滑坡稳定性评价方法包括定性和定量两类。定性评价方法有自然历史分析法、工程地质类比法和模型试验法等；定量评价方法中，极限平衡法与数值分析法是最主要的两种方法。基于刚体极限平衡原理的滑坡稳定性评价方法有瑞典法、Janbu法、Bishop法、MP法、Sarma法和Push法等；数值分析法主要为基于强度折减法的各种数值方法。......
2023-08-20
西部水电工程滑坡稳定性及控制技术
【摘要】：5.8.3.1选用的计算程序简介本次计算选用的程序，是成都理工大学工程地质研究所赵其华教授编制的TB边坡稳定性计算程序。
5.8.3.1 选用的计算程序简介
本次计算选用的程序，是成都理工大学工程地质研究所赵其华教授（1997年、1999年）编制的TB边坡稳定性计算程序。该程序依据《岩土工程勘察规范》（GB 50021—2001）推荐的计算滑坡稳定性以及计算滑坡推力方法编制而成，即基于传递系数法、Bishop法开发的。该程序可考虑地震、暴雨、库水位骤降以及排水效果、锚固作用效果、其他外荷载作用效果等情况，以及裂隙的连通率等，同时可进行各种工况下的边坡失稳的破坏概率分析，该程序多年来经过了许多的工程实践应用，得到了不断验证和补充。用到的基本计算公式如下。
1.传递系数法计算公式
式中：K为稳定系数；Ri为作用于第i块段的抗滑力，kN/m；Ti为作用于第i块段滑动面上的滑动分力，kN/m。出现与滑动面方向相反的滑动分力时，Ti取负值；Rn为作用于第n块段的抗滑力，kN/m；Tn为作用于第n块滑动面上的滑动分力，kN/m；ψj为第i块段的剩余下滑力传递至第i+1块时的传递系数（j=i）。
2.渗透压力计算公式
渗透压力产生的平行滑面分力：
渗透压力产生的垂直滑面分力：
式中：γW为水的重度，kN/m3；hWi为第i条块地下水位，m；Li为第i条块滑面长度，m；αi为第i条块滑面倾角，（°）；βi为第i条块地下水流向。
3.地下水位计算公式
由于库水或回水影响，座落体中地下水位浸润线上升，地下水位水头高度采用下面的浸润曲线预测公式确定。
式中：hWi为第i条块预测水位至含水层底板的高度，m；l＇i为第i条块至模拟的库水位水边的水平距离，m；li为第i条块至库枯水位边的水平距离，m；H0为库枯水位边至含水层底板的高度，m；HWi为第i条块地下水枯水位至含水层底板的高度，m；h0为库枯水位水边至含水层底板的高度，m。
4.地震力计算
地震力的作用主要考虑水平荷载作用，其计算公式为
式中：Q为水平地震力，kN/m；α为水平地震力系数；W为滑块重力，kN/m。
由此可知，该程序可以考虑水平地震荷载、垂向外荷载（为分布力，若是集中力，应转化为等效的分布力）等外力及地下水的作用。
5.8.3.2 计算剖面的确定
计算中选择深溪沟水电站黄草坪座落体横Ⅰ—Ⅰ和横Ⅱ—Ⅱ两个剖面分别进行，其平面位置如图5.8-8所示。当不同地质剖面用同一公式计算而得出不同的边坡稳定性系数时，取其最小值；当同一地质剖面采用不同公式计算得出的边坡稳定性系数时，取其平均值。按上述原则分析评价座落体的稳定性。
图5.8-8 黄草坪座落体平面图
5.8.3.3 计算参数的确定
在工程地质类比和现场考察所见地质现象的基础上，并结合已有的岩体物理力学试验结果和岩体质量指标类比，参照地质分析反算的结果确定座落体稳定性计算参数。由于座落体中压剪带由岩屑和块径大小不等的分离岩块组成，岩屑多呈粗砂状，并含少量岩粉，岩块块径0.5cm至数十厘米。据成都院在座落体平洞内的压裂破碎带现场大剪试验结果表明，压裂带抗剪强度指标为：f＇=0.81、c＇=0.12～0.48MPa，f=0.65、c=0.11MPa。座落体的各计算剖面的岩体力学参数取值详可参见表5.8-1。饱水条件下岸坡岩体的参数，考虑到座落体的特点，仅将黏聚力c值作0.75倍的折减，内摩擦角保持不变。
