滑坡稳定性计算报告.doc

工
程
地
质
学
基
础

黄石市板岩山二中滑坡
稳定性分析计算报告
吴超 052105
1004034

一、资料获取
1. 地形地貌
该坡体地势东高西低，由滑坡后缘山顶高程，前缘高程，相对高差达。滑坡体上部与地形较陡危岩土接壤坡度为度，如下某些地形坡度为度，两侧为南北向小冲沟，滑坡滑移长轴方向为度，第四系土体西薄东厚，西部岗顶层厚，沟谷；东部土层厚左右，最厚处可达。此滑坡体南北纵长左右，东西纵长左右，总面积约为，总体积约为。
2. 岩土类型及其工程性质
该滑坡属上为松散堆积物下为基岩土质滑坡。上覆土体颜色自西向东由棕黄变为黑色，依照钻孔以及探槽等勘探资料表白，二中滑坡体土体构造可以大体划分为七层，分别为煤矿渣堆积层，含角砾粉质粘土层，含碎石粘土层，含碎石粉质粘土层，含碎石红粘土层，粘土夹碎石层，如图1。

图1 二中滑坡体土体构造
3. 水文地质条件
在二中南侧，标高以上，普通为透水不含水层；在标高左右为地形急缓过渡地带，普通为弱含水层。二中滑坡前缘基岩稳定地下水位在标高左右。含碎石粉质粘土为弱含水层，其下不稳定地下水位标高在之间。地下水渗流压力和润滑作用是该土质滑坡重要形成因素之一。
二、滑坡稳定性分析计算
1．应用软件
计算机技术在岩土工程计算中已经得到了普遍应用，虽然商业专业软件层出不穷，但由于这些软件不可见性、不可修改性，给使用者带来了诸多不便。Microsoft Excel 是美国微软公司研制电子表格软件，它具备强大计算、制图、制表和数据库操作功能，使用较为简朴、以便，它在各个领域均得到了广泛应用。文中以滑坡剩余推力法计算为例，应用 Excel 对黄石市板岩山二中滑坡稳定性进行了分析计算。
2．剩余推力法基本理论
剩余推力法假定条块间作用力方向，其重要前提就是假设当前条块在分界面处对下一块体推力方向平行于当前条块底滑面，然后依照平行于底滑面和垂直于底滑面两个方向合力为零以及最前缘一块剩余推力为零进行迭代求解。将整个滑体进行求解后，取其中第号条块，假定第号条块传来力方向平行于第号条块底滑面而第号条块传给第号条块力方向平行于第号条块底滑面(受力图见图2、3)。

图2 折线形滑动面滑坡计算坡面 图3 第号条块受力图
2.1考虑因素如下所示：
a．地震力

式中：为地震加速度， ；
为重力加速度， ；
为第条块单宽自重， ；
水平地震系数
b．地下水压力，若第条块上、下两侧面水柱高度分别为、(单位为)，则两侧作用面上水压力为:

滑面上静水压力产生扬压力为：

式中：为第条块滑面长度， ；
为水容重， ；
据此，第条块在自重力、地震力和静水压力作用下平衡方程为：

，为第和条块剩余下滑力，；
，为第和条块底部倾角；
、、为传递函数；
为滑动面安全系数
2.2 滑坡稳定性计算系数
该滑坡所在地区地震烈度为6度，故计算方案采用6度地震水平地震系数考虑。

状态
容重
内摩擦角
内聚力
水平地震加速度
天然
1.8
18
35
0.5
饱和
2.2
15
30
0.5
2.3 计算
建立计算工作表录入设定参数。建立如表一所示格式工作表，工作表中需要输入项目有滑块编号、地震加速度、重力加速度、条块单宽自重、水容重、水柱高、、条块长度、条块底部倾角、内聚力、滑动面摩擦角等。

有关参数
条块1
条块2
条块3
条块4
条块5
地震加速度
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
重力加速度
9.8
9.8
9.8
9.8
9.8
第条块单宽自重
400
400
400
400
400
水容重
1.8
1.8
1.8
1.8
1.8
水柱高
0
1
2
2
3
水柱高
1
2
2
3
3
第条块滑面长度
5
5
5
5
5
条块底部倾角
22
24
23
26
27
滑动面摩擦角
18
18
18
18
18
凝聚力
35
35
35
35
35
有关参数
条块6
条块7
条块8
条块9
条块10
地震加速度
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
重力加速度
9.8
9.8
9.8
9.8
9.8
第条块单宽自重
400
400
400
400
400
水容重
1.8
1.8
1.8
1.8
1.8
水柱高
3
3
2
1
1
水柱高
3
2
1
1
3
第条块滑面长度
5
5
5
5
5
条块底部倾角
28
26
26
25
27
滑动面摩擦角
18
18
18
18
18
凝聚力
35
35
35
35
35
参数工作表
运用Excel中公式编辑功能对各计算项目录入公式。Excel中提供了以便编辑公式功能,可以依照计算项目计算式录入公式。各计算公式用数学表达式和Excel表达式如下表所示。

数学表达式
Excel表达式

=B2/B3*B4

=B7*B8*B8/2

=(B8+B9)*B7*B10/2

=IF(B15<0,C16-C17,C16-C17+B15*B18)

=C4*SIN(C14*PI()/180)+C6*COS(C14*PI()/180)+(C12-C11)*COS(C14*PI()/180)

=((C4*COS(C14*PI()/180)-C6*SIN(C14*PI()/180)-C13-(C12-C11)*SIN(C14*PI()/180))*TAN(C19*PI()/180)+C21*C10)/C20

=COS((C14-D14)*PI()/180)-SIN((C14-D14)*PI()/180)*TAN(C19*PI()/180)/C20
计算公式表
运用Excel复制功能对各条块计算项目进行求解。通过运用Excel提供句柄复制功能可以对各计算项目进行迅速求解。当鼠标指向选定单元格浮现句柄标志时,向下拖动该标志完毕对该列进行公式复制,则浮现每一行相应当项计算成果,对以上各列进行复制,则浮现所有成果。

计算成果表
对于任一计算剖面，一方面假定一种安全系数值代入上式中，通过不断调节值大小，直到使最后一条块下滑力，此时值即为所求该剖面抗滑稳定安
全系数(当一滑块剩余下滑力不大于0时，考虑到岩石不抗拉性质，传递推力去取0，其函数表达式为=IF(B15<0,C16-C17,C16-C17+B15*B18))。值拟定后，每一条块剩余下滑力，可同样用上述公式计算。

条块剩余下滑力变化曲线
当代入时，最后一条块剩余下滑力，且此时，所有条块剩余下滑力也求得。
三、总结
1．在取岩体处在天然状态下，其力学参数：水容重为1.8，内摩擦角为，内聚力为，地震加速度为；重力加速度为，最后计算此滑坡安全性系数为1.362209。由计算成果可知在设定参数下，此滑坡相对稳定。
2．此计算办法计算过程是透明,其原始数据、中间成果及最后成果都显示在一张表格中,一目了然。
3．Excel 可以完毕重复性计算,对需要重复试算问题或同类工程计算,只需变化一下关于参数,成果即可产生。
4．运用Excel 模板功能,将平时工作中计算工作簿制成模板,以利于后来重复使用。运用Excel 进行岩土工程计算可以大大提高工作效率。