VoL27 No.3 谭卓英等：变坡角浅层粘土斜坡稳定敏感性分析 ·275· 峰值，在0>22%时趋于稳定 (4)静水压力P.P.的影响取决于斜坡的变形 程度及水位高低，若切割面内的面积为S,最高 水位为h,则P可表示为： Pw=yw hw Ss (3) 其对滑体的总的作用效果还与滑坡区内切割面 的分布特点有关，由力的等效合成原理确定，P。 的区间可由切割面内零水位与最高水位时的极 值确定，其与岩土物理力学参数之间的关联亦通 G 过含水率ω来反映，而发生概率可用区域的强降 雨概率表达.因此，P可视为独立变量. (S)地震力P及P.地震对滑坡稳定性的影 图6斜坡分块递推力学横型 Fig.6 Sub-block step function model of the slope 响，已取得很多成果，但主要考虑地震的水平作 用侧.地震时质点水平加速度无疑将给斜坡体造 (1)滑体为刚体： 成水平推力P,诱导滑坡的产生，然而，地震的垂 (2)沿结构面平面滑动： 直作用P是不容忽视的.因为质点的垂直加速度 (3)块体间的垂直分割面不存在剪应力： 将使边坡岩土体产生垂直方向的位移，在软弱面 (4)忽略地应力对稳定性的影响 存在时，质点的震动将加快界面上材料的分离， 2.2斜坡稳定敏感性分析 从而削弱内聚力和改变内摩擦系数，降低抗剪强 (1)基本参数设置.该斜坡属粘土斜坡，根据 度.但因地震力对岩土物理力学参数的影响复 斜坡地层分布、坡体形态及其变形特点，对坡角、 杂，定量关系还难以确定，因此，地震力在这里简 含水率、容重、内聚力、内摩擦角、静水压力、地震 化为与y相关的量.若斜坡体的重量为G,或第 力及列车荷载进行敏感性分析， 块体的重量为G,则有： ①坡角a.斜坡属于变坡角的组合斜坡，第I Ph=kh∑Gn (4) 段为铁路承载段，削坡变角及回填均受限制，因 此，坡角a变化的概率很小，可以视为常量.工程 Pw=kew·Pw (5) 中可以采用抗滑桩或抗滑桩与桩板墙来提高其 (6)列车荷载P.列车是一种动荷载，其对滑 抗滑稳定性.从图1及表1可知，第Ⅱ~V段坡角 坡体的影响与其单位长度的重量、通过速度以 a分别为3.81,6.74和23.07°，第V段坡角a,仅为 及由此产生的震动有关，列车产生的地面质点 0.53°，可以对Ⅱ-V段进行削坡.但削坡工程量 垂直加速度与路况、机车质量及驾驶水平等有 大，且对提高整个坡段抗滑稳定性的效果不大， 关.按铁道运输抗震设计标准，最大值取a 因此，发生削坡的概率很小，可视为常量.然而， =5.0mms2,为地震加速度的0.607%，较之地震 由于坡底筑路等土建工程，在VV段间进行回 作用，要弱得多，一般其影响深度只会对路轨未 填土，并将V段并成一段的可能性却很大（参 夯实的地基，而产生的水平力，按照钢轨摩擦系 见图6).这里，心及a为独立变量. 数估计，则仅为垂直荷载的20%~30%.因此，水 ②含水率ω.滑坡区ω受大气降雨控制，与其 平方向的影响可以忽略不计·列车属于外荷载， 具有很强的相关性.这里，将ω视为基本变量，重 且由于其尺度有限，对岩土物理力学参数的影响 小，相关性不强，可简化为独立变量.但列车通过 点考虑其对，C,,P.及P的影响.w的变化区间 为疏干态至饱和态间的范围，为ω∈[15%，38%]： 频率及发生超载的频率都比较高. 其发生的概率用区域年强降水概率表示. 2滑坡敏感性分析 ③容重y.y的变化区间受ω控制，以疏干态与 饱和态时的容重表示，在松散层为y∈[13.45， 2.1力学模型与基本假设 19.03],在强风化层为ye[16.38,23.21]:其发生概 根据图1，建立斜坡的力学模型如图6.图中 率与ω同源，用区域年的强降水概率表示，容重 图解为滑块单体的力图.基本假设为： 的影响放在ω中考虑.y与ω的关系可用图2中的谭 卓英等 变坡角浅 层 粘 土斜坡稳 定敏 感性分 析 峰值 ， 在 。 时趋 于 稳 定 ，， 静水压 力 的影 响取 决于斜坡 的变形 程 度及 水 位 高低 若切 割面 内的面 积 为 ， 最 高 水 位 为 ， ， 则 可表 示 为 二 入 ， 及 其 对 滑 体 的总 的作 用 效 果 还 与 滑 坡 区 内切 割 面 的分布特 点有 关 〔盯， 由力 的等效合 成 原理确 定 的 区 间可 由切 割 面 内零 水 位 与最 高水 位 时 的极 值 确 定 ， 其与岩 土物理 力学参数之 间的关 联亦通 过 含水 率， 来 反 映 ， 而 发 生概 率 可 用 区 域 的强 降 雨 概 率表 达 因此 ， 可 视 为独 立 变 量 地 震 力 及 地 