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摘要：通过研究白水沟滑坡的工程地质条件，并阐述白水沟滑坡特征，在工程地质条件定性分析的基础上，采用传递系数法对白水沟滑坡进行了稳定性计算并对滑坡影响因素进行敏感性分析，根据分析结果对白水沟滑坡提出防治工程建议。
关键词：滑坡；传递系数法；稳定性计算；敏感性分析
中图分类号：P642文献标识码： A
1滑坡区工程地质条件
1.1 自然地理概况
白水沟滑坡位于巴东县新城区的中部，白土坡以北，白岩沟以西，北临长江的斜坡上，地理坐标为：北纬31º2′41″~31º3′5″，东经110º21′21″~110º22′25″
巴东县属亚热带气候区，具有平均气温高、空气湿润、雨量充沛、少冰雪严寒的特点。多年平均气温17℃，7—8月份日平均气温为35.5℃，1—2月份平均气温为3.8℃；多年平均降雨量1098.21mm，最大年降雨量为1552.4mm，最小为694.8mm。
1.2 地形地貌
巴东县城位于长江三峡西陵峡与巫峡交接处，属鄂西中高山地貌单元。 区内山高坡陡，河谷切割强烈，山地高程1000~2000m，相对高差800~1000m，沿河谷两侧发育Ⅰ~Ⅹ级阶地，Ⅲ级阶地下为基座基地，Ⅲ级阶地以上为侵蚀阶地。
1.3 地层岩性
滑坡区出露地层为三叠系中统巴东组第三段（T2b3）泥质灰岩上部及第四段（T2b4）及第四系堆积物，其岩性特征从新到老依次为：
1、第四系堆积物
耕植土（）：由褐黄色粉质粘土夹灰岩碎屑或暗紫红色粉质粘土夹粉砂质泥岩碎屑组成，干燥，松散。
2、基岩
(1)巴东组第四段（T2b4）
巴东组第四段为紫红色粉砂质泥岩、钙泥质粉砂岩，组成滑坡区滑体的主要物质，呈碎裂岩或块石、碎石覆盖于巴东组第三段之上，是滑坡体重要组成部分。
(2)巴东组第三段（T2b3）
巴东组第三段岩性为中厚层泥质灰岩、白云质灰岩。根据其结构和工程地质特征分为两个亚类：泥质灰岩夹钙质泥岩易滑带和泥质灰岩夹钙质泥岩。
1.4 地质构造
滑坡区内发育的地质构造形迹有褶皱和断层，具体分述如下：
1、褶皱
白水沟滑坡位于官渡口向斜的核部，区内两侧发育两个次一级背斜和一个次一级的向斜。
2、断层
白水沟滑坡可见由一组倾向170º，倾角为21º~32º的正断层和倾向30º、倾角为61º的正断层组成的一个断层组。断裂带长为70m，在地貌上呈凹陷坡地，断层破碎带宽0.5~2m，破碎带中有明显擦痕和磨光镜面。
1.5 水文地质条件
1、岩石的透水性
岩石的透水性取决于岩土体的性质和构造等因素。区内巴东组第三段（T2b3）以泥质灰岩等含泥质成分较高的碳酸岩为主，加上断裂构造、层理和劈理裂隙，岩石的透水性较好。
2、地下水类型
白水沟滑坡地下水类型孔隙—裂隙水，滑带土相对隔水，地下水主要赋存在滑坡碎石土和块石土中。由水质分析：水化学类型为HCO3—Ca2+型，总硬度469.51mg/l，侵蚀性CO2<15mg/l。据有关资料：地下水对混凝土无腐蚀性。
据有关资料，三峡水库建成后，每年除11~12月基本保持175m水位外，其余時间在145~175m间波动，即常年水位变幅可达30m，这将两岸在一定范围内改变其水文地质条件，影响斜坡稳定性。
2 滑坡特征
2.1 滑坡边界、规模、形态特征
白水沟滑坡后缘高程260m，前缘剪出口高程175m。滑动方向由南向北滑移，滑体南北长225m，东西宽180m，滑体面积约为40500m2，滑体平均厚度为11.47m，滑体体积为46.45×104m3。
