（一）滑坡灾害稳定性评价概述

1.目的任务

要求对自然与人为工程活动影响下滑坡体、天然斜坡或人工边坡的稳定性状态作评价，为全面整治斜坡或滑坡体，或设计经济且合理的人工边坡提供依据。

2.评价依据

滑坡稳定性评价包括定性评价和定量评价两个方面。由于滑坡问题的复杂性，定性评价考虑的因素较全面，它是定量评价的基础，应给予足够重视。评价滑坡稳定性必须考虑其全部自身因素和有利于滑坡发育的各种环境条件，对重要因素尽可能作定量的评价。滑坡稳定性评价的依据有两个方面：一是基础条件，包括滑坡自身特征及其影响因素；二是对滑坡变形破坏机理的正确分析，以使概化的地质力学模型是正确的。

（1）基础条件

①地形地貌、滑坡体的结构（构造）、岩土体的含水特征及其物理-力学性质、伴生的地质作用和现象。

②滑坡作用（现象）的动力学特征（即滑坡的位移速度及其数值的变化以及控制此种现象的地质作用），如地下水的最高水位、河流（湖泊或水库）的高水位、水力坡度、雨水的浸泡作用和施加于滑体的外力作用（如地震惯性力产生的加速度，人为堆积荷载、振动、爆破）等及其变化方式。

③滑坡体变形破坏的历史资料。

④岩土体及滑带的物理力学参数。

（2）机理分析

机理分析是建立地质力学模型的基础，它是在明确主要的或控制性因素前提下，确定斜坡变形破坏模式的过程。机理分析的目的在于建立正确的概念，避免原则性或整体性的错误。

（3）滑坡稳定性评价的认识定位

由于滑坡体本身的复杂性和影响因素的不确定性，目前的半定量或定量评价大多是定性分析评价的量化表达，且不可把定量计算绝对化，并机械地认为越是新奇复杂的方法，其计算结果越准确，实用价值就越大。

例如，甲居滑坡变形定性评价。该滑坡根据地表变形强烈程度可分为前缘强烈变形区、中部弱变形区和后缘潜在变形区3个部分（图6.1）。变形区总体平面形态呈M形，东西向平均长约1 200 m，南北向平均宽约1 000 m，面积约1.2 km2。变形区内呈阶梯状地貌，地面坡度10°～32°，前、后陡，中部缓。变形强烈部位和有明显活动部位主要集中于坡体前缘，形成多级陡坎。各变形区主要特征如下：

图6.1　甲居滑坡变形程度分区图

1）前缘强烈变形区

本区微地貌呈梯级台坎形状，整体地形坡度20°，前陡后缓。大金川河附近由于公路开挖和河流冲蚀形成了15～30 m高的陡坎，陡坎坡度35°～40°。

根据钻孔揭示、物探结果及邻近资料研究，推测本区覆盖层厚度为22～100 m，基岩顶面插入大金川河河底70～80 m。临近大金川河区域，坡体覆盖层可划分为上下两层，上部为碎石土、块石土及少量粉砂质黏土，为弱透水地层，厚22～45 m；下部为巨块石堆积，裂隙较发育，为透水地层。滑坡变形强烈区域主要集中于上层土体中。

本区变形迹象主要为南东侧有一小型滑坡（HP1）发育，滑坡后壁高3～15 m，滑面深度15～20 m，滑动方向70°，滑体物质成分主要为碎石土夹块石，有一定胶结。该滑坡剪出口位置不明，应为受前缘临河侧坡体变形牵引产生的局部滑塌。

区内前缘另有两个小型滑坡发育，滑动方向垂直于大金川河，滑面深度1～5 m，滑体成分主要为碎石土，为小型土质滑坡（图6.1）。除以上变形迹象外，本区多处见小范围塌滑形成的错落陡坎，错落高度3～6 m。

2）中部弱变形区

本区根据钻孔揭示及物探结果，覆盖层厚度25～35 m，物质成分主要为碎石土夹块石，局部为块石土。本区整体地形上呈阶梯状，前缓后陡，整体地形坡度20°，后侧局部陡坎坡度45°～70°。后缘陡坎推测为小型古滑坡活动所致。

本区变形迹象主要为坡面南侧有一条线形拉张裂缝，走向90°，缝宽5～15 cm，深度30～60 cm，延伸长度30 m，缝内有一定泥质充填。区内多处房子有裂缝发育，裂缝多沿铅直方向发展，缝宽0.5～1 cm。除以上变形迹象外，本区多处见小范围塌陷形成的陷落坑，深度0.3～2.0 m。

