基于工程地质力学的滑面抗剪强度参数选用（一）

滑面或滑带（以下统称滑面）抗剪强度参数的合理选用，是滑坡稳定性合理分析判定的关键指标。在工程实践中，滑面抗剪强度参数的选用多基于土工试验+反算+经验的综合选用法。但如果滑面 抗剪强度 参数选用时，没有考虑滑面所处的不同区段、不同运动状态、不同形变阶段的对其产生的影响，缺乏系统性的理论分析，就要能造成滑面 抗剪强度 参数选用出现不同程度的偏差，从而不同程度的影响滑坡稳定性的判定和滑坡处治方案确定。

因此，基于工程地质力学的方法，通过滑坡工程地质调查，掌握滑坡运动规律特征和滑体变形的形迹与力学属性，依据滑面性质的变化和多次剪切试验等，是进行滑面抗剪强度参数选用的有效方法。

一、滑面抗剪强度的几个临界强度

从库伦公式τ=σtanΦ+C可知，滑面的抗剪强度与垂直压力 σ，摩擦角 Φ和粘聚力C密切相关，而 滑面的摩擦 角 Φ和 粘聚力 C 具有多值性， 随着 含水量、运动状态、滑面性质 的改变、滑体厚度的变化 等 的不同而显示 多值性。因此，滑面的抗剪强度随 边界条件的变化而 呈现多值性。基于此，通过多次剪切试验的应力-应变（ τ-ε ）曲线，分析滑坡在不同变形阶段条件下的抗剪强度参数是非常关键的。

1、几个临界强度概念

1）原状土结构峰值强度（ τ1 ）：快剪试验时原状土样第一次破坏时的强度。峰值强度参数的 内摩擦 角 Φ和 粘聚力 C相当于工程斜坡正常状态下的摩擦角与粘聚力， Φ1和 C1 ‍ 。

2）重塑土结构峰值强度（ τ2 ）：重塑土的密度、含水量与滑面条件相同时，土样自重压密后进行正常固结快剪试验时的 土样第一次破坏时的强度。重塑土峰值强度参数的 内摩擦 角 Φ和 粘聚力 C相当于滑面结构受到破坏，产生较小位移，不连续剪切面形成前，滑面参数为处于蠕变阶段时的摩擦角与粘聚力 ， Φ2和 C2 。

3）容变临界衰减强度（ τ3 ）： 重塑土的密度、含水量与滑面条件相同时，土样自重压密后进行正常固结快剪试验时的 土样第二次破坏时的强度。此阶段 滑面强度参数的 内摩擦 角 Φ和 粘聚力 C，相当于 滑面颗粒尚未形成完整的定向排列，只存在小剪切面集合带时， 滑面参数为处于挤压阶段的摩擦角与粘聚力， Φ3和 C3。

4）定向排列临界强度（ τ4 ）： 土样第二次剪切破坏后，继续进行剪切时小剪切面的软化剪切带发生牵引和位移剪切，逐渐发展成为主剪切面，颗粒按剪切方向发生定向排列，强度随位移增大而降低。但在第三次剪切破坏时，滑动面上的粗颗粒尚未完全压入，细颗粒尚未产生富集。 此阶段滑面强度参数的 内摩擦 角 Φ和 粘聚力 C，相当于 滑面颗粒的定向排列临界强度，滑面已经贯通，滑坡处于极限平衡状态， 滑面参数为处于微滑阶段的摩擦角与粘聚力， Φ4和 C4 。

5） 滑面临界强度（ τ5 ）：多次剪试验后， 滑面在颗粒定向排列的基础上， 滑动面上的粗颗粒完全压入，细颗粒富集，滑面完全贯通。 此阶段滑面强度参数的 内摩擦 角 Φ和 粘聚力 C，相当于滑坡发生整体滑移，滑体脱离母体的剧烈滑动 阶段摩擦角与粘聚力，即滑面处于残余强度时的参数， Φ5和 C5 。

图1 滑面多次剪 应力-应变（ τ-ε ）曲线

今天论述至此，明天论述“ 滑坡不同稳定状态下的滑面抗剪强度变化规律 ”方面的内容。

本文是结合铁科院西北所滑坡研究室的《滑带土强度指标选用》（工程地质力学法，1978）的相关资料为基础，结合当前滑坡的发展研究成果，进行整理和编写所成。希望通过当年基础理论的研究，能更好地为我国滑坡事业提供有益的帮助。

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