2.2 滑坡体结构、滑面及滑带特征
白水沟滑坡体结构是由滑坡堆积物逐渐向完整基岩过渡，滑坡区物质可分为两大层，即表层滑坡堆积层和基岩。滑坡堆积层主要由耕植土、滑体碎石夹粘土和滑带粘土组成；基岩主要是由泥质灰岩夹钙质泥岩易滑带和泥质灰岩夹钙质泥岩。
本次计算根据滑带土的特征和滑床碎裂岩的位置来判断，即以滑带土与滑床碎裂岩的分界面作为滑面。
白水沟滑坡的滑带主要由黄色粘性土和碎石组成，碎石粒径一般小于10cm，见有擦痕和磨光现象。滑带最厚为2.0m，最薄为0.36m，平均厚度为1.1m。
3滑坡稳定性分析与评价
3.1稳定性计算
3.1.1 计算模型
根据地质勘察资料和滑坡的形态结构特征，白水沟滑坡稳定性计算采用适合于任意形态滑面的传递系数法。应用此方法计算时，必须假定该滑面取单位宽度计算，不计两侧的摩擦力和滑坡体自身的挤压力，滑面和破裂面分别按直线计算，整体呈折线滑动。常见的计算表达式如下：
……
式中：
—稳定性系数
—作用于第条块抗滑力（kN/m）
—作用于第条块下滑力（kN/m）
—作用于第条块滑动面的法向分力（kN/m）
—第条块的滑面倾角（°）
—第条块的滑面摩擦角（°）
—第块条块的粘聚力（kPa）
—第条块的滑面长度（m）
—第条块的剩余下滑力传递至+1条块的传递系数
3.1.2 计算剖面的选择及条块的划分
根据白水沟滑坡的平面形态，选择计算剖面即沿各滑体的主滑方向选取A—A´剖面作为代表性计算剖面，以主滑段与抗滑段、滑床转折处、地形线转折处以及库水位和地下水位线处作为分界标志，对滑体计算块段进行划分。
3.1.3 计算方案
滑坡稳定性与外界荷载作用方式和强度有关。影响白水沟滑坡最主要的因素是降雨引起滑体中地下水的抬升、三峡水库蓄水以及可能的地震荷载。白水沟滑坡的滑动带及下伏岩层为相对隔水层，滑坡体物质破碎，地表降雨易入渗，水库蓄水后很快会造成滑坡体中地下水位的抬升。因此，滑坡体应考虑岩土体自重之外，还有静水压力、动水压力和地震力。
白水沟滑坡稳定性计算方案共划分为以下5种计算工况：
1、现今天然状态
2、175m库水位
3、175m库水位+饱和地下水(暴雨)
4、175m库水位降至145m库水位
5、175m库水位+饱和地下水(暴雨)+地震烈度Ⅵ度
3.1.4 计算参数的选择
本文根据室内试验和邻区滑坡参数来共同确定白水沟滑坡计算参数(见表3-1)。
表3-1 滑坡计算参数一览表
3.1.5 稳定性计算
对于白水沟滑坡，选用1—1ˊ主滑剖面中的A—Aˊ段(图3-1)，将主滑体按实地条件分割为六个滑段，滑面属折线形滑动面，计算见表3-2、3-3、3-4、3-5、3-6，计算结果见表3-7。
图3-1白水沟滑坡计算剖面图
表3-2计算状态：天然状态
表3-4 计算状态：175m库水位+饱和地下水
表3-5 计算状态：175库水位降至145m库水位
表3-6 计算状态：175m库水位+饱和地下水+地震烈度Ⅵ度
表3-7 白水沟滑坡稳定性系数计算结果表
3.2 因素敏感性分析
由于周围地质环境的不断变化，三峡水库蓄水后地下水的升高以及库水位下降产生动水压力作用，岩土体的力学参数将会发生变化，因此，选用白岩沟滑坡剖面对不同的C、φ值，在175m库水位降至145m库水位时进行敏感性分析。
因素敏感性是用各因素的敏感性系数来反映的。因素敏感性系数的定义如下：S=/
式中：=/，=
—X因素的变化量，
—X因素所取得的最大值和最小值
—各因素的基准值計算出的稳定性系数基准值
—某一因素所引起的稳定性系数变化量
