第三章3.4抗剪強度參數(shù)反算

1、抗剪強度參數(shù)反算正分析：正分析：在巖土工程問題中，根據(jù)系統(tǒng)（工程基本情況、本構(gòu)關(guān)系等）和外部激勵（荷載條件、邊界條件、初始條件等）作用，求產(chǎn)生的響應(yīng)（應(yīng)力、應(yīng)變、位移等），稱為正演分析。正（演）分析和反（演）分析系統(tǒng)在外部激勵作用下將產(chǎn)生響應(yīng)。為了求得響應(yīng)，必須建立激勵與響應(yīng)的函數(shù)關(guān)系。必須滿足自然界普遍規(guī)律，如質(zhì)量守恒，能量守恒，動量守恒。還需知道描述系統(tǒng)的物質(zhì)塑型特有的本構(gòu)方程。反分析：反分析：在相同的問題中，根據(jù)系統(tǒng)的響應(yīng)，求系統(tǒng)參數(shù)或者模型稱為反演分析。如已知工程中的實測值（應(yīng)力、孔壓、位移等），確定巖土介質(zhì)的參數(shù)或者模型（前者稱為參數(shù)反演，后者稱為模型識別）。滑坡推力及穩(wěn)定性系數(shù)的計

2、算，離不開滑坡抗剪參數(shù)的選取。通常取得抗剪強度指標(biāo)的方法有儀器測定法、反算法儀器測定法、反算法和經(jīng)驗數(shù)據(jù)對比法和經(jīng)驗數(shù)據(jù)對比法。由于滑帶巖土介質(zhì)的多樣性，成因、成分和結(jié)果的復(fù)雜性和不均勻性，以及強度隨外界因素變化的可變性，加之滑動過程本身多樣性和復(fù)雜性，使儀器測定法很難準(zhǔn)確模擬滑帶巖土的實際受力狀態(tài)和變化過程，因此，試驗數(shù)據(jù)很難直接用于計算。在我們實際工作中，多采用以反算為主，參考試驗數(shù)據(jù)和經(jīng)驗指標(biāo)的綜合方法。今天，我們講解使用極限平衡方法反算滑帶抗剪強度指標(biāo)正分析：正分析：已知滑坡基本形態(tài)特征、荷載條件和巖土體力學(xué)特性，采用極限平衡方法求滑坡的穩(wěn)定性系數(shù)。反分析：反分析：已知滑坡的形態(tài)特征、

3、荷載條件、巖土體力學(xué)模型和穩(wěn)定性系數(shù)，采用極限平衡方法求滑動面的力學(xué)參數(shù)。反算法可分為恢復(fù)山體平衡和不恢復(fù)山體平衡兩種情況?；謴?fù)山體平衡法使用于近期滑動過的滑坡，而且可以恢復(fù)滑動瞬間的形狀，我們認(rèn)為其處于平衡狀態(tài)，反算時其穩(wěn)定系數(shù)取1當(dāng)然合適。但是，在我所遇到的滑坡勘察中，古滑坡或老滑坡較多，恢復(fù)其原始地貌非常困難，因此，我們一般根據(jù)滑坡所處的發(fā)育階段（定性分析），判斷當(dāng)前相應(yīng)的穩(wěn)定性，給出一個穩(wěn)定性系數(shù)，假定一個參數(shù)，用現(xiàn)有的一個斷面反算，或利用二個斷面聯(lián)立進(jìn)行反算，鄭穎人、陳祖煜、王恭先等編著的邊坡與滑坡工程治理中，將滑坡變形階段劃分為5個階段，分別為蠕動階段，擠壓階段，滑動階段，劇滑階段

4、和穩(wěn)定階段，和一般教材上劃分類似，該書詳細(xì)描述了各階段時滑動帶、后緣、前緣、兩側(cè)及滑坡體的特征情況，還給出了不同階段對應(yīng)的穩(wěn)定狀態(tài)，淺顯易懂，非常直觀，但是穩(wěn)定系數(shù)取值范圍較大。詳見該書P25頁。一、滑坡的穩(wěn)定性系數(shù)確定發(fā)育階段滑動帶及滑動面滑坡前緣滑坡后緣滑坡兩側(cè)滑坡體變形階段主滑段滑動帶在蠕動變形，但滑體尚未沿滑動帶位移，少數(shù)探井及鉆孔發(fā)現(xiàn)新滑動面無明顯變化，未發(fā)現(xiàn)新的泉點地表或建（構(gòu)）筑物出現(xiàn)一條或數(shù)條與地形等高線大體平行的拉張裂縫，裂縫斷續(xù)分布，多成弧形向內(nèi)側(cè)突出無明顯裂縫，邊界不明顯無明顯異常蠕動階段主滑段滑動帶已基本形成，滑體局部沿滑動帶位移，滑帶土特征明顯，多數(shù)探井及鉆孔發(fā)現(xiàn)滑動

