摘要：鄖西縣東方佳居滑坡為單一滑面的緩傾角土質(zhì)滑坡，傳統(tǒng)的極限平衡理論難以解釋其滑動機(jī)制。本文以土的流變理論為基礎(chǔ)，采取該滑坡滑帶土樣，通過一系列室內(nèi)常規(guī)土工試驗(yàn)及蠕變試驗(yàn)，比較研究其滑動機(jī)理，結(jié)果表明從土的蠕變特性考慮，可以解釋該滑坡的滑動機(jī)理，這對相鄰地區(qū)同類型滑坡防治具有借鑒意義。
　　關(guān)鍵詞：鄖西縣，滑坡，蠕變，長期強(qiáng)度
　　
　　1前言
　　受多條河流匯流影響，鄖西縣城關(guān)鎮(zhèn)廣泛分布第四系沖、洪積堆積物，以河漫灘、階地地貌為典型。近年來，隨著工程建設(shè)的高速發(fā)展，大量切坡、挖方工程的實(shí)施，時(shí)有滑坡災(zāi)害發(fā)生。通過多起滑坡災(zāi)害調(diào)查與勘察，發(fā)現(xiàn)該縣滑坡具有一些共性，即滑坡體多為山前階地上的第四系堆積體，滑面多為第四系堆積體與基巖的接觸面。其中，許多滑坡自然坡度平緩，滑面傾角小，滑前特征不明顯，難以被及時(shí)發(fā)現(xiàn)，以致多起災(zāi)害事件發(fā)生，給人民生產(chǎn)生活帶來較大損失。本文以鄖西縣擬建東方佳居小區(qū)附近2009年11月發(fā)生的一起滑坡為例，探討該類滑坡的啟滑機(jī)制，根據(jù)已有資料，嘗試從滑坡蠕變角度解釋該類滑坡的滑動機(jī)制，并與傳統(tǒng)極限平衡法作對比，以期對鄰近同類型滑坡的防治提供積極建議。
　　鄖西縣東方佳居滑坡位于鄖西縣四堰坪村路西側(cè)，滑坡發(fā)生前，自然坡度11°左右。因坡體前緣為擬建工程場地，按設(shè)計(jì)需開挖10米深的基坑，工程設(shè)計(jì)方對該坡體（同時(shí)為基坑邊坡）進(jìn)行了支護(hù)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)方時(shí)應(yīng)用極限平衡理論中的圓弧滑動法，計(jì)算采用分層巖土快剪強(qiáng)度，采用懸臂樁支護(hù)方案，在抗滑樁達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，開挖切坡形成近7米高的臨空面時(shí)，即發(fā)生了滑坡事故，將中部8根樁整體剪斷推倒。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，該滑坡主滑方向近于正東向，滑坡后緣寬度約25米，前緣寬度約45米，平均寬度30米，滑坡長約55米，滑面深度3～10米，滑體體積0.7×104m3。根據(jù)鉆探揭露，該滑坡為單一滑面的土質(zhì)滑坡。滑床為白堊系上統(tǒng)泥巖；滑體為第四系沖、洪積堆積物，主要成分為粘性土，滑動面為土巖接觸面的粉質(zhì)粘土，具有明顯的滑動擦痕，滑面傾角7°，為典型的緩傾角平面滑動破壞模式土質(zhì)滑坡。
　　工程地質(zhì)剖面圖
　　2滑帶土力學(xué)參數(shù)分析
　　為了深入研究滑坡啟滑機(jī)制，滑坡發(fā)生后，采取滑體及滑坡前緣滑帶土原狀樣作室內(nèi)土工試驗(yàn)，其中滑體密度為1.94g/cm3，滑帶土土工試驗(yàn)結(jié)果詳見下表。

　　根據(jù)極限平衡理論，應(yīng)用如下公式驗(yàn)算該滑坡的穩(wěn)定性：
　　（1）
　　式中：為穩(wěn)定性系數(shù)；L為滑面長度；為第i塊滑體所受的重力；為滑面傾角。
　　經(jīng)計(jì)算，=1.71，滑坡處于穩(wěn)定狀態(tài)，這與實(shí)際上滑坡災(zāi)害發(fā)生的結(jié)果迥異。說明按傳統(tǒng)的極限平衡理論難以解釋該滑坡的啟滑機(jī)制。
　　應(yīng)用文獻(xiàn)[1]介紹的反演分析法，取滑動時(shí)=0.95，經(jīng)反演計(jì)算滑帶土力學(xué)參數(shù)為：C=12kPa，φ=6°。此參數(shù)比室內(nèi)試驗(yàn)所得參數(shù)值相差較多，除了文獻(xiàn)[1]分析的原因外，滑帶土的特殊性質(zhì)也值得探討。
