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安全系數和滑坡推力的分析

文檔作者：劉振明文檔來源：中鐵西北科學研究院		點擊數：	更新時間： 2025年02月20日
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劉振明：安全系數和滑坡推力的分析
安全系數和滑坡推力的分析母
劉振明
(中鐵西北科學研究院甘肅蘭州730000)
摘要在滑坡穩定度的分析(滑坡治理工程力學分析之一)文章的基礎上對滑坡的安全
系數和滑坡推力進行力學分析，提出作者的觀點，與同行探討。
關鍵詞安全系數滑坡推力分析
本文在滑坡穩定度的分析文章的基礎上討論滑
坡推力的問題。在滑坡整治工程設計中，滑坡推力
是最重要的問題，它決定了抗滑工程的類型、大
小、位置和工程規模，即決定了工程投資的大小和
工程施工期的長短(當然，投資和工期還受其他
種種因素的制約)。
1 滑體的滑坡推力和安全系數的概述
經典文獻中滑坡推力和安全系數是這樣定
義的：
(1)滑動面(帶)是單一平面或可簡化為單
一平面時，滑坡推力E為式(1)
E； Il|一F抗 (1)
式中： 為安全系數。
(2)當滑動面為圓弧或弧線時
E = Il|dz— 抗dz= 滑df— 抗dz
(2)
(3)當滑動面在斷面上呈折線形時，滑坡推
力采用由上而下分塊傳遞解出
E =KFlIl|一Fl抗
E =K ·F．m+E 一l 一F 抗 (3)
2 理論分析l單寬分析)
(1)經典文獻中滑坡推力計算先從穩定系數：
一 通 “ (復．2一Wcosatg~o+cl
。一下滑力(矩)一 Wsina
或(分段推力傳遞公式)
go=憊
根據已知條件求出c、 ，或綜合c，或綜合 ，
再將求出的c、go代人推力公式中求出推力E值。
我們來審視穩定系數公式和推力公式：
穩定系數公式：go-
推力公式：E=Kx下滑力一抗滑力
可以得出如下結論：若由穩定系數公式反求出
滑坡治理工程力學分析之二
的c、 值完全代人推力公式中，且定義安全系數
值為穩定系數 值時，推力E應該且必須為0，
推力E之所以不為零是由于， ≠ 造成的。
(2)推力計算的LZM法
我們再來審視穩定系數和推力公式
穩定系數 go= =
得F抗=goFm (4)
推力公式：
E=Kx下滑力一抗滑力=KFIl|一F抗 (5)
將(4)式代人(5)式得：
E= Il|一 Fm= (K一 )FIl| (6)
在單1滑面情況下：
E= (K一 )IV·sina= (K一 )FIl| (7)
在組合滑面情況下，推力傳遞為：
E=(K—Ko)(Fm + Σ Emi i)
在這里我們驚奇地發現，難以確定的強度參數
c、cp值消失了，(因為下滑力只與 和 有關)，
推力計算竟變得如此簡單。
(3)推力計算的LZM1法
從(之一)中我們知道， ≥l，我們取
的最小值：
Ko=l代人E公式(7)，得出LZMI公式。
得：E= (K—1)Wsinot= (K一1)FIl|
(單1滑面)
或E=(K一1)(Fm +Σ Emi i) (組合
滑面)
(4)討論
c、 值在推力計算中沒有用了嗎?不是的．
c、 值是滑面重要的強度特征參數，在后續的討
論中我們將討論c、 的作用。
3 實例分析
(1)青海何群峽2號滑坡兩種算法推力的對
比(見表I)。
(2)重慶萬梁高速公路、張家坪、大荒田、
安龍等滑坡，筆者于2001年在整治工程設計時用
兩種方法進行了對比分析，得出同樣的結論
維普資訊 http://www.cqvip.com
． 132． 全國中文核心期刊 路基工程 2006年第1期(總第124期)
表1 兩種算法推力的對比表
4 安全系數的討論
如本文開頭所述，對于一個具體的滑坡，推力
E的大小決定了抗滑工程的規模，而在這個具體的
滑坡分析中，根據前面的結論，E的大小則完全由
安全系數 值所決定，因而安全系數的取值是工
程規模的決定性參數。
在實際工程中，由于勘察、測繪工作的詳盡程
度、資料的準確程度、滑坡發展的把握程度、地下
水的變化、巖土材料強度的變化、地震的作用、及
工程的重要程度和滑坡的危害程度等不同，安全系
數 的取值在很大范圍內變動：K=1．O5～1．3O到
1．5O，甚至到1．8O或2．oo。由于諸多因素的不確
定性，造成 的取值不確定性，在具體取值時有
非人為因素：如規范的規定；也有人為因素：如設
計分析人員的成熟性、掌握資料的多少、個人的膽
識、領導的意志、市場及經濟利益的干擾等多種因
素的影響(如界定投資大小，實際上就是在變動
值的大小)。
我們的工作是希望盡量提高對客觀因素把握的
準確性，而盡量減少人為主觀因素的影響。這就需
要做過細的前期調查工作，盡量把自然滑坡的工程
地質、水文地質、地形地貌反映成紙面圖件或電子
圖件，盡量收集文字和數據資料，使 的取值有
的放矢，使工程規模安全且適度。而不把過多的金
錢和血汗埋置于大地中，更不能因工程失敗而造成
巨大的損失。
在工程實際中， 的取值我們按下處理。
①破壞力大的小概率事件(如地震力的影響)
取1．05。
②大概率事件的組合(如滲水壓力、地下水
高位、強度減小等)在一般性的工程中(如一般
公路、破壞力不大的工程等) 取1．15。
在重要的工程中(如高速公路、廠區、民居
等) 取1．25。
但我們希望有一個健全的法規，明確不同概率
事件的組合，界定 值的取用。
收稿日期：2005—02—06
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