5、帶有鏡面、擦痕及搓揉現(xiàn)象常有隆起，有放射狀裂縫或大體垂直等高線的壓致張裂裂縫，有時有局部坍塌現(xiàn)象或出現(xiàn)濕地或有泉水溢出地表或建（構(gòu)）筑物拉張裂縫，多而寬，且貫通，外側(cè)下錯出現(xiàn)雁行羽狀剪切裂縫有裂縫及少量沉陷等異?，F(xiàn)象滑動階段整個滑坡滑動帶已全面形成，滑帶土特征明顯且新鮮，絕大多數(shù)探井及鉆孔發(fā)現(xiàn)滑動帶有鏡面、擦痕及搓揉現(xiàn)象，滑帶土含水量常較高出現(xiàn)明顯的剪出口并經(jīng)常錯出，剪出口附近濕地明顯，有一個或多個泉點，有時形成了滑坡舌，滑坡舌常明顯伸出，鼓張及放射狀裂縫加劇并常伴有坍塌張裂縫與滑坡兩側(cè)羽狀裂縫連通，常出現(xiàn)多個階坎或地塹式沉陷帶，滑坡壁常較明顯羽狀裂縫與滑坡后緣張裂縫連通，滑坡周界明顯有差異運

6、動形成的縱向裂縫，中、后部水塘、水溝或水田滲漏，不少樹木成醉樹，滑坡體整體位移穩(wěn)定階段滑體不再沿滑動帶位移，滑帶土含水量降低，進(jìn)入固結(jié)階段滑坡舌伸出，覆蓋于原地表上或到達(dá)前方阻擋體而壅高，前緣濕地明顯，鼓丘不再發(fā)展裂縫不再增多，不再擴大，滑坡壁明顯羽狀裂縫不再擴大，不再增多甚至閉合滑體變形不再發(fā)展，原始地形總體坡度顯著變小，裂縫不再擴大，不再增多，甚至閉合三峽庫區(qū)地質(zhì)災(zāi)害治三峽庫區(qū)地質(zhì)災(zāi)害治理工程勘察技術(shù)要求理工程勘察技術(shù)要求鐵路工程不良地質(zhì)勘查規(guī)程滑坡防治工程勘查規(guī)范滑坡防治工程勘查規(guī)范DZ/T 0218-2006DZ/T 0218-2006巖土工程巖土工程勘察規(guī)范勘察規(guī)范 GB GB 50

7、021-200150021-2001采用一個斷面進(jìn)行反算),(),(iiWFsfcWcfFs),(),(iiWFscgWcfFs或二、C、值反演方法采用多個斷面進(jìn)行反算cc11三、C、值反演的極限平衡方法iiiiiiisWtgWlcFsin)cos(iiiiislWtgWFccossin瑞典條分法iiiiisWlcWFtgcossinBishop分法siiiiFtgmsincosiiiiiiiiisWtgHWlcmFsin)(cos1當(dāng)=0時iiislWFcsin當(dāng)0時綜合c法采用試算法Janbu法反算c、，采用試算方法不平衡推力法反算c、，采用試算方法例題3.4.1某邊坡及滑動面見下圖某邊坡

8、及滑動面見下圖，目前處于極限平衡狀態(tài)，目前處于極限平衡狀態(tài)，穩(wěn)定性系數(shù)可取穩(wěn)定性系數(shù)可取1.0，重度，重度=20.3kN/m求其求其c=？，？，=？瑞典條分法tgFstgFsc58.17526.8052.8578.1501523.6864iiiiisWlcWFtgcossin土條#iiliAiWiwicos(i)wisiniFsFs120.34.615.9870.231425.6691421.08114.281.000 1.000 220.312.110.42106.892169.8672121.71454.62320.318.210.86143.792918.9372773.06911.24

9、420.324.511.2164.623341.7863041.201385.16520.33111.64169.143433.5422943.601767.60620.337.410.57115.522345.0561863.421423.71720.343.514.8657.821173.746851.72807.6385.5315015.786864.23iiiiislWtgWFccossincFscFstg3107 . 545. 078.1501553.8523.6864不平衡推力傳遞系數(shù)法0 . 1111111 ninijjinninijjinsRRTTF c18192021222340.870 0.914 0.957 1.002 1.048 1.094 60.878 0.921 0.965 1.010 1.055 1.101 80.8