浅谈滑坡勘察中抗剪强度指标的选取方法

摘要：滑坡是斜坡岩土沿着某一破坏面（或软弱面）整体向下滑动的现象，是山区常见的一种不良物理地质现象。在滑坡勘察中，准确选取滑带土的抗剪强度指标（凝聚力C和内摩擦角φ）对于滑坡稳定性分析、推力计算以及治理工程设计至关重要。这些参数的微小差别都可能导致滑坡稳定性评价结果的显著差异，进而影响工程决策和治理效果。

关键词：滑坡勘察；抗剪强度指标；选取方法

引言

山体滑坡对人民的人身、财产及工程施工造成极大的危害。在许多项目中，对滑坡的稳定性进行研究是必不可少的，其中最重要的一环就是抗剪强度指数的确定。当前，确定剪切强度指数的主要手段有室内试验、现场测试、逆算法和经验类比等。各种分析手段都有其优势和应用范围，在实践中，必须结合滑坡的特点，采用各种方法，才能保证所选择的剪切强度指数能较好地反应滑带土的真实力学特性。

1滑坡勘察中抗剪强度指标的选取原则

1.1基于地质条件与滑坡机理的综合分析

抗剪强度指标的选取必须紧密结合滑坡体的地质条件与变形破坏机理。滑坡体的物质组成、结构特征、含水状态及滑带特性直接影响其力学行为，因此需通过详细的工程地质勘察，明确滑坡类型、滑面位置及变形特征。对于均质土质滑坡，强度参数主要反映土体的整体特性；对于堆积层滑坡或岩质滑坡，则需考虑结构面控制作用，区分主滑段、抗滑段等不同部位的强度差异。此外，滑坡的发育阶段（蠕动变形、加速滑动或稳定状态）也对抗剪强度有显著影响，如处于蠕变阶段的滑坡应考虑其长期强度衰减特性。通过综合分析地质条件与破坏模式，才能合理确定适用于稳定性计算的抗剪强度参数。

1.2结合试验方法与工程经验的可靠性验证

抗剪强度指标的选取需以试验数据为基础，同时结合工程经验进行可靠性修正。室内试验（如直剪、三轴试验）可提供土体的峰值强度和残余强度，但受取样扰动、试验条件限制等因素影响，结果可能存在偏差。现场试验（如十字板剪切、大型直剪试验）更接近实际工况，但成本较高且难以全面覆盖滑体范围。因此，需采用多种试验方法相互验证，并结合反演分析，利用已有滑坡的稳定性状态反推滑带土强度参数，以提高数据的可信度。同时，参考类似地质条件的工程经验及规范推荐值，对试验结果进行合理调整，确保最终选取的参数既符合理论依据，又满足工程实践的可靠性要求。

2抗剪强度指标选取的影响因素

2.1土体自身特性影响

土体自身特性对抗剪强度指标选取有着根本性影响。土体类型是关键因素，不同类型土体（如粘性土、砂土、碎石土等）的颗粒组成、矿物成分差异显著，导致其抗剪强度特性不同。由于其细小的颗粒和大的比表面积，使得粘土的内聚力一般都很大；砂土颗粒较粗，排列较松散，内聚力较差，以颗粒之间的摩擦为主。未受扰动的土壤具有较好的结构性和较高的剪切强度；采样扰动将导致结构损伤和强度下降。另外，土壤含水率的改变也会引起土壤中的颗粒间作用力的变化，使水分含量增大，使颗粒之间的润滑性提高，从而导致剪切强度下降。由于沉积环境和固结程度等因素，在不同的工程地质时期内，所产生的土壤的物理力学性能也会发生变化，因此需要有针对性地考虑到在选择时所需要的参数。

