三板溪与大岩淌滑坡稳定性分析

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三板溪与大岩淌滑坡稳定性分析

地质灾害中，滑坡灾害已经成为了我国地质灾害防治的主要对象，其中稳定性分析是滑坡研究

的主要任务之一。此外，边坡治理投资大小以及稳定性的重要评价标准---安全系数，其取值是

否合理，会对工程的整体经济效益和安全性产生直接的影响。当然安全系数的取值还是要根据

具体的情况进行计算来确定。除此之外，安全系数还受到极限平衡法假设条件的影响，因此安

全系数的取值相关性也应该有严格的标准。本文便是针对三板溪水电站进水口滑坡和水布垭水

电站大岩淌滑坡，分别采用刚体极限平衡法、块体单元法、有限单元法对稳定安全系数和条间

推力分布曲线进行分析和比较，以便达到研究各种方法的差异和计算精度以及各种方法稳定安

全系数的取值标准的目的。

1 三板溪滑坡稳定性分析

1. 1 基本概况

三板溪滑坡体主要在电站进水口上游右侧的大支沟内存在，其支沟下游边坡为陡崖形式，上游

则为顺层坡面，滑坡体的高程在 375. 0 ~657. 0 米之间，厚度为 5. 0 ~ 40. 0 米，平均厚度为 15.

20 米，约 44 万立方米。正常的水库蓄水位约 6 万立方米，正常的蓄水位以上部分约 38 万立方

米。综合来看，滑坡体构造比较复杂，巨型块石、碎石等主要在高程为 592. 0 米以下分布。高

程592. 0 ~613. 0 米为碎石夹粘土，块径约为 0. 5 ~1. 0 米，含量约为 50% ~60%.凝灰质粉细砂

岩是构成基岩的主要成分，滑坡体与基岩之间的滑带为灰黄色可塑至软塑状粘土，厚度约为 0.

5 米。总体来说，三板溪滑坡体较为狭长单薄，滑面结构够成复杂。在自然地状态下，滑坡地

下水位常处于滑动面以下，可以不考虑地下水对其的作用。表 1 为滑坡物理力学性质参数。

1. 2 刚体的极限平衡法

通常情况下，主滑面滑坡体可具体分为二十个条块（图 1 所示） .

对滑坡体稳定性进行分析时，一般应用改进剩余推力法、剩余推力法、以及 Sarma 法等。运用

上述几种计算方法，得出计算结果，发现剩余推力法得出的安全系数（ 1. 10458 ）要小于

Sarma 法得出的安全系数（ 1. 10807 ）.所以在针对三板溪滑坡的安全系数应用时应对其坡度较

陡问题进行充分考虑，由于剩余推力法计算时会遇到剪切力大于极限抗剪强度的问题，因而会

使得的计算结果偏小。再者，Sarma 法计算得出的安全系数与改进剩推力法基本接近，略偏

高，这也就说明改进剩余推力法较剩余推力法来说以更为先进，能够对极限抗剪强度问题充分

考虑后在进行计算，因而该种计算方式的结果更趋于合理化。

1. 3 块体单元法

“对滑坡稳定性进行块体单元法分析时，通常采用的滑坡稳定性判断方法是强度储备安全系数

”法.一是滑坡体比较稳定时，其位移应在允许值之内，确保某处屈服区稳定性，并且不会存在

连续的屈服区。

二是滑坡体不稳定时，位移量过大或是未收敛，则屈服区呈现不断扩大的趋势。可以通过建立

三板溪滑坡体稳定分析块体单元法计算模型进行滑坡的稳定性系数研究，模型中结点、离散平

面、块体的数量分别为 305 个、94 个、20 个。通过相关计算（运用块体单元法）得出滑坡稳

定性安全系数为 1. 10.

1. 4 有限单元法

“对滑坡稳定性进行有限单元法分析时，通常应用的滑坡稳定性判断方法仍为强度储备安全系

”数法 ,其主要的优势是可以减小有限元优化网格模型中出现的误差，并且可以利用非线性有限

元迭代计算进行折减后强度参数计算。倘若滑坡屈服区域出现连续并出现滑动通道时，说明滑

坡此时已失去稳定性，极易出现滑坡灾害；当然，倘若滑坡屈服区域未出现连续滑动通道，说

明滑坡仍比较稳定，不会出现滑坡灾害。同时，可以通过建立三板溪滑坡体稳定分析块体单元

法计算模型进行滑坡的稳定性系数研究，以减小误差。优化的离散结点、四边形单元数量分别

为3243 个、3096 个。通过相关计算（运用有限单元法）得出滑坡稳定性安全系数为 1. 03.

1. 5 各种方法的比较

通过以上的计算方法可以发现计算得出的安全系数最小的方法是有限单元法，而刚体极限平衡

法与块体单元法得出的安全系数基本相似。采用块体单元法、剩余推力法以及 Sarma 法得出的

条间水平推力曲线（图二所示）很相似，特别是条间水平推力最小的是有限单元法；条间水

平推力曲线最为相近的是 Sarma 法，造成该种现象出现的原因主要是刚体极限平衡法与块体单

元法在理论基础上具有相似性。有限单元法注重分析滑坡体弹性区以及屈服区，这就使得条分

面上的屈服性和弹性不完全，也就意味着可以较为精准的得到计算结果。综上所述可得有限单

元法得到的安全系数明显低于刚体极限平衡法，而刚体极限平衡法与块体单元法的允许安全系

数则与取得的结果几乎接近。

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摘要：

三板溪与大岩淌滑坡稳定性分析地质灾害中，滑坡灾害已经成为了我国地质灾害防治的主要对象，其中稳定性分析是滑坡研究的主要任务之一。此外，边坡治理投资大小以及稳定性的重要评价标准---安全系数，其取值是否合理，会对工程的整体经济效益和安全性产生直接的影响。当然安全系数的取值还是要根据具体的情况进行计算来确定。除此之外，安全系数还受到极限平衡法假设条件的影响，因此安全系数的取值相关性也应该有严格的标准。本文便是针对三板溪水电站进水口滑坡和水布垭水电站大岩淌滑坡，分别采用刚体极限平衡法、块体单元法、有限单元法对稳定安全系数和条间推力分布曲线进行分析和比较，以便达到研究各种方法的差异和计算精度以及各种方法...

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