·276· 北京科技大学学报 2005年第3期 回归方程表示为： 率的大小确定敏感性因子并排序 [F-0.0242w+0.27610+0.3360w+15.3740 (6) ()不考虑滑坡因子耦合作用时的敏感性.将 R2-0.9866 滑坡因子作为独立变量处理时，分别计算了斜坡 ④内聚力C及内摩擦角p.C及的变化区间 松散层及强风化层的敏感性系数，结果如表1. 亦受)影响，以疏干态与饱和态时的C及值表 在该斜坡中，I段为铁路路基段，在斜坡稳定 示，在松散层分别为C∈[2.10,18.00]和p∈[17.60， 性中至关重要，从表1可知，将滑坡因子视为独 27.00],在强风化层则为C∈[1.02,15.10]及pe 立作用因素时，增大摩擦角P是提高斜坡稳定性 [11.08,22.23].其发生概率与w同源，用区域年的 的最重要途径，其次是内聚力C.但相对而言， 强降水概率表示.C,p与w的关系可用图35中的 其对稳定性的影响程度要低得多，如路基段，增 回归方程表示为： C-0.0325w3-0.4481ow+0.8950w+6.4439 大p值10%，稳定性系数将提高13.53%：而增大C, 1R2-0.9952 (7) 仅提高0.41%.C的影响与实际相比，显得小了. [p=0.1806w3-2.4524w2+5.9385w+24.5000 列车荷载P对稳定性有影响，但其影响主要在离 (8) R2=0.9943 作用点近的路基段I及相邻段Ⅱ，从表1可知对 同时，可以获得C,p之间的关系： 路基及相邻段的稳定性有提高的作用，这可能与 1C=-0.03230+0.4268m2-0.7185p+1.8936 (9) 夯实作用有关.含水率仙的影响甚微，且对稳定 R2-0.9951 性有微弱的提升作用，这与实际不符.坡角a,地 p=-0.1806C+2.4226C2-5.6706C+10.929 及 R2-0.9943 (10) 震力P.和静水压力P是降低斜坡稳定性的主要 ⑤水压力P.该斜坡的静水压力由降雨控 因素.若在松散层，增大第V段的坡角，其稳定 制，其极值为最大裂隙深度即到强风化层时的水 性下降1081%.其次，P.为其削弱影响均大于 压力.1，Ⅱ层厚度为17m,一个单位厚度上的 1%.由此可见，若滑坡各因素为独立作用，互不 P.=1632.680kN,则变化区间为P∈[0,1632.680]. 相关，则坡角和结构面的内摩擦角是斜坡稳定性 此外，P对物理力学参数的影响仍由ω来表征， 中最敏感的因素， 而发生变化的概率与强降水概率相同. (b)考虑滑坡因子耦合作用时的敏感性.由于 ⑥地震力P及P.滑坡区地震烈度为VII度， 坡角a,地震力P.,列车荷载P,与C及p的关系尚不 水平影响系数K可取0.06，垂直影响系数K可取 清楚，仅考虑四，C,及P。的偶合关系.此时，这些 0.50-0.75)K,这里取0.03，Pv及P的数值具体由 因子为依存变量，6。的计算结果参见表1. 各块体的重量决定.按照国际原子能机构的规 从表可知摩擦角p和内聚力C,分别是提高斜 定，当V川级麦加利烈度时，瞬时地面加速度为 坡稳定性的最重要因素.如对路基段，增大及C 0.084g,且a/a=1/2~23关系存在.地震发生的 各10%，稳定性系数分别提高10.46%和9.57%.显 概率具有不确定性，根据相关地震资料，其概率 然，将因子视为依存变量，考虑因素之间的相关 为0.0115/a 性时，C的作用得到了彰显，这与事实相吻合.含 ⑦列车荷载P.按列车的最大荷载（包括自重 水率ω和静水压力P.