本计算采用剩余推力法计算稳定性系数程序进行对白水沟滑坡在175m库水位降至145m库水位状态下的稳定性系数，计算结果见表3-8。
表3-8175m库水位降至145m库水位时C—C´剖面的Fs与φ、C 关系
由以上图表可以看出：粘聚力与内摩擦角的单位变化对稳定性系数的影响是随C、Ф值的增加近似呈线性递增，但内摩擦角的敏感性系数是0.403，而粘聚力的敏感性系数是0.167，故内摩擦角是影响白水沟滑坡稳定性最敏感的因素，其次是粘聚力。水库蓄水引起的水位抬升及水位波动，以及地震力、暴雨因素是影响C、Ф最主要的原因。
3.3 稳定性评价
白水沟滑坡在天然状态和175m库水位以及叠加饱和地下水（暴雨）条件下，处于基本稳定状态；175m库水位降至145m库水位以及在175m库水位与饱和地下水（暴雨）叠加烈度Ⅵ度地震状态下处于临界滑动或失稳破坏状态。白水沟滑坡稳定性系数较低，安全储备不够，应当切实根除该滑坡的危害。
4 防治对策
对白水沟滑坡采取如下防治措施：
1、建议在沿滑坡中部的沿江大道靠江侧和靠山一侧与连接路之间设置一排或多排抗滑桩，抗滑桩的长度应深入到滑床以下足够的深度，确保抗滑桩验算的稳定性。
2、在滑坡中部陡峭部位，如果不是前缘开始的整体滑动，那么在这个地段发生只可能是浅层的小规模的滑塌，宜采用格子梁护坡或挡墙护坡。
3、鉴于降水、山洪及地表水入渗对斜坡稳定性的影响，沿公路布置多条近东西向延伸的截水沟（尤其在滑坡后缘、中部台阶等部位布置），将地表水引入排水渠及纵向排水沟内，然后排入长江。在地形急剧变化的地方设置急流槽或跌水，形成排水系统。、
4、建议采用地表位移监测，在滑坡中前部位布置钻孔倾斜仪及孔隙水压力观测仪，及时整理监测数据，预测滑坡变形，指导治理工程信息化设计和施工。
参考文献
[1] 徐邦栋.滑坡分析与防治[M]，中国铁道出版社，2001。
[2] 林宗元.岩土工程治理手册[M]，中国建筑工业出版社，2005。
关键词：滑坡；传递系数法；稳定性计算；敏感性分析
中图分类号：P642文献标识码： A
1滑坡区工程地质条件
1.1 自然地理概况
白水沟滑坡位于巴东县新城区的中部，白土坡以北，白岩沟以西，北临长江的斜坡上，地理坐标为：北纬31º2′41″~31º3′5″，东经110º21′21″~110º22′25″
巴东县属亚热带气候区，具有平均气温高、空气湿润、雨量充沛、少冰雪严寒的特点。多年平均气温17℃，7—8月份日平均气温为35.5℃，1—2月份平均气温为3.8℃；多年平均降雨量1098.21mm，最大年降雨量为1552.4mm，最小为694.8mm。
1.2 地形地貌
巴东县城位于长江三峡西陵峡与巫峡交接处，属鄂西中高山地貌单元。 区内山高坡陡，河谷切割强烈，山地高程1000~2000m，相对高差800~1000m，沿河谷两侧发育Ⅰ~Ⅹ级阶地，Ⅲ级阶地下为基座基地，Ⅲ级阶地以上为侵蚀阶地。
1.3 地层岩性
滑坡区出露地层为三叠系中统巴东组第三段（T2b3）泥质灰岩上部及第四段（T2b4）及第四系堆积物，其岩性特征从新到老依次为：
1、第四系堆积物
耕植土（）：由褐黄色粉质粘土夹灰岩碎屑或暗紫红色粉质粘土夹粉砂质泥岩碎屑组成，干燥，松散。
2、基岩
(1)巴东组第四段（T2b4）
巴东组第四段为紫红色粉砂质泥岩、钙泥质粉砂岩，组成滑坡区滑体的主要物质，呈碎裂岩或块石、碎石覆盖于巴东组第三段之上，是滑坡体重要组成部分。
(2)巴东组第三段（T2b3）
