斜坡灾害评价及防治决策支持系统研究成果总结

影响斜坡稳定性的因素主要有地形地貌、岩性、斜坡结构类型、降水、地震等。地形地貌是各类地质灾害发生的基础和背景；岩性是滑坡产生的内在决定因素，不同的岩性及其组合关系对斜坡的变形破坏起着重要的作用；斜坡结构类型往往决定着斜坡变形破坏的方式和变形破坏的强度，一般情况下，顺向坡稳定性较差，切向坡次之；水是滑坡最为敏感的因素之一，地下水在径流的过程中产生动水压力和静水压力，促使坡体破坏；地震是造成边坡破坏的触发因素之一，许多大型崩塌或滑坡的发生与地震相关。

天山公路沿线构造运动强烈，河谷深切，导致区内地形起伏很大，斜坡陡峭，为滑坡的发育提供了很好的地形条件。沿线滑坡都是发育在坡度大于20°，相对高差大于10m的斜坡上。天山G217线6处滑坡中，蛇纹岩滑坡（H1）和安山岩滑坡（H3）都是岩浆岩出露地带，经开挖后形成的滑坡。凝灰质砂岩滑坡（H4）是一顺向滑坡，片岩滑坡（H6）片理发育，易形成滑坡。

为了对区内斜坡的危险度进行度量，系统采用Q系统分级、RMR系统分级、TSMR分级和二级模糊综合评判法对单体滑坡的危险度进行预测。下面简要介绍这几种算法。

（1）Q系统分级。该方法是1974年在挪威由Barton、Lien和Lunde提出的，该系统的分类采用岩体资料、质量指数（quality index of rock mass，Q）作为分类的依据，其公式为

式中 RQD——岩石质量指标；

Jn——裂隙组系数；

Jr——裂隙面粗糙系数；

Ja——裂隙风化变异系数；

Jw——裂隙水折减系数；

SRF——应力折减系数。裂隙组系数Jn、裂隙面粗糙系数Jr、隙风化变异系数Ja、裂隙水折减系数Jw和应力折剪系数SRF见表5.7～表5.11。

表5.7　裂隙组系数Jn

表5.8　裂隙面粗糙系数Jr

续表

表5.9　隙风化变异系数Ja

表5.10　裂隙水折减系数Jw

表5.11　应力折减系数SRF

其实现步骤为通过分别选择对应的Jn、Jr、Ja、Jw和SRF等，得到岩石的分类级别Ⅰ～Ⅳ级：0～0.938，很坏，属于第Ⅳ级；0.938～3.75，坏，属于第Ⅲ级；3.75～7.2，一般，属于第Ⅱ级；7.2～60，好，属于第Ⅰ级。

（2）RMR系统分级。RMR系统分级与Q系统方法有点类似，不同之处在与其选择参数的方法有点不同，岩体地质力学分类岩体权值系统见表5.12，在选择“岩石材料强度”选项时采用了单选框，因为岩石材料强度包括两个内容，分别根据不同的情况来选择，而在“地下水条件”选项中必须同时满足两个条件：即“隧道流水量”“节理水压”。通过选择以上5个选项的参数，利用公式RMR=RMR_1+RMR_2+RMR_3+RMR_4+RMR_5，根据权值计算RMR值，根据表5.13确定岩体分级。该方法在对岩体本身质量的评定方面比较完善，但是未详细考虑对边坡稳定性起重要作用的控制性结构面的影响。

（3）TSMR法。TSMR法是根据天山公路的实际情况，进一步将边坡稳定性的影响因素归结为岩性、结构面条件、岩体结构类型、冻融作用、边坡高度、地下水作用等；对已有评价模型进行修正后，建立适合于天山公路边坡的评价模型。该模型对坡高修正系数ξ、不连续面-边坡面产状关系进行调整后，引入冻融作用系数δ进行计算，该方法是最有针对性的一种方法。该法可以表达为下式：

TSMR=δξRMR-λ(F1F2F3)+F4(https://www.xing528.com)

式中 ξ——坡高修正系数；

δ——冻融作用修正系数；

λ——结构面系数；

F1、F2、F3、F4——不连续面产状调整值，其中F1的值取决于不连续面与边坡面的走向的相近程度，F2由平面破坏模式的不连续倾角大小确定，F3反映了不连续面倾角与坡面倾角间的关系，F4是通过工程实践经验获得的边坡开挖方法调整参数。

岩体地质力学分类（岩体权值系统）见表5.12，RMR岩体质量分级表见表5.13，不连续面产状调整值见表5.14，边坡开控方法调整值见表5.15，结构面条件系数λ见表5.16，岩石冻融作用修正系数δ见表5.17，边坡高度修正系数ζ见表5.18。

TSMR的值由RMR、F1、F2、F3、F4及相应的ξ、δ、λ组合而成。其最大值为100，最小值为0，以20分为间隔，划分为5个级别，见表5.19。

表5.12　岩体地质力学分类（岩体权值系统）

① 地下水的3个参数为并列关系，只要满足其中一个参数的数值范围，其权值即可确定。

表5.13　RMR岩体质量分级表

表5.14　不连续面产状调整值

注 αs为边坡倾向；αj为不连续面倾向；βs为边坡倾角；βj为不连续面倾角。

表5.15　边坡开挖方法调整值

表5.16　结构面条件系数λ

表5.17　岩石冻融作用修正系数δ

表5.18　边坡高度修正系数ξ

注 αs为边坡倾向；αj为控制性结构面倾向；βs为边坡倾角；βj为控制性结构面倾角。

表5.19　TSMR分级描述表

（4）模糊综合评判法。模糊综合评判方法是应用模糊关系合成的特性，从多个指标对被评价事物隶属等级状况进行综合性评判的一种方法，它把被评价事物的变化区间做出划分，又对事物属于各个等级的程度做出分析，这样就使得对事物的描述更加深入和客观，故而模糊综合评判方法既有别于常规的多指标评价方法，又有别于打分法。该方法在地质灾害危险性宏观评价中已作介绍，在此不再累述。