3）后缘潜在变形区

根据钻孔揭示及物探结果，覆盖层厚度20～30 m，物质成分主要为碎石土夹块石，局部为块石土、粉砂质黏土。整体地形为宽缓阶梯状，地形坡度15°。

现场调查时未发现明显变形迹象，但通过当地群众了解到，在洪水季节，本区曾有拉张裂缝出现，作为潜在变形区处理。

（二）滑坡灾害稳定性评价方法

评价斜坡和滑坡稳定性的主要方法有地质历史分析法、工程地质类比法、极限平衡理论计算法等。

工作中可根据所勘察滑坡的具体条件选择适宜的2～3种评价方法，并对不同评价方法所得结果进行对比分析。

1.地质历史分析法

地质历史分析法是指通过滑坡的勘察研究，应用已掌握的斜坡变形破坏基本规律，结合本次工作取得的勘察资料，追溯所勘察滑坡演变的全过程，从而对滑坡的稳定状态及其发展趋势作出评价和预测。

①根据滑坡的阶段性规律预测斜坡或滑坡所处演变阶段和发展趋势。

②根据历史上斜坡或滑坡演变的主导因素及其作用特点，评价坡体目前的稳定性及可能的变化。

③根据该地区斜坡演变的区域性规律评价滑坡的稳定性。

2.工程地质类比法

工程地质类比法是指把勘察研究对象与已有的且具有相似特征的天然斜坡、滑坡体或人工边坡的研究或设计经验进行类比分析，得出定性结论的方法。

（1）工程地质类比法的原则和条件

类比的原则是相似性。它主要包括组成斜坡的地层岩性、岩土体结构及斜坡类型的相似性，以及主要影响因素如降雨量、降雨强度或地震影响等的相似性。只有在上述原则和主要内容具有相似性的前提条件下，才能进行类比或部分类比。

（2）工程地质类比内容

①斜坡（滑坡）地貌类型的类比。

②斜坡（滑坡）岩土体结构类型的类比。

③变形破坏或移动类型的类比。

④主要影响因素的类比。

⑤区域工程地质环境的类比。

例如，甲居滑坡定性分析。

根据甲居滑坡变形区工程地质特征，甲居滑坡主要表现为覆盖层内部的多级、多期次变形。由于下覆基岩面埋置较深，在变形区前缘位置已深入大金川河河床面下80～100 m，加之河对岸为第四纪坡积物及基岩山脊，因此，从可能剪出口角度考虑，滑坡变形区从整体上没有沿下覆基岩面滑动的可能性（主要是没有滑坡活动的有效临空面），滑坡活动可能产生的滑面位置主要在大金川河河床面附近以及其以上位置。从现场调查情况看前缘强烈变形区几个局部小滑坡的产生，滑面位置都在覆盖层内部，也印证了以上的推断。

甲居滑坡变形区前缘上覆土层结构：下部地层为巨块石堆积，孔隙发育，为透水地层，剖面深度为25～45 m；上部地层为碎石土、块石土及少量粉砂质黏土，厚22～45 m，为不透水地层。这种坡体结构在大金川河汛期动水压力情况下，为易滑结构。滑坡滑动面容易在碎石土、块石土之间产生，滑面形状以圆弧形滑动为主。

从斜坡结构看，下覆基岩斜坡为斜向坡，基岩类型以二云英片岩为主，基岩内软弱夹层以及节理裂隙不甚发育，且前缘无有效临空面，因此，滑坡在基岩内产生滑动的可能性较小。

综上所述，甲居滑坡变形区整体上不存在从基岩内和基岩顶面滑动的可能，滑动面的产生主要在覆盖层内。但是，由于变形区后缘基岩面埋置较浅，覆盖层厚15～25 m，一旦前缘土层内部发生较大规模滑坡，有可能牵引拉动后侧覆盖层沿基岩顶面滑动。因此，分析计算甲居滑坡变形区前缘覆盖层的稳定性，是稳定性定量计算工作的重点。

3.极限平衡计算法

极限平衡计算法是应用刚体力学的原理，结合岩、土体力学的理论和方法，分析计算特定条件下各类斜坡或滑坡的稳定性，并用稳定性系数予以表达来评价滑坡稳定性的方法。它是目前最经典、采用最多、最成熟有效的一种方法。计算法具体规定如下：