震 对 滑 坡 稳 定性 的影 响 ， 己 取 得 很 多成 果 ， 但 主 要考 虑 地 震 的水 平 作 用 ‘幻 地 震 时质 点水 平 加 速 度 无 疑 将给 斜坡 体造 成 水平推 力 ， 诱导滑坡 的产 生 然 而 ， 地 震 的垂 直作用 、 是不容 忽视 的 因 为质 点 的垂 直加速度 将 使边坡 岩 土体产 生 垂 直 方 向的位 移 ， 在 软 弱 面 存在 时 ， 质 点 的震 动 将 加 快 界面 上 材料 的分 离 ， 从 而 削弱 内聚 力和 改变 内摩 擦 系数 ， 降低抗 剪 强 度 但 因地 震 力 对 岩 土 物 理 力 学 参 数 的影 响 复 杂 ， 定量 关系还难 以确 定 因此 ， 地 震 力在这里 简 化 为 与尹相 关 的量 若 斜 坡 体 的重 量 为 仅 ， 或 第 块 体 的重 量 为 、 ， 则有 、 言仔之 尸今 钧 补趁 “ 、 、 、 、 ，一 、 ， ‘ 一 、 月 ， 、 闷 甲 图 ‘ 斜 坡分 块递 推 力学模型 卜 、了、了、， 了 ‘ ‘、了、 只 、 扮 艺氏 只 、 反 、 · 、 列 车 荷 载尸 列 车 是 一 种 动 荷 载 ， 其对 滑 坡 体 的影 响 与其 单 位 长 度 的重 量 、 通 过 速 度 以 及 由此 产 生 的震 动 有 关 列 车 产 生 的地 面 质 点 垂 直 加 速 度 与 路 况 、 机 车 质 量 及 驾驶 水 平 等有 关 按 铁 道 运 输 抗 震 设 计 标 准 ， 最 大 值 取 · 一 ，， 为地 震 加速 度 的 ， 较 之地 震 作用 ， 要 弱 得 多 ， 一般 其 影 响深 度 只 会 对 路 轨 未 夯 实 的地 基 而 产 生 的水 平 力 ， 按 照 钢 轨摩擦 系 数 估 计 ， 则 仅 为垂 直荷 载 的 一 因此 ， 水 平 方 向的影 响可 以忽 略 不 计 列 车属 于 外荷 载 ， 且 由于 其 尺度有 限 ， 对岩 土物 理 力学参数 的影 响 小 ， 相 关性 不 强 ， 可 简化 为独立 变量 但 列 车通 过 频 率及 发 生超 载 的频 率 都 比较 高 滑 坡敏 感 性 分 析 力学模 型 与基 本 假 设 根据 图 ， 建立 斜 坡 的力 学模 型 如 图 图中 图解 为滑 块单 体 的力 图 基 本假 设为 滑 体 为 刚体 沿 结构 面平 面滑 动 块 体 间 的垂 直 分 割 面 不 存 在 剪应 力 忽 略地 应 力对 稳 定 性 的影 响 ， 斜 坡稳 定 敏 感 性 分析 基 本 参 数 设置 该斜 坡 属 粘 土 斜 坡 ， 根 据 斜坡 地层 分布 、 坡体 形态及 其变形特 点 ， 对坡 角 、 含 水 率 、 容重 、 内聚 力 、 内摩擦角 、 静水压 力 、 地震 力及 列 车荷 载 进 行 敏 感 性 分析 ① 坡 角 斜 坡 属 于 变坡 角 的组 合 斜坡 ， 第 段 为铁 路 承 载 段 ， 削坡 变 角及 回填 均 受 限制 因 此 ， 坡 角 变 化 的概 率很 小 ， 可 以视 为 常量 工 程 中可 以采 用 抗 滑 桩 或 抗 滑 桩 与 桩 板 墙 来提 高其 抗 滑 稳 定 性 从 图 及 表 可 知 ， 第 卜 段 坡 角 、 分 别 为 ， 和 ， 第 段 坡 角 仅 为 ” ， 可 以对 一 段 进 行 削坡 但 削坡工 程 量 大 ， 且 对 提 高整 个 坡 段 抗 滑 稳 定 性 的效果 不 大 因此 ， 发 生 削坡 的概 率 很 小 ， 可 视 为常 量 然 而 ， 由于 坡 底 筑 路 等 土 建 工 程 ， 在 段 间进 行 回 填 土 ， 并将 一 段 并 成一 段 的可 能性 却 很 大 参 见 图 这 里 ， 山 及 ，为独 立 变量 ② 含 水 率。 滑 坡 区。 受 大气 降雨 控 制 ， 与其 具 有很 强 的相 关性 这 里 ， 将 。 视 为基 本 变量 ， 重 点 考 虑 其 对 ， ， 势 ， 尺 及只 的 影 响 。 的 变 化 区 间 为疏 干 态 至 饱 和 态 间 的范 围 ， 为。 任 【巧 ， 」 其 发 生 的概 率用 区 域 年 强 降水 概 率表 示 ③ 容 重 的变化 区 间受。 控 制 ， 以疏 干态 与 饱 和 态 时 的 容 重 表 示 ， 在 松 散 层 为 ‘ 【 ， ， 在 强 风 化层 为炸 【 ， 〕 其发 生 概 率 与。 同源 ， 用 区域 年 的强 降水概 率表 示 容重 的影 响放 在 。 中考 虑 少与。 的关 系可用 图 中 的