对滑坡稳定性的弱化作用 及最大载重)计算，P.=53.2kNm',其变化区间为 也加强了，在路基段增大各参量10%，其对稳定 P∈[0.53,2.00]，而P发生的概率可用列车的日通 性的削弱作用分别提高2.77%和1.28%.其中，含 过频率表示. 水率对稳定性的影响与在不考虑因子间相关性 (2)敏感性分析，在确定了上述不确定因素、 时的0.03%增长了91.3倍.可见，将滑坡影响因子 参量的变化范围、概率及其相关性后，可按照以 作为独立作用因素时，若不考虑因子间的依存关 下步骤确定敏感性因子：①以自然态为初始态 系，将掩盖含水率与内聚力的作用. (参见表1)，计算斜坡的初始稳定性系数K.稳定 3结论 性系数计算采用块段推力法，②设上述各变量的 增量为10%，在设定范围内计算某因素及相关因 (1)采用三次多项式回归，获得了斜坡条件下 素变化后的稳定性系数K.③计算此条件下稳 粘土容重、内摩擦角、内聚力与含水率，以及内摩 定性系数的绝对变化量7K:与相对变化率6。，以 擦角与内聚力之间的耦合方程，相关性高， 6,作为敏感性系数.④根据稳定性系数相对变化 (2)考虑滑坡因子的耦合作用时，内摩擦角、北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 回 归方程 表 示 为 厂一 。 ， 。 ‘ 。 二 ④ 内聚 力 及 内摩 擦 角笋 及 伊的变 化 区 间 亦 受。 影 响 ， 以疏 干 态 与饱 和 态 时 的 及 沪值 表 示 ， 在 松 散层 分 为 任 〔 ， 」和 必任 〔 ， ， ， 在 强 风 化 层 则 为 〔 ， 巧 及 〔 ， 其 发 生 概 率 与。 同源 ， 用 区 域 年 的 强 降水概 率表 示 ， 与。 的关 系可用 图 一 中的 回 归方程 表 示 为 率 的大 小确 定 敏 感性 因 子 并排序 不考 虑滑 坡 因子祸合 作用 时 的敏感 性 将 滑坡 因子 作 为独 立 变量 处 理 时 ， 分 别计算 了斜 坡 松 散层 及 强风 化层 的敏感 性 系 数 ， 结果 如 表 在该斜 坡 中 ， 段 为铁 路 路基 段 ， 在斜坡 稳 定 性 中至 关重 要 从表 可 知 ， 将 滑坡 因子 视 为独 立 作用 因素 时 ， 增大摩擦 角尹是 提 高斜 坡 稳 定性 的最 重 要 途 径 ， 其 次 是 内聚 力 但 相对毋而 言 ， 其对 稳 定性 的影 响程 度 要低 得 多 如 路基 段 ， 增 大势值 ， 稳定性系数 将提 高 而 增大 ， 仅提 高 的影 响与 实际相 比 ， 显 得 小 了 列 车荷 载只对 稳 定性有 影 响 ， 但 其 影 响主 要在 离 作用 点近 的路基 段 及 相邻 段 从表 可 知对 路基 及相邻 段 的稳 定性有提 高 的作用 ， 这可 能与 夯 实作 用有 关 含 水 率。 的影 响甚 微 ， 且 对 稳 定 性 有微 弱 的提 升 作用 ， 这 与 实 际 不 符 坡 角 ， 地 震 力 和 静 水 压 力 是 降低 斜 坡 稳 定性 的主 要 因素 若在松散 层 ， 增 大第 段 的坡 角久 ， 其 稳 定 性 下 降 其 次 ， 为 其 削 弱 影 响 均 大 于 由此 可 见 ， 若滑 坡 各 因素 为独 立 作用 ， 互 不 相 关 ， 则坡 角和 结构 面 的 内摩擦 角 是斜坡 稳 定性 中最 敏 感 的 因素 考 虑滑 坡 因子祸合作用 时 的敏感性 由于 坡 角 ， 地 震 力 ， 列 车荷载只与 及势的关 系 尚不 清楚 ， 仅考虑 。 ， ， 及只 的偶 合 关 系 此 时 ， 这些 因子 为依存变量 ， 民 。 的计 算 结 果参 见 表 从表可知 摩擦 角价和 内聚 力 ， 分 别是提 高斜 坡稳 定性 的最重 要 因素 如对 路基 段 ， 增大势及 各 ， 稳 定性系数分 别提 高 和 显 然 ， 将 因子视 为依存变 量 ， 考 虑 因素 之 间 的相 关 性 时 ， 的作 用 得 到 了彰 显 这 与事 实相 吻合 含 水 率。 和 静 水 压 力 对 滑 坡 稳 定 性 的弱 化 作 用 也加 强 了 ， 在 路基 段 增 大各 参量 ， 其 对 稳 定 性 的削 弱作用 分 别提 高 和 其 中 ， 含 水 率对 稳 定性 的影 响与 在 不 考 虑 因 子 间相 关 性 时 的 增长 了 倍 可见 ， 将 滑 坡影 响 因子 作 为独立 作用 因素时 ， 若不考 虑 因子 间 的依存关 系 ， 将 掩盖 含水 率 与 内聚 力 的作 用 结 论 、了、 护 、 ，八了 ， 、尹少、 “ ，二、了 了、 · 。 ’ 一 ” · ‘。 ’ · ” 田 · 乙 戳黔 ’ 一 “ ，’ ‘ 。 ’ ‘ ，” ，‘ ’ 田‘ “ ’ 同时 ， 可 以获得 ， 势之 间 的关 系 风盟 ’ 尹’ ‘ ” ’ ‘ 尹 ’ 一 ” ’ ’ ’ 尹“ ‘ ， 及 氯飞毯 ’ ‘ · ‘ ’ 一 · ‘ · ， ⑤ 水 压 力 该 斜 坡 的静 水 压 力 由 降 雨 控 制 ， 其极值 为最 大裂 隙深 度 即到 强风 化层 时 的水 压 力 ， 层 厚度 为 ， 一 个 单位 厚度 上 的 氏 ， 则变化 区 间为 任 ， 此 外 ， 对 物 理 力 学参 数 的影 响仍 由。 来表 征 ， 而 发 生 变 化 的概 率 与强 降水概 率相 同 ⑥ 地 震 力 及 ， 滑 坡 区 地 震 烈度 为 度 ， 水 平影 响系数 ， 可取 ， 垂直影 响系 数 ， 可取 一 ， 这 里 取 ， 凡及 、 的数 值 具 体 由 各块 体 的重 量 决 定 按 照 国 际 原 子 能机 构 的规 定 ， 当 级 麦加 利 烈度 时 ， 瞬 时地 面加速 度 为 ， 且 一 关 系存 在 「 地 震 发 生 的 概 率 具有 不 确 定性 ， 根 据 相 关地 震 资料 ， 其 概率 为 ⑦ 列车荷 载只 按 列车 的最 大荷载 包 括 自重 及最 大载 重 计 算 ， 只 · 一 ’ ， 其变化 区 间为 只曰 ， 〕 ， 而只 发 生 的概 率 可 用 列 车 的 日通 过频 率 表示 敏 感 性 分 析 在确 定 了上 述 不 确 定 因素 、 参量 的变化 范 围 、 概 率及 其相 关 性后 ， 可 按照 以 下 步 骤 确 定 敏 感 性 因 子 ① 以 自然 态 为初 始 态 参见 表 ， 计算斜坡 的初始 稳 定性 系数 ‘ 稳 定 性系 数计 算采 用 块 段 推 力 法 ② 设上 述 各变 量 的 增量 为 ， 在 设 定 范 围 内计 算某 因素 及 相 关 因 素变 化 后 的稳 定性 系数 ③ 计 算 此 条件 下 稳 定性系 数 的绝对 变 化 量 甲茂 ， 与相对 变 化 率 ， 以 民 ，作 为敏 感性 系数 ④根 据 稳 定性 系数相对 变化 采 用三 次 多项 式回 归 ， 获得 了斜 坡条件 下 粘土 容重 、 内摩擦 角 、 内聚 力与含 水率 ， 以及 内摩 擦 角 与 内聚 力之 间的祸合 方 程 ， 相 关性 高 考 虑滑 坡 因子 的祸合 作用 时 ， 内摩 擦 角