①在进行滑坡稳定性计算之前，应根据滑坡范围、规模、地质条件、滑坡成因及已经出现的变形破坏迹象，采用地质类比法对滑坡的稳定性作定性判断。

②滑坡稳定性评价应给出滑坡计算剖面在设计工况下的稳定系数和稳定状态。当稳定系数小于安全系数时应给出剩余下滑力。对每条纵勘探线和每个可能的滑面均应进行滑坡稳定性评价。

③滑坡稳定性计算所采用的荷载可分为滑坡体自重、地面荷载、地下水与地表水及其变化产生的荷载（水压）。

A.滑块体自重W1——为滑面以上滑体或滑块所受重力。表示为

式中　W1——滑体或滑块所受重力，kN，滑块重力方向为垂直向下、作用点为滑块重心；

γ——滑体土的重度，kN/m3，地下水面线在滑面以下时，取自然重度（湿重度）；

V——滑体或滑块体积，m3。

滑坡体自重应按下列方法计算：

a.地下水位面以上按天然重度计算。

b.考虑降雨对滑坡体自重的影响时，如降雨入渗深度小于地下水位面埋深，降雨入渗范围内按饱和重度计算，降雨入渗范围以下、地下水位面以上仍按天然重度计算；如降雨入渗深度大于地下水位面埋深，地下水位面以上均按饱和重度计算。降雨入渗深度视当地暴雨强度、土体入渗系数和渗透系数确定。

c.地下水位面至河（库）水位面范围内根据水压力的考虑方式按动水压力中的替代重度法中地下水位至河（库）水位范围内水压力方法计算。

d.河（库）水位面以下按浮重度计算（此时不应再考虑河水、库水产生的荷载）。

B.滑体上的建（构）筑物质量W2——建筑荷载可按假定建筑物分布范围内建筑荷载均布、每层荷载取2FtPB～5FtPB（PB：临塑荷载）、将每层荷载与平均层数相乘的方法计算。荷载方向为垂直向下，作用面为基础底面或桩底。

C.动水压力（D）

滑坡坡面及滑面倾角大于20°时，基本无饱水或仅前缘季节性饱水；小于15°时，常年饱水。当滑体内地下水已形成统一水面时，应计入动水压力和浮托力。土质滑体内地下水与滑面连通，且向前缘渗出时，按下述方法考虑动水压力作用：

a.替代重度法

适用于按力矩平衡原理计算的圆弧滑面及单一平面滑面情况。

•地下水位以上部分滑体采用湿重度。

•地下水位以下、滑坡外侧水体水面以上部分或地下水位渗出口以上部分，计算抗滑力时用浮重度，计算滑动力时用饱和重度。

•外侧水体静水面以下的滑体则均用浮重度，同时，考虑动水压力及水浮力作用。

•地下水位至河（库）水位范围内水压力应按下列方法计算：

当滑坡体渗透系数大于1×10-7m/s时，滑坡体重度取浮重度，计算动水压力；当滑坡体渗透系数小于或等于1×10-7m/s时，滑坡体重度取饱和重度，不计动水压力。对岩体完整或较完整、滑面缓倾、后缘有陡倾裂隙的岩质滑坡，尚应考虑降雨下渗在后缘裂隙和滑面形成的水压力（式6.3和式6.4）。

b.计算动水压力法

动水压力作用点为滑块饱水面积中心处，指向低水头方向（图6.2）。动水压力作用角度近似于计算滑块底面倾角和地下水面倾角的平均值。

图6.2　作用于滑块上的附加力

动水压力可计算为

式中　D——滑坡体或其某条块动水压力，kN/m；

γw——水的重度，取10 kN/m3；

h——滑坡体或其某条块在地下水位面至河（库）水位面范围内的高度（以过滑面中点的铅垂线为准），m；

l——滑坡体或其某条块滑面长度，m；

α——滑坡体或其某条块滑面倾角，°，滑面反倾时，α应取负值；

β——滑坡体或其某条块地下水流线平均倾角（°）。当滑面在河（库）水位面上方时，若滑床隔水则取地下水位面倾角与滑面倾角的平均值；若滑床透水，则取地下水位面倾角的0.5～1.0倍（视滑面距地下水位面和河水、库水位面相对远近而定）；当滑面在河（库）水位面下方时取地下水位面倾角的0.5倍。动水压力作用倾角应为地下水流线平均倾角。

图6.3　后缘裂隙水压力和滑面水压力

D.滑坡后缘裂隙水压力和滑面水压力（扬压力）应按下列公式计算（图6.3）为(www.daowen.com)

