本文來(lái)源于公眾號(hào)：悠游2019

作者：成永剛，博士，教高，注冊(cè)巖土工程師，中國(guó)巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì)滑坡與工程邊坡分會(huì)理事，中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)非飽和土與特殊土專業(yè)委員會(huì)常務(wù)委員和交通巖土工程專業(yè)委員會(huì)委員，國(guó)際工程地質(zhì)協(xié)會(huì)會(huì)員，中國(guó)國(guó)家公路建設(shè)項(xiàng)目評(píng)標(biāo)專家，四川省交通運(yùn)輸專業(yè)人才教育專家。

滑面或滑帶（以下統(tǒng)稱滑面）抗剪強(qiáng)度參數(shù)的合理選用，是滑坡穩(wěn)定性合理分析判定的關(guān)鍵指標(biāo)。在工程實(shí)踐中，滑面抗剪強(qiáng)度參數(shù)的選用多基于土工試驗(yàn)+反算+經(jīng)驗(yàn)的綜合選用法。但如果滑面抗剪強(qiáng)度參數(shù)選用時(shí)，沒(méi)有考慮滑面所處的不同區(qū)段、不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、不同形變階段的對(duì)其產(chǎn)生的影響，缺乏系統(tǒng)性的理論分析，就要能造成滑面抗剪強(qiáng)度參數(shù)選用出現(xiàn)不同程度的偏差，從而不同程度的影響滑坡穩(wěn)定性的判定和滑坡處治方案確定。

因此，基于工程地質(zhì)力學(xué)的方法，通過(guò)滑坡工程地質(zhì)調(diào)查，掌握滑坡運(yùn)動(dòng)規(guī)律特征和滑體變形的形跡與力學(xué)屬性，依據(jù)滑面性質(zhì)的變化和多次剪切試驗(yàn)等，是進(jìn)行滑面抗剪強(qiáng)度參數(shù)選用的有效方法。

一、滑面抗剪強(qiáng)度的幾個(gè)臨界強(qiáng)度

從庫(kù)倫公式τ=σtanΦ+C可知，滑面的抗剪強(qiáng)度與垂直壓力σ，摩擦角Φ和粘聚力C密切相關(guān)，而滑面的摩擦角Φ和粘聚力C具有多值性，隨著含水量、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、滑面性質(zhì)的改變、滑體厚度的變化等的不同而顯示多值性。因此，滑面的抗剪強(qiáng)度隨邊界條件的變化而呈現(xiàn)多值性�；�于此，通過(guò)多次剪切試驗(yàn)的應(yīng)力-應(yīng)變（τ-ε）曲線，分析滑坡在不同變形階段條件下的抗剪強(qiáng)度參數(shù)是非常關(guān)鍵的。

1、幾個(gè)臨界強(qiáng)度概念

1）原狀土結(jié)構(gòu)峰值強(qiáng)度（τ1）：快剪試驗(yàn)時(shí)原狀土樣第一次破壞時(shí)的強(qiáng)度。峰值強(qiáng)度參數(shù)的內(nèi)摩擦角Φ和粘聚力C相當(dāng)于工程斜坡正常狀態(tài)下的摩擦角與粘聚力，Φ1和C1‍。

2）重塑土結(jié)構(gòu)峰值強(qiáng)度（τ2）：重塑土的密度、含水量與滑面條件相同時(shí)，土樣自重壓密后進(jìn)行正常固結(jié)快剪試驗(yàn)時(shí)的土樣第一次破壞時(shí)的強(qiáng)度。重塑土峰值強(qiáng)度參數(shù)的內(nèi)摩擦角Φ和粘聚力C相當(dāng)于滑面結(jié)構(gòu)受到破壞，產(chǎn)生較小位移，不連續(xù)剪切面形成前，滑面參數(shù)為處于蠕變階段時(shí)的摩擦角與粘聚力，Φ2和C2。

3）容變臨界衰減強(qiáng)度（τ3）：重塑土的密度、含水量與滑面條件相同時(shí)，土樣自重壓密后進(jìn)行正常固結(jié)快剪試驗(yàn)時(shí)的土樣第二次破壞時(shí)的強(qiáng)度。此階段滑面強(qiáng)度參數(shù)的內(nèi)摩擦角Φ和粘聚力C，相當(dāng)于滑面顆粒尚未形成完整的定向排列，只存在小剪切面集合帶時(shí)，滑面參數(shù)為處于擠壓階段的摩擦角與粘聚力，Φ3和C3。

4）定向排列臨界強(qiáng)度（τ4）：土樣第二次剪切破壞后，繼續(xù)進(jìn)行剪切時(shí)小剪切面的軟化剪切帶發(fā)生牽引和位移剪切，逐漸發(fā)展成為主剪切面，顆粒按剪切方向發(fā)生定向排列，強(qiáng)度隨位移增大而降低。但在第三次剪切破壞時(shí)，滑動(dòng)面上的粗顆粒尚未完全壓入，細(xì)顆粒尚未產(chǎn)生富集。此階段滑面強(qiáng)度參數(shù)的內(nèi)摩擦角Φ和粘聚力C，相當(dāng)于滑面顆粒的定向排列臨界強(qiáng)度，滑面已經(jīng)貫通，滑坡處于極限平衡狀態(tài)，滑面參數(shù)為處于微滑階段的摩擦角與粘聚力，Φ4和C4。

5）滑面臨界強(qiáng)度（τ5）：多次剪試驗(yàn)后，滑面在顆粒定向排列的基礎(chǔ)上，滑動(dòng)面上的粗顆粒完全壓入，細(xì)顆粒富集，滑面完全貫通。此階段滑面強(qiáng)度參數(shù)的內(nèi)摩擦角Φ和粘聚力C，相當(dāng)于滑坡發(fā)生整體滑移，滑體脫離母體的劇烈滑動(dòng)階段摩擦角與粘聚力，即滑面處于殘余強(qiáng)度時(shí)的參數(shù)，Φ5和C5。

圖1 滑面多次剪應(yīng)力-應(yīng)變（τ-ε）曲線

今天論述至此，明天論述“滑坡不同穩(wěn)定狀態(tài)下的滑面抗剪強(qiáng)度變化規(guī)律”方面的內(nèi)容。

本文是結(jié)合鐵科院西北所滑坡研究室的《滑帶土強(qiáng)度指標(biāo)選用》（工程地質(zhì)力學(xué)法，1978）的相關(guān)資料為基礎(chǔ)，結(jié)合當(dāng)前滑坡的發(fā)展研究成果，進(jìn)行整理和編寫所成。希望通過(guò)當(dāng)年基礎(chǔ)理論的研究，能更好地為我國(guó)滑坡事業(yè)提供有益的幫助。