文章來源于公眾號：悠游2019，作者：成永剛，原文鏈接：順層邊坡參數(shù)的確定討論（假日專題）
順層巖質(zhì)邊坡潛在滑面參數(shù)的確定在工程實(shí)踐中的一個(gè)難點(diǎn)，也是大家關(guān)心的核心問題之一。故此，筆者對順層巖質(zhì)邊坡潛在滑面參數(shù)的確定進(jìn)行簡短的分析說明。
順層巖質(zhì)邊坡潛在滑面的反算關(guān)鍵之一是利用原狀自然坡體進(jìn)行反算，并結(jié)合后期工程的預(yù)加固措施進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼蹨p。但其中存在兩個(gè)問題，一是潛在滑體的范圍如何選取，二是處于穩(wěn)定狀態(tài)的原自然坡體的穩(wěn)定系數(shù)如何選取。
1、潛在滑體的范圍選取
順層巖質(zhì)邊坡的的潛在滑體確定是一個(gè)難題、
潛在滑體范圍選取過大，工程的經(jīng)濟(jì)性無從談起；潛在滑體范圍選取過小，工程的安全性也不能確保。筆者就曾見某高速公路由于潛在滑體范圍取值偏小，造成7km范圍內(nèi)的9處順層邊坡演變?yōu)榛露魯嗔饲安靠够瑯�；也見到很多技術(shù)人員由于實(shí)在難以確定潛在滑體范圍，而將其一直順延至山頂或坡頂，其治理工程的規(guī)模是相當(dāng)恐怖的。
其實(shí)，來自于大自然的地質(zhì)災(zāi)害，往往會在大自然中告訴我們答案，也就是說，筆者建議加強(qiáng)現(xiàn)場的工程地質(zhì)類比，對擬處治坡體附近的自然順層滑移特征、對已有的人類工程順層滑移特征等進(jìn)行調(diào)查總結(jié)后用于擬處治邊坡是最為合理的。
需要說明的是，由于地質(zhì)體的不重復(fù)性，很難對潛在滑體進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算或模擬。故工程實(shí)踐中有人認(rèn)為取開挖厚度的5~10倍進(jìn)行確定，在理論研究或設(shè)計(jì)中有人采用數(shù)值模擬進(jìn)行確定都只能作為一種參考。
筆者在工程實(shí)踐中，多次利用工程地質(zhì)類比確定的順層潛在滑坡處治范圍基本上均在后期的工程實(shí)踐中得到了檢驗(yàn)，在確保工程的安全性和經(jīng)濟(jì)性的基礎(chǔ)上，取得了較為理想的治理效果。
2、穩(wěn)定狀態(tài)下的原自然坡體受力分析之潛在滑面參數(shù)反算
自然狀況下潛在滑面參數(shù)的反算核心是合理選取潛在滑坡的剪出口。
從土壓力公式可知，自然坡面和潛在滑面之間的滑體厚度與土壓力成近似的平方影響關(guān)系；從抗剪強(qiáng)度公式公式可知，剪力與自然坡面和潛在滑面之間的滑體厚度成線性關(guān)系。
因此，選取的越小，則土壓力或抗剪強(qiáng)度的計(jì)算誤差越小，即土壓力或巖體抗剪強(qiáng)度對后部潛在滑體支撐力的誤差越小。因此，合理選取潛在滑坡的剪出口可有效降低在進(jìn)行力學(xué)計(jì)算時(shí)由于剪出口選取不當(dāng)造成高度因素帶來的較大誤差。也就是說，選取的剪出口部位自然坡體地表與潛面滑面之間的高度越小，計(jì)算分析時(shí)的土壓力或抗剪力誤差越小，這是非常有利于潛在滑面參數(shù)的合理計(jì)算的。
因此，在工程實(shí)踐中，選取距人工切坡較近的自然邊坡和潛在滑面之間的滑體厚度最薄部位作為潛在剪出口，用以反算自然邊坡的潛在滑面參數(shù)具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢。這樣做的好處是，利用最薄部位的巖土體厚度計(jì)算出的該處坡體的土壓力或巖體的抗剪力對其后部坡體的支撐力最接近真實(shí)值。也就是說該部位的土壓力或巖體抗剪力受地層厚度的影響最小，這樣計(jì)算所得的坡體抗力用于潛在滑面參數(shù)的反算，則更接近于坡體的實(shí)際情況。否則當(dāng)選取厚度較大的地段用以計(jì)算土壓力或巖體抗剪力對后部潛在滑坡的支撐力時(shí)，由于選取厚度過大而出現(xiàn)較大的誤差。
當(dāng)潛在滑面以上為破碎巖體時(shí)，可采用被動土壓力進(jìn)行近似計(jì)算；當(dāng)潛在滑面以上的巖層完整性較好時(shí)，則采用巖體結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算。
圖1 順層滑坡參數(shù)反算斷面示意圖
需要說明的是，由此得出的潛在滑面力學(xué)參數(shù)，根據(jù)坡體地質(zhì)情況與開挖造成的松弛環(huán)境應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)折減后采用。
作者：成永剛，博士，教高，注冊巖土工程師，中國巖石力學(xué)與工程學(xué)會滑坡與工程邊坡分會理事，中國土木工程學(xué)會非飽和土與特殊土專業(yè)委員會常務(wù)委員和交通巖土工程專業(yè)委員會委員，國際工程地質(zhì)協(xié)會會員，中國國家公路建設(shè)項(xiàng)目評標(biāo)專家，四川省交通運(yùn)輸專業(yè)人才教育專家。