式中　V——后缘裂隙水压力，kN/m；

U——滑面水压力，kN/m；

hw——裂隙充水高度，m，取裂隙深度的1/2～2/3；

l——滑面长度，m。

E.地震基本烈度≥7度（地震加速度≥0.1g）地区，应计入地震力Q。地震力作用于各滑块重心处，水平指向下滑方向。

地震力应按下式计算为

式中　Q——作用于滑坡体或其某条块的地震力，kN/m；

ζe——地震水平系数，岩质滑坡取0.05、土质滑坡取0.012 5（在地震烈度>6度的地区，可另据规定取值）；

W——滑坡体或其某条块自重与相应建筑等地面荷载之和，kN/m，两者分别按“滑坡体自重W1”和“建筑物重量W2”计算。但地下水位面以下部分自重按饱和重度计算。

④滑坡稳定性计算所采用的工况应符合下列规定：

a.涉水滑坡稳定性计算所采用的工况应分为现状工况（工况1）、枯季工况（工况2）、暴雨工况（工况3）、暴雨+高水位工况（工况4）、暴雨+水位降工况（工况5）和水位降+地震工况（校核工况）共6种工况。

b.不涉水滑坡稳定性计算所采用的工况应分为现状工况（工况1）、枯季工况（工况2）、暴雨工况（工况3）和地震工况（校核工况）共4种工况。

在上述各工况中，“现状”应是勘察期间的状态；“暴雨”应是强度重现期为20年的暴雨；“高水位”对库岸滑坡应是与坝前正常水位对应的重现期为20年的当地洪水位、对河岸滑坡应是重现期为20年的洪水位；“水位降”对库岸滑坡应是与坝前正常蓄水位对应的重现期为20年的当地洪水位降至与坝前死水位对应的当地汛期最低水位、对河岸滑坡应是重现期为20年的洪水位降至汛期最低水位。当有特殊要求时，暴雨和洪水位重现期应按特殊需要确定。

⑤滑坡稳定性计算中各工况考虑的荷载组合应符合下列规定：

a.对工况1、工况2、工况3应考虑自重、地面荷载和由地下水产生的荷载。

b.对工况4应考虑自重、地面荷载、由地下水和河（库）水产生的荷载。

c.对工况5应考虑自重、地面荷载、由河（库）水位下降产生的荷载。

d.对校核工况应考虑自重、地面荷载、由地下水产生的荷载（对不涉水滑坡）或河（库）水位下降产生的荷载（对涉水滑坡）和地震力。

⑥滑坡稳定性分析中，除应考虑滑坡沿已查明的滑面滑动外，还应考虑沿其他可能的滑面滑动。应根据计算或判断找出所有可能的滑面及剪出口。对推移式滑坡，应分析从新的剪出口剪出的可能性及前缘崩塌对滑坡稳定性的影响；对松脱式滑坡，除应分析沿不同的滑面滑动的可能性外，还应分析前方滑体滑动后后方滑体滑动的可能性；对涉水滑坡尚应分析塌岸后滑坡稳定性的变化。