表5.8-1 坡体纵剖面稳定性计算参数取值
根据四川省地震局工程地震研究所（2004）对深溪沟水电站地震危险性评价，大渡河深溪沟水电站工程场地的地震基本烈度为Ⅶ度。考虑地震作用时，50年超越概率5%水平地震加速度为0.17g，50年超越概率10%水平地震加速度为0.127g。
5.8.3.4 计算方法的确定
座落体边坡是水电工程Ⅱ级边坡，所处地理位置特殊，不仅应分析蓄水前的稳定性，更应重点研究蓄水后的稳定变化状况。由于蓄水后环境地质条件的改变会对座落体产生各种不利的效应，导致坡体稳定性的改变，同时由于产生滑动还与许多外部因素相联系，如暴雨、地震、水位升降等。本次稳定性计算采用规范推荐的不平衡推力传递系数法，稳定性计算程序采用了成都理工大学工程地质研究所开发TB边坡稳定性计算程序。
由于地下水的动水压力、浮托力等的作用，在稳定分析时必须对这些因素加以考虑并考虑它们的叠加效应，故本次稳定分析主要按以下工况考虑：①基本组合（天然状况）；②一般组合1（天然状况+特大暴雨）；③一般组合2（天然状况+地震）；无雨或少雨，计算体按天然状况考虑；持续降雨或暴雨，计算体按饱水状态考虑。
5.8.3.5 稳定性计算
根据黄草坪座落体变形破坏各分区的岩土体结构特征、地形地貌特征和目前的变形破坏特征等，将黄草坪座落体横Ⅰ—Ⅰ＇和横Ⅱ—Ⅱ＇剖面作为各分区的代表性剖面进行稳定性计算，分别计算其稳定性。借助黄草坪座落体的地表踏勘资料、平洞资料以及钻孔资料，经详细的分析研究，最后确定出如图5.8-9所示的计算滑面。由于座落体滑动破坏的剪出口位于河床覆盖层下部，在计算中将座落体与河床覆盖层界面考虑为临空面，将河床覆盖层对座落体抗滑稳定性所起的有利作用作为座落体稳定性的安全储备。
图5.8-9 （一） 黄草坪座落体横剖面计算滑面示意图
图5.8-9 （二） 黄草坪座落体横剖面计算滑面示意图
考虑到水库蓄水后计算滑面受水库蓄水影响较大，故在本次稳定性计算中考虑这两个计算剖面蓄水后稳定性系数的变化。
根据上述计算参数及条分图，黄草坪座落体横Ⅰ—Ⅰ＇、横Ⅱ—Ⅱ＇剖面的计算滑面在各种工况条件下的稳定性系数见表5.8-2。
表5.8-2 黄草坪座落体各计算剖面稳定性系数表
表5.8-2中的计算结果表明：在蓄水前的天然状况下，座落体沿剪切带滑动的计算滑面处于稳定状态；蓄水后计算滑面稳定性有所降低，但都处于稳定状态。考虑到河床覆盖层对座落体稳定性的有利作用，座落体实际的稳定性程度要更好。
蓄水前的稳定性计算结果表明：横Ⅱ—Ⅱ＇剖面的计算滑面在一般组合+地震工况时稳定性系数为1.06，滑面处于基本稳定状态，在一般组合+特大暴雨工况时稳定性系数为1.09，滑面处于基本稳定状态；横Ⅰ—Ⅰ＇剖面的计算滑面在一般组合+地震工况时稳定性系数为1.41，滑面处于稳定状态，在一般组合+特大暴雨工况时稳定性系数为1.45，滑面处于稳定状态。
蓄水后的稳定性计算结果表明：横Ⅱ—Ⅱ＇剖面的计算滑面在一般组合+地震工况时稳定性系数为1.05，滑面处于临界稳定状态，在一般组合+特大暴雨工况时稳定性系数为1.09，滑面处于基本稳定状态；横Ⅰ—Ⅰ＇剖面的计算滑面在一般组合+地震工况时稳定性系数为1.37，滑面处于稳定状态，在一般组合+特大暴雨工况时稳定性系数为1.43，滑面处于稳定状态。
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2023-08-20
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