巴东组第三段岩性为中厚层泥质灰岩、白云质灰岩。根据其结构和工程地质特征分为两个亚类：泥质灰岩夹钙质泥岩易滑带和泥质灰岩夹钙质泥岩。
1.4 地质构造
滑坡区内发育的地质构造形迹有褶皱和断层，具体分述如下：
1、褶皱
白水沟滑坡位于官渡口向斜的核部，区内两侧发育两个次一级背斜和一个次一级的向斜。
2、断层
白水沟滑坡可见由一组倾向170º，倾角为21º~32º的正断层和倾向30º、倾角为61º的正断层组成的一个断层组。断裂带长为70m，在地貌上呈凹陷坡地，断层破碎带宽0.5~2m，破碎带中有明显擦痕和磨光镜面。
1.5 水文地质条件
1、岩石的透水性
岩石的透水性取决于岩土体的性质和构造等因素。区内巴东组第三段（T2b3）以泥质灰岩等含泥质成分较高的碳酸岩为主，加上断裂构造、层理和劈理裂隙，岩石的透水性较好。
2、地下水类型
白水沟滑坡地下水类型孔隙—裂隙水，滑带土相对隔水，地下水主要赋存在滑坡碎石土和块石土中。由水质分析：水化学类型为HCO3—Ca2+型，总硬度469.51mg/l，侵蚀性CO2<15mg/l。据有关资料：地下水对混凝土无腐蚀性。
据有关资料，三峡水库建成后，每年除11~12月基本保持175m水位外，其余時间在145~175m间波动，即常年水位变幅可达30m，这将两岸在一定范围内改变其水文地质条件，影响斜坡稳定性。
2 滑坡特征
2.1 滑坡边界、规模、形态特征
白水沟滑坡后缘高程260m，前缘剪出口高程175m。滑动方向由南向北滑移，滑体南北长225m，东西宽180m，滑体面积约为40500m2，滑体平均厚度为11.47m，滑体体积为46.45×104m3。
2.2 滑坡体结构、滑面及滑带特征
白水沟滑坡体结构是由滑坡堆积物逐渐向完整基岩过渡，滑坡区物质可分为两大层，即表层滑坡堆积层和基岩。滑坡堆积层主要由耕植土、滑体碎石夹粘土和滑带粘土组成；基岩主要是由泥质灰岩夹钙质泥岩易滑带和泥质灰岩夹钙质泥岩。
本次计算根据滑带土的特征和滑床碎裂岩的位置来判断，即以滑带土与滑床碎裂岩的分界面作为滑面。
白水沟滑坡的滑带主要由黄色粘性土和碎石组成，碎石粒径一般小于10cm，见有擦痕和磨光现象。滑带最厚为2.0m，最薄为0.36m，平均厚度为1.1m。
3滑坡稳定性分析与评价
3.1稳定性计算
3.1.1 计算模型
根据地质勘察资料和滑坡的形态结构特征，白水沟滑坡稳定性计算采用适合于任意形态滑面的传递系数法。应用此方法计算时，必须假定该滑面取单位宽度计算，不计两侧的摩擦力和滑坡体自身的挤压力，滑面和破裂面分别按直线计算，整体呈折线滑动。常见的计算表达式如下：
……
式中：
—稳定性系数
—作用于第条块抗滑力（kN/m）
—作用于第条块下滑力（kN/m）
—作用于第条块滑动面的法向分力（kN/m）
—第条块的滑面倾角（°）
—第条块的滑面摩擦角（°）
—第块条块的粘聚力（kPa）
—第条块的滑面长度（m）
—第条块的剩余下滑力传递至+1条块的传递系数
3.1.2 计算剖面的选择及条块的划分
根据白水沟滑坡的平面形态，选择计算剖面即沿各滑体的主滑方向选取A—A´剖面作为代表性计算剖面，以主滑段与抗滑段、滑床转折处、地形线转折处以及库水位和地下水位线处作为分界标志，对滑体计算块段进行划分。
3.1.3 计算方案
滑坡稳定性与外界荷载作用方式和强度有关。影响白水沟滑坡最主要的因素是降雨引起滑体中地下水的抬升、三峡水库蓄水以及可能的地震荷载。白水沟滑坡的滑动带及下伏岩层为相对隔水层，滑坡体物质破碎，地表降雨易入渗，水库蓄水后很快会造成滑坡体中地下水位的抬升。因此，滑坡体应考虑岩土体自重之外，还有静水压力、动水压力和地震力。