　　3滑帶土蠕變試驗(yàn)方法
　　蠕變試驗(yàn)儀器是由應(yīng)變式三軸剪切儀改裝而成的三軸壓縮流變儀。軸向偏應(yīng)力由砝碼通過杠桿施加，可以施加試驗(yàn)范圍內(nèi)任意軸向應(yīng)力；軸向應(yīng)變由百分表讀取，精確度0.001mm。試樣尺寸為φ60×120mm。考慮到滑帶土滲透系數(shù)低，試驗(yàn)采用了不排水剪。試驗(yàn)過程如下：1、制樣，本次試驗(yàn)采用原狀樣，按規(guī)定尺寸的環(huán)刀取樣進(jìn)行試驗(yàn)；2、固結(jié)，在一定的圍壓下排水固結(jié)，本次試驗(yàn)根據(jù)滑帶土埋深選擇了50kPa、100kPa、150kPa、200kPa的圍壓，對應(yīng)的極限偏應(yīng)力分別為62.6kPa、88.2kPa、113.8kPa、139.5kPa；3、加載，試驗(yàn)采用分級加載方法進(jìn)行，分級加載可以避免土樣的不均勻性，是陳宗基教授根據(jù)包爾茨曼（Boltzmam）疊加原理，在第四屆國際巖石力學(xué)會議上推薦了一種簡便方法。即在一個(gè)試樣上施加恒定的法向應(yīng)力（或圍壓應(yīng)力），當(dāng)試樣固結(jié)穩(wěn)定后，逐級施加剪切應(yīng)力，直到試樣剪壞。此方法只用一組試樣（4-6件）進(jìn)行試驗(yàn)，就可以求得滑帶土極限長期強(qiáng)度指標(biāo)C∞、φ∞，是目前試驗(yàn)人員樂于采用的加載方式[2]。
　　4長期強(qiáng)度指標(biāo)的確定[3]
　　首先根據(jù)試驗(yàn)記錄繪制同一試樣在不同法向應(yīng)力作用下蠕變過程的剪應(yīng)變（γ）與時(shí)間（t）的關(guān)系曲線如圖1所示。
　　
　　圖1應(yīng)變－時(shí)間關(guān)系曲線
　　由于每級剪切應(yīng)力歷時(shí)約7~11d，其應(yīng)變基本穩(wěn)定。因此，可以直線延長每級剪切應(yīng)力作用下的剪應(yīng)變－時(shí)間過程線。并應(yīng)用包爾茨曼疊加原理進(jìn)行疊加，疊加得到應(yīng)變-時(shí)間過程曲線如圖2所示。
　　
　　圖2疊加后應(yīng)變－時(shí)間關(guān)系曲線
　　根據(jù)圖2，以不同時(shí)間為參數(shù)，可得到一簇剪應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系等時(shí)曲線，如圖3所示，根據(jù)t≥0曲線的變化趨勢，可求得τ∞，即極限長期強(qiáng)度。
　　
　　圖3應(yīng)力（τ）－應(yīng)變（γ）關(guān)系圖
　　將各試樣的法向應(yīng)力σv（圍壓應(yīng)力）和極限長期強(qiáng)度τ∞對應(yīng)地繪制在直角坐標(biāo)系上，它們基本上呈線性關(guān)系，如圖4所示，由此可求得滑帶土的蠕變長期強(qiáng)度參數(shù)C∞、φ∞。
　　
　　
　　圖4τ∞－σ∞關(guān)系曲線
　　此外根據(jù)圖3可看出隨著不同的時(shí)刻滑帶土對應(yīng)著相應(yīng)的長期強(qiáng)度值，強(qiáng)度值是隨著時(shí)間的增加而減少的趨勢，即：瞬時(shí)強(qiáng)度最高、隨時(shí)間的延長最終降低到極限長期強(qiáng)度值，如圖5所示，由此，可以從圖5上求得不同時(shí)刻t1、t2、t3…對應(yīng)的長期抗剪強(qiáng)度。
　　
　　圖5τt－t關(guān)系曲線圖
　　根據(jù)上述步驟，完成了一組試驗(yàn)共4件試樣，得到東方佳居滑坡滑帶土長期抗剪強(qiáng)度指標(biāo)：C∞=15kPa、φ∞=9°。
　　4滑坡啟滑機(jī)制對比分析
