长白山西坡天然滑雪场

天然土体由于形成的自然环境、沉积时间以及应力历史等因素不同，性质比人工填土要复杂得多，边坡稳定分析仍然可按上述方法进行，但在强度指标的选择上要更为慎重。

一、裂隙硬粘土的边坡稳定性

硬粘土通常为超固结土，其应力—应变关系曲线属应变软化型曲线，如图所示。这类土如果也按一般的天然土坡稳定分析办法，认为剪切过程中密度不变，故宜采用不固结不排水强度指标。用φ_u=0法计算，得到的稳定安全系数一般过大，造成偏于不安全的结果。下表是5个已发生滑坡的这类土的天然土坡或挖方的稳定性分析实例。表中数据表明，用φ_u=0法分析时，稳定安全系数均很大，但实际上都发生了不稳定破坏。其原因是土坡内滑动面上的剪应力分布不均匀，各点不能同时达到破坏。破坏过程是在某些部位土的剪应力首先达到峰值，而其它部位的土尚未破坏，于是随着应变的不断加大，已经破坏部位的强度不断减小，直至变成残余强度。其它点也会相继发生这种情况，形成所谓渐进性的破坏现象。在这种情况下，边坡破坏的时间持续很长，而滑裂面的强度降至很低。有些天然滑坡体以及断层带，在其历史年代上发生过多次的滑移，经受很大的应变，土的强度下降很多。在这种情况下验算其稳定性时需注意选取其残余强度。

二、软土地基上土坡的稳定性分析

在软弱地基上修筑堤坝或路基，其破坏常由地基不稳定所引起。当软土比较均匀，且厚度较大时，实地勘测和试验表明其滑动面是一个近似的圆柱面，切入地基一定深度如图中ABC所示。AB部分通过地基，BC部分通过坝体。根据瑞典圆弧法公式，F_s=M_R/M_s。抗滑力矩M_R由两部分组成：一是AB段上抗滑力所产生的抗滑力矩M_{R I}；另一部分是BC段上抗滑力所产生的抗滑力矩M_RⅡ。考虑到软土地基上的堤坝破坏时，在形成滑动面之前坝体一般已发生严重裂缝，或者软土地基已经破坏而坝体部分的抗剪强度尚未完全发挥。因此，如果全部计算M_RⅠ和M_RⅡ，求得的稳定系数偏大。为安全起见，工程中有时建议对高度在5—6m以下的堤防或路堤，可以不考虑坝体部分的抗滑力矩。即让M_RⅡ=0，以此进行稳定分析(滑动力矩则应包括坝体部分的M_sⅡ，而且是最主要的部分)。而对于中等高度的堤坝，则可考虑采用部分的M_RⅡ，可根据具体工程情况并参照当地经验，采用适当的折减系数，例如用0.5。

对于坝基内深度不大处有软弱夹层时，滑动面将不是连续的圆弧面而是由两段不同的圆弧和一段沿软弱夹层的直线所组成的复合滑动面ABCD(右图)。在这种情况下，土坡的稳定性分析可采用如下的近似方法计算。右图中滑动土体由不同圆心和半径的两段圆弧AB和CD以及软弱夹层面

用竖直线

式中：c、

W——土体B′BCC′的重量；

l——滑动面在软弱夹层上的长度；

P_Ⅰ——土体ABB′作用于土体B′BCC′的滑动力，假定为水平方向；

P_Ⅱ——土体CC′D对土体B′BCC′所提供的抗力，假定为水平方向。

P_Ⅰ和P_Ⅱ是两个待定的力，可以用作图法求之。

最后值得一提的是，无论是天然土坡还是人工土坡，在许多情况下,土体内都存在着孔隙水压力。例如, 土体内水的渗流所引起的渗透压力或者因填土而引起的超静孔隙水压力。孔隙水压力的大小在有些情况下比较容易确定，而在有些情况下则较难确定或无法确定。例如稳定渗流引起的渗透压力一般可以根据流网比较准确地确定，而在施工期、水位骤降期以及地震时产生的孔隙水压力就比较难以确定。另外，土坡在滑动过程中的孔隙水压力变化目前几乎还没有办法确定。所以，在前面所讨论的边坡稳定计算方法中，作用于滑动土体上的力是用总应力表示，还是用有效应力表示，是一个十分重要的问题。显而易见，用有效应力表示要优于用总应力表示。但是，鉴于孔隙水压力不容易确定，故而有效应力法在工程中的应用尚存在实际困难。因此，这方面的工作还有待于进一步研究。 2100433B