滑坡的坡面及滑面一般较平缓，滑体透水性一般大于滑带透水性，滑体内的地下水位受降雨及环境影响大，采用刚体极限平衡法中的总应力法计算滑坡稳定性也可满足工程要求。

⑦滑坡稳定系数的计算。一般采用传递系数法计算滑坡稳定系数（Fs）并宜用其他方法校核，滑面为平面时也可采用平面滑动法计算滑坡稳定系数（Fs）。

A.采用传递系数法时，滑坡稳定系数（Fs）计算应符合下列规定：

a.对土质滑坡和岩体破碎的岩质滑坡按下式计算为

图6.4　传递系数法

式中　Rn——第n条块的抗滑力，kN/m；

Tn——第n条块的下滑力，kN/m；

Fs——稳定性系数；

Ti——第i条块下滑力，kN/m；

Ri——第i条块抗滑力，kN/m；

Di——第i条块的动水压力，kN/m，按式（6.2）计算；

Qi——第i条块的地震力，kN/m，按式（6.5）计算；

Ψj——第i条块剩余下滑力传递至i+1块段时的传递系数（j=i时）；

Wi——第i条块自重标准值与相应附加荷载之和，kN/m；

Ci——第i条块滑面黏聚力标准值，水位面以下自重采用饱和重度计算时，按总应力法取值；水位面以下自重采用浮重度计算时，按有效应力法取值；

ϕi——第i条块滑面内摩擦角标准值，（°），水位面以下自重采用饱和重度计算时，按总应力法取值；水位面以下自重采用浮重度计算时，按有效应力法取值；

n——条块数；

其余符号意义同前。

b.对岩体完整或较完整的岩质滑坡按下式计算为

式中　V——第一条块后缘陡倾裂隙水压力，kN/m，按式（6.3）计算；

Ui——第i条块滑面水压力，kN/m，（i=1，…，n），根据条块滑面两端压力水头按梯形分布计算；

其余符号意义同前。

c.说明。滑坡稳定性计算时条块的划分：滑面倾角明显变化处、滑面与水位线相交处、滑面强度指标明显变化处、地下水位线倾角明显变化处、地形线坡角明显变化处、地形线与河（库）水位线相交处、地面荷载明显变化处等应作为条块分界点；最后一个条块高度较小时其宽度应较大；相邻条块滑面倾角之差不宜大于10°，条块数量不宜少于8个。

B.采用平面滑动法时，滑坡稳定性计算应符合下列规定：

a.对土质滑坡和岩体破碎的岩质滑坡，按下式计算：

式中　R——滑坡抗滑力，kN/m；

T——滑坡下滑力，kN/m；

W——滑坡体自重与建筑等地面荷载之和，kN/m；

C——滑面黏聚力标准值，kPb；

ϕ——滑面内摩擦角标准值，（°）；

其余符号意义同前。

b.对岩体完整或较完整的岩质滑坡按下式计算：

式中　R——滑坡抗滑力，kN/m；

T——滑坡下滑力，kN/m；

W——滑坡体自重与建筑等地面荷载之和，kN/m；

C——滑面黏聚力标准值，kPb；

ϕ——滑面内摩擦角标准值，（°）；

其余符号意义同前。

C.已有支挡结构的滑坡稳定性计算应考虑支挡结构的作用和耐久性。当支挡结构为重力式挡墙时，应将挡墙视为滑坡体的最后一个条块进行滑坡稳定性验算，并应验算挡墙在土压力作用下的稳定性；当支挡结构为预应力锚索时，岩体完整、较完整的岩质滑坡稳定性应按下式验算：

式中　T′——预应力锚索现有锚固力作用于单宽滑坡的值，kN/m；

θ——预应力锚索倾角，（°）；

其余符号意义同前。

⑧根据滑坡稳定系数（Fs），按表6.1确定滑坡稳定状态。

表6.1　滑坡稳定状态划分

当某一工况滑坡稳定系数大于或等于安全系数时，滑坡在该工况下的稳定性可视为满足要求。注意滑坡稳定性计算最终结果所对应的滑动面应是已查明的滑面或通过地质分析及计算搜索确定的潜在滑面，不应随意假设。

⑨滑坡稳定性安全系数（Fst）

上述滑坡稳定系数计算方法均属于定值设计法的范畴，将不确定的因素和参数都定值化，把未知的不确定因素归结到安全系数上。滑坡及其治理工程对象为岩土，具有较大的自身天然变异性，失效控制原理极其复杂，其稳定性安全系数选取须考虑力学指标测定条件、采用计算参数和方法的可靠性、治理工程的重要性和建设规模。当滑坡变形速率较大、失稳后危害大、治理工程失效后修复困难、滑面计算参数可靠性差（或采用峰值抗剪强度参数）时，宜采用较大安全系数；自然边坡稳定性评价，可取较小安全系数。特殊荷载组合可适当降低安全系数。滑坡稳定性安全系数应根据滑坡防治工程等级按表6.2确定。

表6.2　滑坡稳定性安全系数

⑩滑坡剩余下滑力（Pi）的计算

滑坡剩余下滑力是滑坡向下滑动的力与抵抗向下滑动的抗滑力之差（又称滑坡推力）。可为设计抗滑治理工程提供定量设计数据，也可用以评价判定滑坡的稳定性。

当滑坡稳定系数Fs小于要求的稳定安全系数Fst，需计算滑坡支挡或加固所需外力时，要计算滑坡剩余下滑力（Pi）。一般按滑坡做整体运动、不考虑各滑块间的挤压和拉裂作用计算。

滑坡剩余下滑力应按下式计算为

式中　Pi，Pi-1——第i条块、第i-1条块的剩余下滑力，kN/m，如果Pi-1<0，则计算Pi时式中Pi-1取0；

Fst——滑块剩余下滑力计算安全系数，按表6.2确定；

其余符号意义同前。

当滑面为平面且滑体为完整岩体或只能在前缘布置支挡线时也可按下式计算为

式中　P——滑坡剩余下滑力，kN/m；

其余符号意义同前。