　　以上用蠕變試驗(yàn)求得東方佳居滑坡滑帶土的長期強(qiáng)度指標(biāo)，比設(shè)計(jì)方采用的快剪試驗(yàn)值要小的多，但比較接近反演分析值。一般認(rèn)為，反演法所得參數(shù)是最接近滑坡實(shí)際狀態(tài)的，因此長期強(qiáng)度參數(shù)比快剪參數(shù)更有應(yīng)用價(jià)值。而長期強(qiáng)度參數(shù)是基于土的蠕變理論。從宏觀上講，滑坡的發(fā)展過程(它的變形和破壞過程)是一個(gè)蠕變過程，變形隨時(shí)間不斷增加，滑帶抗剪強(qiáng)度卻隨時(shí)間不斷降低，這個(gè)過程的發(fā)展最終有兩種結(jié)果：①變形雖在增加，但變形速率逐漸減小最終變形趨于穩(wěn)定；②變形不斷增加最終導(dǎo)致滑坡失穩(wěn)破壞。這樣的蠕變經(jīng)歷的時(shí)間過程或長或短，短時(shí)僅幾天，長時(shí)可延續(xù)幾年甚至幾十年。它取決于很多因索，比如滑坡區(qū)的地質(zhì)條件、應(yīng)力狀態(tài)、水文地質(zhì)條件、降雨、地震及人類工程活動等等。也就是說，滑坡蠕變過程中，滑帶可能以不同的抗剪強(qiáng)度進(jìn)行很長時(shí)間，如果考慮時(shí)間因索，現(xiàn)在穩(wěn)定的滑坡經(jīng)過一定時(shí)間以后可能變成不穩(wěn)定。
　　東方佳居滑坡體原始坡形平緩，下臥基巖傾角小，這類邊坡往往不被重視，對軟弱面的調(diào)查也不夠詳盡，支護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)所采用的滑動模式和參數(shù)取值與實(shí)際相差甚遠(yuǎn)，導(dǎo)致滑坡災(zāi)害的發(fā)生。
　　5結(jié)論
　　(1)．分別應(yīng)用反演分析法、室內(nèi)快剪試驗(yàn)和蠕變試驗(yàn)取得滑帶土力學(xué)參數(shù)，結(jié)果表明長期強(qiáng)度參數(shù)與反演分析所得參數(shù)值較接近。
　　(2)．在滑坡滑動前后通過對邊坡的詳細(xì)調(diào)查，認(rèn)為該滑坡發(fā)生的內(nèi)因是滑坡滑帶土的蠕變特性，長期強(qiáng)度小于快剪強(qiáng)度，外因是對坡體不當(dāng)開挖形成了較大臨空面，改變了應(yīng)力狀態(tài)，加速滑坡蠕變過程，從而誘發(fā)了工程滑坡。
　　(3)．巖土蠕變試驗(yàn)耗時(shí)長，對試驗(yàn)條件要求較高，一般按工程進(jìn)度要求，不容易求得長期強(qiáng)度參數(shù)，邊坡開挖、支護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)往往采用快剪試驗(yàn)指標(biāo)。對明顯具有流變特性的土或軟弱夾層，參數(shù)取值時(shí)應(yīng)將試驗(yàn)值經(jīng)過一定的數(shù)學(xué)方法統(tǒng)計(jì)取舍或乘以小于1的系數(shù)，而不是直接利用，保證有一定的安全儲備。
　　(4)．在邊坡支護(hù)設(shè)計(jì)、開挖前應(yīng)注重軟弱面的調(diào)查，包括土巖接觸面。
　　
　　參考文獻(xiàn)
　　[1]鄧超，成勇.十堰城區(qū)巖質(zhì)順層滑坡滑面力學(xué)參數(shù)分析[J].巖土工程界，2009，144（12)：55-57；
　　[2]王琛，胡德金，劉浩吾，許強(qiáng)，黃潤秋.三峽泄灘滑坡體滑動帶土的蠕變試驗(yàn)研究[J].巖土力學(xué)，2003，24(6)：1007-1010；
　　[3]林宗元.巖土工程試驗(yàn)監(jiān)測手冊[M].遼寧科學(xué)技術(shù)出版社,沈陽,1994；[40]王世梅，劉德富，陳晶晶.某滑帶土蠕變特性試驗(yàn)研究[J].人民長江，2005，36(7)：66-68；     論文