2.2应力历史与状态影响

土的应力历程和条件对剪切强度指数的选择有很大的影响。从应力历程看，超级固结土壤具有更高的构造和更高的剪切强度；正常固结土与现有压力相适应，抗剪强度处于一般水平；欠固结土因未完全固结，抗剪强度相对较低。应力状态中，围压大小影响显著，围压增大，颗粒间接触更紧密，摩擦力增大，抗剪强度提高。加载路径也不容忽视，不同加载方式（如单调加载、循环加载）下土体变形和强度发展规律不同，抗剪强度指标也会改变。例如，地震等动力荷载作用下的循环加载，会使土体强度降低。

2.3试验条件与方法影响

试验条件与方法对抗剪强度指标选取有直接影响。试验设备精度和稳定性至关重要，精度不足会导致测量误差，稳定性差会使试验结果波动大。试验速率不同，土体排水条件改变，影响抗剪强度指标。快速剪切试验近似不排水条件，适用于短期稳定分析；慢速剪切试验模拟排水条件，适用于长期稳定分析。试验温度和湿度也会干扰结果，温度升高，土体粘聚力可能降低；湿度变化影响土体含水量，进而改变抗剪强度。不同试验方法（如直剪试验、三轴试验）原理和适用范围不同，其得到的抗剪强度指标存在差异。

3抗剪强度指标选取的工程实践方法

3.1多方法综合对比分析

抗剪强度指标的确定需结合多种试验手段与理论方法进行交叉验证，以提高参数的可靠性。室内试验（如直剪、三轴试验）可提供土体的基本力学特性，但受制于取样扰动和试验边界条件，结果可能存在一定偏差。现场试验（如十字板剪切、旁压试验）能更真实反映原位土体的力学行为，但受限于成本和技术难度，难以全面覆盖整个滑体范围。此外，经验类比法可参考类似地质条件的工程案例，提供辅助判断依据。通过对比不同方法获取的数据，分析其一致性及离散性，最终选取合理且保守的参数范围，确保滑坡稳定性分析的准确性。

3.2反演分析法优化参数取值

反演分析作为获取滑坡抗剪强度指标的重要手段，是基于滑坡实际变形情况或稳定性状态来反推参数。其核心在于构建地质力学模型，并融合位移、地下水位波动等监测数据，通过不断调整强度参数，让计算结果与实际观测结果相契合。针对已发生滑动的边坡，可依据极限平衡原理，对滑带土的抗剪强度进行反算；对于处于变形阶段的滑坡，借助数值模拟技术，优化参数设置，使计算得出的变形趋势与实际监测的变形趋势相符。该方法优势显著，能够有效弥补试验数据的局限性，尤其对于滑带土取样困难、地质条件复杂的滑坡，更具适用性。然而，反演分析结果并非绝对可靠，会受到模型假设和边界条件等诸多因素的干扰，因此，在运用反演分析时，必须结合地质专业知识进行合理性判断与评估。

3.3参数敏感性分析与可靠度评估

抗剪强度指标的选取需考虑其不确定性，采用敏感性分析评估不同参数对滑坡稳定性的影响程度。通过数值模拟或极限平衡计算，系统调整内聚力（c）和内摩擦角（φ），观察安全系数的变化趋势，识别关键敏感参数。对于敏感性较高的参数，应严格控制其取值范围，避免因微小偏差导致稳定性误判。此外，基于概率统计的可靠度分析方法可量化参数变异性对滑坡稳定性的影响，如采用蒙特卡洛模拟或一次二阶矩法计算失效概率。该方法能够综合考虑参数的统计分布特征，为工程设计提供更科学的决策依据，确保抗剪强度指标的选取既符合理论要求，又满足工程安全需求。

结束语

在滑坡勘察中，抗剪强度指标的合理选取直接影响稳定性评价的准确性。工程实践中应综合地质分析、试验数据、反演计算及工程经验，采用多方法验证、敏感性分析等手段，确保参数的科学性与可靠性。未来，随着测试技术的进步和数值模拟方法的发展，抗剪强度指标的确定将更加精准，为滑坡防治提供更可靠的理论依据。

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