土質邊坡潛在滑動面確定方法及實例0引言由凝聚性土類組成的均質或非均質土坡，一般假定它的穩定問題是平面應變問題。大量研究表明，土質邊坡的滑裂面為曲面，其中均質土坡可簡化為圓弧面。用極限平衡理論分析邊坡穩定性時，無論用瑞典條分法(CFellenius},Bishop法，或Janbu法，其關鍵在于確定潛在滑動面及其對應的最小安全系數。如何較快地確定潛在滑動面圓心的大概位置，確定潛在滑面的形態和位置，對于土坡的穩定性評價具有重要意義1作圖法1.1理論依據對于均勻土質邊坡，坡面開挖后(圖1),坡面A點處于單向應力狀態，其上的作用力&為大主應力。當單元體剪應力達到土體抗剪強度時就發生破壞，其c潛在滑面一般通過坡腳。破壞面與大主應力作用方向即坡面夾角為：0二450⑴//卞=45-啓ad//國F蔽喬而與坡i所主痕罔1.2作圖步驟根據上述理論分析，利用作圖法確定滑面(圖2)的具體步驟為:根據⑴式求出0，作直線BB'垂直于BC,過B作BC'與BB'成0夾角;在BC上任取點M,作MT與鉛垂線成0夾角，交BC'于C點；過A作AK與坡面AB成0角；在AK與MT上，分別從A點和C點起，以任意等長a取線段AP,PU和CL,LQ;分別過P,U作AB平行線，過L,Q作BC平行線，交E和F點，連EF交AK于點S;過點S作MT的平行線交BC'于N;過A作AK的垂線，過點N作sN的垂線，交于0點。以0為圓心，以OA為半徑作圓弧AN交BC于DOAND就是所求的潛在滑動面。(7)(7)2對數螺旋線法對于土質邊坡，其潛在滑動面除可為圓弧外能還可能為對數螺旋線(圖3)其方程為：r二aek⑵式中a、k為常數；0為螺旋線半徑與水平線的夾角。螺旋線上任一點B的切線與過該點的半徑r的夾角為甲，與該半徑r垂線的夾角申就是破裂面上的內摩摔角申。顯然有：Ir1爐=Ir1爐=肖3式対r求導彳“許匕式代入(4式.則有因過C點的切線與垂線夾角3很小，故取3=3.B是坡腳A點的切線與水平方向的夾角，按經驗公式計算：0.5p+0.201(pa+0.265a+0.087式中坡角a和摩擦角申單位為弧度。根據圖3.0=甲+00二9Oo+^-P..(8)12設坡頂地面高度為a,H和b按下式求得H二H+(b-Hcosa)tgi(9)00b=^(l-cosb=^(l-cos咖)1-九tgi..(10)ekeicos01-eko2cos02Heke2sin02-eke1sin01.(11)自動搜索法利用計算機搜索邊坡潛在滑動面，為土質邊坡的穩定性評價提供了一種簡潔快速的手段。其基木原理如下。3.1確定可能圓心位置根據土坡穩定性分析的研究結果，土坡圓弧滑動可能的圓心位置是.(12)_(40-申p-40A.(12)I7050丿(y_(y_0.8+40-申A100丿..(13)式中申為土的內摩擦角；H為坡體高度；B為坡體坡角。坡腳為坐標系圓心，y軸向上為正，x軸正方向指向坡體。此圓心位置即可作為土坡潛在滑動面圓心搜索區.域的中心。3.2確定潛在滑動面在滑動面圓心搜索范圍內，按一定規律將這個區域劃分成網絡，網絡上每個結點都是有待試算的圓心。再對不同半徑的滑動圓弧進行穩定計算，求得安全系數F,最小的圓心位置及半徑。為使求解更為精確，再以所求圓心位置為中心在其更小的范圍內劃分更細的網絡重復上述工作，如此反復逼近真值，使潛在滑面得以確定。實例分析以三峽庫區株歸縣某土質邊坡為例，分別利用上述方法進行分析。其坡體

形態見圖4,基木參數:H=19m,坡率m=l:1.2,cx=400,cp=220,c=17kPa,y=18kN/m3。利用上述三種方法確定的最危險的滑動面見圖5—圖7.(1陽7口成擅宙江備上的橫動rlii(1陽7口成擅宙江備上的橫動rlii陽[單fm]對于圖5-圖7確定的最危險滑動面利用瑞典條分法對土坡進行穩定性計算，結果見表1:表I士址梯朮性訃覽鏑廉表■滑動聞確龍方陡土城穩定性乘數對數螺粧維洙〔関薪1J04右動推索法E閤丹1.0045結語對于上述三種確定土質邊坡最危險滑動面的方法，經過實例計算表明，土