滑坡滑帶土抗剪強(qiáng)度參數(shù)研究方案綜述

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1、滑帶土抗剪強(qiáng)度參數(shù)確定方法研究進(jìn)展張建敏，陳傳勝（中南林業(yè)科技大學(xué)，長(zhǎng)沙410018）摘要：滑坡對(duì)工程建設(shè)的危害很大，常使交通中斷，影響公路的正常運(yùn)輸?；瑤量辜魪?qiáng)度參數(shù)值的合理選定是正確進(jìn)行滑坡工程分析和設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，文章通過(guò)回顧國(guó)內(nèi)外一些代表性工作，在綜述了滑帶土抗剪強(qiáng)度的五種特征強(qiáng)度及其相互關(guān)系的基礎(chǔ)上，著重從滑帶土抗剪強(qiáng)度參數(shù)的測(cè)試及估算方法上進(jìn)行了分析，總結(jié)了各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)，并對(duì)取值方法中遇到的問(wèn)題進(jìn)行了探討，旨在為選取滑坡抗剪強(qiáng)度參數(shù)提供新的思路及提高其取值精度提供一定的幫助。關(guān)鍵詞：滑坡；滑帶土；抗剪強(qiáng)度參數(shù)；殘余強(qiáng)度滑坡是指斜坡

2、上的土體或者巖體，受河流沖刷、地下水活動(dòng)、地震及人工切坡等因素影響，在重力作用下，沿著一定的軟弱面或軟弱帶，整體或分散地順坡向下滑動(dòng)的自然現(xiàn)象。俗稱(chēng)“走山”、“垮山”、“地滑”、“土溜”等，是一種典型的地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象[1]。近年來(lái)，由于全球變暖，極端氣候頻繁出現(xiàn)，道路的建設(shè)等原因，滑坡等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的幾率成倍增加，其危害不可估量：輕則損毀車(chē)站、鐵路、公路、橋涵等交通設(shè)施，造成交通中斷，影響道路的暢通；重則造成重大的人員傷亡，給人民的生命財(cái)產(chǎn)和國(guó)家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)帶來(lái)重大損失，因此滑坡的治理迫在眉睫[2,3]。國(guó)內(nèi)外大量研究已證明滑坡的活動(dòng)與否常常取決于

3、滑帶土的應(yīng)力狀態(tài)和強(qiáng)度的變化，這些變化又最終取決于滑帶土的類(lèi)型、微觀結(jié)構(gòu)特征、物質(zhì)組分和形成機(jī)理等[4,5],滑帶土已成為滑坡研究的重要內(nèi)容。滑帶土抗剪強(qiáng)度參數(shù)的粘聚力(c)和內(nèi)摩擦角(φ)的確定是滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)及滑坡治理工程設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問(wèn)題。當(dāng)φ值相差僅1～2°時(shí)，推力可能成倍增加，參數(shù)的取值直接影響著滑坡推力的計(jì)算和整治工程方案的選定[6]。本文主要對(duì)滑坡滑帶土抗剪強(qiáng)度的類(lèi)型及其參數(shù)的確定方法，特別是殘余強(qiáng)度方面的研究成果進(jìn)行了總結(jié)和綜述，并對(duì)其中一些問(wèn)題進(jìn)行了探討，有助于進(jìn)一步梳理滑帶土抗剪強(qiáng)度參數(shù)確定方法的研究方向，提高抗剪強(qiáng)度參數(shù)的取

4、值精度。1滑帶土抗剪強(qiáng)度類(lèi)型基金項(xiàng)目：中南林業(yè)科技大學(xué)青年基金重點(diǎn)項(xiàng)目(101–0596)；中南林業(yè)科技大學(xué)引進(jìn)人才基金項(xiàng)目(104–0088)；湖南省教育廳科學(xué)研究項(xiàng)目(10C1340)。作者簡(jiǎn)介：張建敏，女，碩士研究生，研究方向：水土保持工程。E-mail：zhangjianm218@163.com有關(guān)滑帶土強(qiáng)度特性的研究是滑坡研究中最重要的內(nèi)容,已經(jīng)積累了非常豐富的研究成果,如劉小麗等[7]對(duì)此進(jìn)行了系統(tǒng)的總結(jié),滑帶土的研究?jī)?nèi)容主要包括5種特征強(qiáng)度：峰值抗剪強(qiáng)度（peakshearstrength），殘余抗剪強(qiáng)度（residualshea

