滑坡体积与滑动距离、抗滑键设置的答复

一、在现实中出现的高速、远程滑坡为什么多为体积较大的滑坡?
答:小型滑体顺坡面向下的滑动受控于摩擦系数,而这个摩擦系数与小型滑体休止角的正切近于一致。这时的休止角在数值上与滑体的内摩擦角相同。
依据能量守恒定律,假定从静止开始滑动的小型滑体滑动距离为s,坡体倾角为α,摩擦系数为f,则可得如下等式:

mg×s×sinα=mg×f×s×cosα

在约去相关参数后得:

f=tanα

因此,从以上可以看出,小型滑体滑动时的运动形态与滑体的大小没有直接关系。
但对于大体积滑坡来说,众所周知,随着滑坡体积的增大,滑坡的摩擦系数就逐渐变小,这是高速、远程滑坡往往都是大体积滑坡的一个很主要原因。
根据奥地利学者scheidegger研究,大体积滑坡的体积与摩擦系数存在如下关系:

lgf=algV+b

其中f为摩擦系数为,V为滑坡体积(方),回归参数a=-0.15666,b=0.6242,相关系数为0.82,lgf的标准差为0.143。

而根据其研究在滑坡体积超过1万方需考虑摩擦系数随滑坡体积增大而减小的问题,滑坡体积小于1万方时可假定的摩擦系数为一个常数。

综上,可知在其它条件相同的情况下,滑坡体积越大,则滑坡的滑动距离越远,速度越高。当然,高速、远程还存在气垫、液化、震动等多种因素的影响,也就是说,大体积滑坡的高速、远程滑动是一个复杂的综合因素,体积只是其中一个因素而已。
二、在一些滑坡治理中,设置抗滑键时需考虑哪些问题?
答:在一些体积较大、滑面深度较大的滑坡治理中,为有效减小抗滑桩的长度、优化桩体结构受力,在条件适合时可设置桩体位于滑面附近一定范围,而不将支挡结构出露于地面的埋入式抗滑桩或抗滑键工程。但其设置需考虑一定的因素:
1、抗滑键宜设置于滑体完整度较好,滑床锚固力较好的地层,这是抗滑键设置中关最核心的内容。换句话说,在松散地层中不建议设置抗滑键。这是因为地层松散时极易造成滑坡“越顶”,尤其是在富水堆积体、松散弃渣等地质体中设置抗滑键需进行严格的核查,非必要不宜将支挡工程设置为抗滑键。这也是笔者在一些弃土场支挡工程咨询中不建议在弃土场坡体内部设置抗滑键的原因。
2、抗滑键或埋入抗滑桩的设置可以大幅优化桩体结构。这是因为桩体上部的滑体可有效传递一部分下滑力,但也并不是说抗滑键或埋入抗滑桩依据桩体长度按比例承担整个滑体厚度范围内的下滑力,而是由桩体的应力集中等因素,桩体承担较其长度范围内更大的滑坡下滑力(具体原因和计算公式等详见笔者的《公路工程斜坡病害防治理论与实践》一书,人民交通出版社)。
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