土木工程地质中滑坡力学分析的方法

滑坡是斜地上岩土体遭到破坏，使滑坡体沿着滑动面（带）下滑而造成的地质现象。滑动面有平直的或弧形的，如图7-7所示。在均质滑坡中，滑动面多呈圆形。

（1）在平面滑动情形下，滑坡体的稳定系数k为滑动面上的总抗滑力F与岩土体重力Q所产生的总下滑力T之比，即

图7-7　滑坡力学平衡示意图

（a）平面滑动；（b）圆弧滑动

当k＜1时，滑坡发生；当k≥1时，滑坡体稳定或处于极限平衡状态。

（2）在圆形滑动面情形下，滑动面的中心为O，滑弧半径为R。通过滑动圆心O作一铅直线 ，将滑坡体分成两部分。在 线之右部分为滑动部分，其重量为Q1，它能绕O点形成滑动力矩O1d1，在 之左部分，其重量为Q2，形成抗滑力矩O2d2，因此，该滑坡的稳定系数k为总抗滑力矩与总滑动力矩之比。

式中　τ——滑动面上的抗剪强度。

当k＜1时，滑坡失去平衡，而发生滑坡。

（3）在折线滑动情况下，可采用分段的力学分析。如图7-8所示，沿折线滑面的转折处分为若干段，从上至下逐渐计算推力，每块滑坡体向下滑动的力与岩土体阻挡下滑力之差，也称剩余下滑力，是逐级向下传递的。即

Ti＝Qisinθi

Ni＝Qicosθi(www.xing528.com)

fi＝tanφi

φ＝cos（θi－1－θi）－sin（θi－1－θi）tanφi

式中　Ei——第i块滑坡体的剩余下滑力，kN/m；

Ei－1——第i－1块滑坡体的剩余下滑力，kN/m，（如为负值则不计入）；

Ti——作用于第i块段滑坡面上的滑动分力，kN/m；

Ni——作用于第i块段滑坡面上的法向分力，kN/m；

Qi——第i块段岩土体重量，kN/m；

fi——第i块滑坡体沿滑动面岩土的内摩擦系数；

φi、ci——第i块滑坡体沿滑动面岩土的内摩擦角和内聚力，kN/m2；

θi、θi－1——第i块和第i－1块滑坡体的滑动面与水平面之间的夹角，（°）；

图7-8　折线滑面的滑坡稳定计算图

Fs——安全系数；

φ——传递系数。

当任何一块剩余下滑力为零或负值时，说明该块对下一块不存在滑坡推力。当最终一块岩土体的剩余下滑力为负值或零时，表示整个滑坡体是稳定的。如为正值，则不稳定。应该按此剩余下滑力设计支挡结构。