5、rstrength）,滑坡啟動(dòng)強(qiáng)度（mobilizedshearstrength）,完全軟化強(qiáng)度（fullsoftenedshearstrength）以及流變研究中的長(zhǎng)期圖1常法向應(yīng)力作用下應(yīng)力-位移曲線示意圖抗剪強(qiáng)度(long-termshearstrength)等5種特征強(qiáng)度。Skempton[8]通過(guò)圖1說(shuō)明了滑帶土的峰值強(qiáng)度、完全軟化強(qiáng)度和殘余抗剪強(qiáng)度的相互關(guān)系。到目前為止，有關(guān)滑帶土強(qiáng)度特性的研究成果主要反映在其殘余強(qiáng)度的研究上，以下主要對(duì)滑帶土殘余強(qiáng)度的研究成果作一簡(jiǎn)述。自Skempton[9]提出土應(yīng)變軟化過(guò)程最終階段的“殘余強(qiáng)度

6、”并定義[8]為滑帶土以緩慢剪切速率達(dá)到相當(dāng)大的剪切位移條件下所達(dá)到的最小剪切強(qiáng)度值以后，國(guó)內(nèi)外學(xué)者都意識(shí)和認(rèn)識(shí)到它在老滑坡、泥石流滑坡、復(fù)活型滑坡、具有潛在滑動(dòng)面（軟弱結(jié)構(gòu)面等）的新生型滑坡的穩(wěn)定分析與設(shè)計(jì)以及滑（邊）坡漸進(jìn)性破壞的危險(xiǎn)性分析中有著極為重要的意義[10-14]。由此對(duì)峰值強(qiáng)度衰減至殘余強(qiáng)度的特征[15]、殘余強(qiáng)度的影響因素[16-20]、測(cè)定試驗(yàn)方法[21-23]、估算方法[23-29]及殘余強(qiáng)度再生[21-35]進(jìn)行了大量研究，得到了一些很重要的成果。例如，陳傳勝[36]等認(rèn)為考慮滑帶土的再生強(qiáng)度不能脫離殘余強(qiáng)度，并提出了基

7、于不同有效垂直應(yīng)力（滑動(dòng)體覆蓋厚度）采用相應(yīng)的殘余強(qiáng)度和再生強(qiáng)度參數(shù)的取值方法；田斌[37]等認(rèn)為殘余強(qiáng)度是短期強(qiáng)度，再生強(qiáng)度是長(zhǎng)期強(qiáng)度，指出在滑坡研究中必須合理區(qū)分滑帶土殘余強(qiáng)度與再生強(qiáng)度的使用場(chǎng)合。2強(qiáng)度參數(shù)的測(cè)試及估算法滑帶土抗剪強(qiáng)度參數(shù)的測(cè)試及估算方法各種各樣，其主要依據(jù)多從塑性指數(shù)、液限、礦物成分、礦物顆粒組成、粘粒含量等影響滑帶土抗剪強(qiáng)度參數(shù)的因素及通過(guò)實(shí)際滑坡資料分析統(tǒng)計(jì)而得[38]，主要有五大類(lèi)，即：試驗(yàn)法，經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)法，工程類(lèi)比經(jīng)驗(yàn)法，反算法和加權(quán)平均法。這五類(lèi)方法不是孤立的，而是相互聯(lián)系的。2.1試驗(yàn)法試驗(yàn)法包括室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)

8、大面積剪切試驗(yàn)，室內(nèi)試驗(yàn)分環(huán)剪試驗(yàn)，直剪試驗(yàn)和三軸試驗(yàn)，為了研究和測(cè)定滑坡土體符合實(shí)際受力狀態(tài)強(qiáng)度參數(shù)，常將兩者結(jié)合起來(lái)確定[39]。2.1.1環(huán)剪試