白水沟滑坡稳定性计算方案共划分为以下5种计算工况：
1、现今天然状态
2、175m库水位
3、175m库水位+饱和地下水(暴雨)
4、175m库水位降至145m库水位
5、175m库水位+饱和地下水(暴雨)+地震烈度Ⅵ度
3.1.4 计算参数的选择
本文根据室内试验和邻区滑坡参数来共同确定白水沟滑坡计算参数(见表3-1)。
表3-1 滑坡计算参数一览表
3.1.5 稳定性计算
对于白水沟滑坡，选用1—1ˊ主滑剖面中的A—Aˊ段(图3-1)，将主滑体按实地条件分割为六个滑段，滑面属折线形滑动面，计算见表3-2、3-3、3-4、3-5、3-6，计算结果见表3-7。
图3-1白水沟滑坡计算剖面图
表3-2计算状态：天然状态
表3-4 计算状态：175m库水位+饱和地下水
表3-5 计算状态：175库水位降至145m库水位
表3-6 计算状态：175m库水位+饱和地下水+地震烈度Ⅵ度
表3-7 白水沟滑坡稳定性系数计算结果表
3.2 因素敏感性分析
由于周围地质环境的不断变化，三峡水库蓄水后地下水的升高以及库水位下降产生动水压力作用，岩土体的力学参数将会发生变化，因此，选用白岩沟滑坡剖面对不同的C、φ值，在175m库水位降至145m库水位时进行敏感性分析。
因素敏感性是用各因素的敏感性系数来反映的。因素敏感性系数的定义如下：S=/
式中：=/，=
—X因素的变化量，
—X因素所取得的最大值和最小值
—各因素的基准值計算出的稳定性系数基准值
—某一因素所引起的稳定性系数变化量
本计算采用剩余推力法计算稳定性系数程序进行对白水沟滑坡在175m库水位降至145m库水位状态下的稳定性系数，计算结果见表3-8。
表3-8175m库水位降至145m库水位时C—C´剖面的Fs与φ、C 关系
由以上图表可以看出：粘聚力与内摩擦角的单位变化对稳定性系数的影响是随C、Ф值的增加近似呈线性递增，但内摩擦角的敏感性系数是0.403，而粘聚力的敏感性系数是0.167，故内摩擦角是影响白水沟滑坡稳定性最敏感的因素，其次是粘聚力。水库蓄水引起的水位抬升及水位波动，以及地震力、暴雨因素是影响C、Ф最主要的原因。
3.3 稳定性评价
白水沟滑坡在天然状态和175m库水位以及叠加饱和地下水（暴雨）条件下，处于基本稳定状态；175m库水位降至145m库水位以及在175m库水位与饱和地下水（暴雨）叠加烈度Ⅵ度地震状态下处于临界滑动或失稳破坏状态。白水沟滑坡稳定性系数较低，安全储备不够，应当切实根除该滑坡的危害。
4 防治对策
对白水沟滑坡采取如下防治措施：
1、建议在沿滑坡中部的沿江大道靠江侧和靠山一侧与连接路之间设置一排或多排抗滑桩，抗滑桩的长度应深入到滑床以下足够的深度，确保抗滑桩验算的稳定性。
2、在滑坡中部陡峭部位，如果不是前缘开始的整体滑动，那么在这个地段发生只可能是浅层的小规模的滑塌，宜采用格子梁护坡或挡墙护坡。
3、鉴于降水、山洪及地表水入渗对斜坡稳定性的影响，沿公路布置多条近东西向延伸的截水沟（尤其在滑坡后缘、中部台阶等部位布置），将地表水引入排水渠及纵向排水沟内，然后排入长江。在地形急剧变化的地方设置急流槽或跌水，形成排水系统。、
4、建议采用地表位移监测，在滑坡中前部位布置钻孔倾斜仪及孔隙水压力观测仪，及时整理监测数据，预测滑坡变形，指导治理工程信息化设计和施工。
参考文献
[1] 徐邦栋.滑坡分析与防治[M]，中国铁道出版社，2001。
[2] 林宗元.岩土工程治理手册[M]，中国建筑工业出版社，2005。