1坡率，三级坡为1ʒ1．3坡率。

因为在二级坡处有裂缝且下挫，同时下伏石灰岩比较稳定，滑坡处于临界状态时剪出口在基岩面处，滑坡后缘在二级平台处。

图3K51+420计算断面粗粒土高液限粘土石灰岩ABCD E F GH IJ 3.013.010.01∶11∶11∶1.31.07.02.08.05.010.010.03．2参数反演根据工程经验及《建筑边坡工程技术规范》选取三组经验参数，利用K51+420断面算得每组参数的安全系数，计算软件采用Slide （极限平衡法）搜索最危险滑动面（见图4）。

计算参数如表1所示。

从表1中可以看出，在高液限粘土取第三种工况时，正常工况下，不考虑地下水作用，K51+420断面最接近临界滑动状态，所以此滑坡高液限粘土土层计算参数选取为：天然重度18．5kN /m 3，内聚力30kPa ，内摩擦角为6．5ʎ。

图4工况3情况下最危险滑动面1.009表1计算参数表土层名称天然重度/kN ·m －3内聚力/kPa 内摩擦角/（ʎ）安全系数Bishop 法粗粒土22536高液限粘土118．545101．524218．53571．157318．5306．51．009石灰岩2890603．3剩余下滑推力计算根据搜索得到的最危险滑动面，采用不平衡推力法，将反演得到的高液限粘土c ，φ值代入式（1），当稳定安全系数［F s ］=1．25时，滑体剩余下滑力为128．3kN /m ，在暴雨工况下，取安全系数［F s ］=1．15的剩余下滑力为150kN /m ，取两者大值。

F s =∑n －1j =1（R i∏n －1j =1ψj）+R n ∑n －1j =1（T i∏n －1j =1ψj）+T nψi =cos （θi －θi+1）－sin （θi －θi+1）tan φi（1）其中，F s 为稳定性系数；R i 为第i 计算条块滑动面上的抗滑力，kN /m ；T i 为第i 计算条块滑体在滑动面切线上的反力，kN /m ；θi 为第i 计算条块底面倾角，（ʎ）；φi 为第i 计算条块滑动面上岩土体的内摩擦角，（ʎ）；ψi 为第i 计算条块剩余下滑力推力向第i +1计算条块的传递系数。

4支护方法由于该滑坡体夹有厚层高液限粘土，具有膨胀性，在保持整体稳定的前提下，要防止雨水下渗。

建议采用以下治理方案：1）支挡工程：治理滑坡是一个降低滑动力或增大抗滑力的过程。

在K51+420 K51+480处坡高最大，下滑力最大处采用15根2m 宽的方形抗滑桩，其他低矮处采用4m 高的挡土墙支固。

坡面采用锚杆格构护面，既可以起到加筋抗滑作用，又可以防止雨水下渗。

2）排水措施：由于该滑坡夹有巨厚层高液限粘土，含有高岭土，遇水易膨胀，所以防水非常重要。

边坡周界以外不少于5m 处设一道截水沟，另外边坡平台均设置平台水沟，并与截水沟连同，将坡面汇水排出坡外。

坡体内地下水排泄不畅通，致使高液限粘土含水量大，工程地质性质较差，为了使地下水排泄畅通，在右侧边坡一级坡设置14孔仰斜排水孔，二级坡设置12孔仰斜排水孔，每间隔10m 一孔，上下交错。

排水孔径为100mm ，仰斜度6% 10%，排水管长20m 。

5结语通过对芜湖至铜陵高速公路的滑坡分析，可得到以下结论：1）土体物性参数的选取对于边坡稳定性的验算至关重要，在滑坡临界状态下，通过反演可以得到一个比较符合实际的土体参数。

2）该边夹有巨厚层粘土，含有高岭土具有膨胀性，降雨入渗土体膨胀，产生膨胀压力是该滑坡下滑的重要原因，所以在边坡治理过程中要做好前期勘察，同时要做好防水设计。

3）根据滑坡推力及构筑物情况，分段采用不同的支护方式，既经济又能很好的起到治理效果。

参考文献：［1］郑颖人，陈祖熠．边坡与滑坡工程治理［M ］．北京:人民交通出版社，2010．［2］赵明阶，何春光，王多垠．边坡工程［M ］．北京:人民交通出版社，2003．［3］赵瑜，王铁成，李维朝，等．高速公路滑坡稳定性评价及其治理模拟［J ］．岩石力学与工程学报，2008，27(6):30-33．［4］GB 50330-2002，建筑边坡工程技术规范［S ］．The application of parameter inversion of critical state landslide soil in engineeringWANG Shu-zhouLIU Qiang（Anhui Transportation Planning and Design Research Institute Limited Company ，Hefei 230008，China ）Abstract ：According to the fracture and slump phenomenon of K51+354 K51+500section of Wuhu to Tongling highway ，this paper analyzed the causes of deformation ，through the imbalance thrust method calculated the landslide residual slide force ，put forward the scheme combining with anti slide pile with retaining wall supporting slope ，and gained very good results in project application．Key words ：landslide ，critical state ，inversion ，fracture and slump ，imbalance thrust method·94·第39卷第1期2013年1月王树州等：临界状态滑坡土层参数反演在工程中的应用。