多年冻土区斜坡稳定性研究综述

多年冻土区斜坡稳定性研究综述

李艳, 金会军, 温智, 赵子龙, 金晓颖

Stability of permafrost slopes： a review

Yan LI, Huijun JIN, Zhi WEN, Zilong ZHAO, Xiaoying JIN

表2 极限平衡法计算多年冻土斜坡稳定性

Table 2 Limit equilibrium method to calculate the stability of frozen soil slopes

方法	分析原理	计算公式	优缺点
1	基于有效应力理论，认为冻结层阻碍了融水排出，形成的超孔隙水压力使得抗剪强度减小，斜坡发生失稳	$F_{s} = (1 - \frac{γ_{w} D_{w}}{γ z}) \frac{t a n ϕ^{'}}{t a n β} + \frac{2 c^{'}}{γ z s i n 2 β}$	计算采用有效摩擦力和黏聚力，较符合实际情况，但对于多年冻土区低角度滑坡不适用
2	基于总应力理论，认为活动层融化时的融化速度大于土体排水速度，土体不排水抗剪强度降低，导致活动层发生平移滑动	$F_{s} = \frac{2 c_{u}}{z γ s i n 2 β}$	计算采用有效摩擦力和黏聚力，同样对于多年冻土区低角度滑坡不适用
3	基于有效应力和固结理论，认为融化土体也存在固结，引入融化固结系数R，计算斜坡稳定系数	$F_{s} = \frac{γ^{'}}{γ} (1 - \frac{1}{1 + \frac{1}{2 R^{2}}}) \frac{t a n ϕ^{'}}{t a n β}$	认为斜坡失稳是由超孔隙水压力引起的，不适用于热融滑塌斜坡失稳，对于冻融界面为粗颗粒土斜坡失稳不适用
4	认为计算斜坡稳定性系数时需考虑滑坡体颗粒组成和比重，采用岩土颗粒比重及超孔隙水压力表征冻融作用下的滑坡运动	$F_{s} = \frac{(γ_{s} - γ_{f}) C Z}{γ_{f} + (γ_{s} - γ_{f}) C} \frac{t a n ϕ^{'}}{t a n β}$	需计算泥流重块体与泥流的比重和泥流比重，实际不易测算
5	考虑地下水沿坡面渗流，采用静力平衡方法计算稳定系数	$F_{s} = \frac{c^{'} + [(1 - m) γ + m (γ_{s a t} - γ_{w})] z c o s^{2} α t a n ϕ^{'}}{[(1 - m) γ + m γ_{s a t}] z s i n α c o s α}$	考虑了地下冰融化产生的渗流，适用于热融滑塌计算，但冰-土剪切强度参数难测算，计算误差较大