基于逐个修正法的滑带土参数取值优化

体会出现小型崩塌和松弛现象，滑坡体前缘坡脚处，土体上凸，表明滑坡向前推挤。根据现场实际情况判断处于临界状态的剖面，选取稳定性系数F，见表1。

根据各剖面位置的滑坡变形状态，分别假定稳定性系数K₁^c，K₂^c，…，K_cⁿ，针对每一组强度参数值都会有一组计算出的稳定性系数K₁ⁱ，K₂ⁱ，…，K_nⁱ，需要时可以为各剖面设计权重ω。为了求得参数的理想值就需要一组参数使得各剖面的计算出的稳定性系数和假定的稳定性系数尽可能相等，因此可构造目标函数为：

由于计算出的稳定系系数与假定的稳定性系数的差值正负号不定，因此采用计算方差来构造目标函数值，方差值越小，则计算结果的离散性越小，也就越接近强度参数的理想值。

2工程实例

黄石盘水库位于四川省南江县，黄角树滑坡为一古滑坡，位于巴河支流-恩阳河中游河段左岸，覆盖层主要有第四系残坡积土、崩坡积碎石土、滑坡堆积块碎石土和冲洪积砂卵石等，基岩主要有侏罗系蓬莱镇组砂泥岩互层，经过调查分析古滑坡滑带为基覆界面，且处于稳定状态，但前缘的堆积物发生了临空方向的变形，分布高程为353-385 m，钻孔勘察确定其存在潜在滑带，堆积物变形体平均厚度约8 m，根据裂隙变形的加权统计得出变形主方向为SW64²，暴雨条件下多有地表和房屋产生裂隙，变形明显，根据不稳定斜坡的地表特征将其分为4个区，从图中可以看出地表裂缝主要分布于古滑坡前缘变形体区内，且主要集中于两个部位（见图1）。室内试验得出潜在滑带土的残余强度为c=6～17 kPa、φ=11.8～16.3°，见表2。工程类比法参考亭子口水利工程红层地区和万州晒网坝滑坡，残余强度c=7～16 kPa、φ12.5～15.1°。

根据极限平衡法计算稳定性系数得出的结果是滑坡处于稳定状态。考虑到实验样本的离散性和工程类比法的主观性，再对滑坡进行反演分析获得强度参数。值得注意的是，两个裂缝集中区都位于抗滑桩的上游侧，而抗滑桩NE侧不稳定堆积体滑移方向上基本没有发现新的裂缝变形迹象，因此不考虑d区的反演。根据表1判定黄角树滑坡前缘变形体处于蠕滑中即将进入临滑阶段，设定a、c区稳定性系数F=1.02，b区未发生明显的变形迹象，根据表1判定b区的稳定性系数应该大于1.05，具体是多少不易确定。根据目标函数可将a、c剖面反演的结果各赋予0.5的权重，b剖面由于不易判定，d剖面有抗滑桩作用，均赋予0的权重。

据室内试验、工程类比以及经验确定滑带土的内聚力残余强度应在c=2～18 kPa之间，反演分析结果a区φ=4.49～9.51°、c区φ=5.73～8.12°。各种方法的参数取值范围见表2。

用极限平衡法计算滑坡稳定性，a、c剖面见图2、图3，因此可构造目标函数为：

首先规定参数的精度为0.01，根据表1判断a、c剖面的稳定性系数大致为1.02，处于蠕滑阶段，黏聚力（c）的取值范围为2～18 kPa，内摩擦角（φ）的取值范围为4 49～16 3°，目標函数为：

给定初值c=2 kPa，φ=4 49°，采用0.618法（黄金比例）按照逐个修正法优化参数，每次修正量和目标函数值的计算结果见表3。

由表3可知，利用逐个修正法优化参数后，相对可靠的参数值为c=9.76 kPa，φ=6 81°，用此参数计算各剖面的稳定性系数结果见表4。a、c剖面位置发育的裂隙较多，变形明显，而b剖面为调查到裂隙，计算的稳定性系数、稳定性分析评价结果与滑坡各剖面处的变形状态相同。说明经过逐个修正法优化过后的参数用于计算稳定性非常切合实际。

4结论

（1）参数反演的逆问题可转化为多次解正问题来解决，并用逐个修正法对参数的取值进行优化，可以得到相对可靠的参数值。

（2）逐个修正法是以单因素优选法为基础，这一方法可以使目标函数E的值不断减小，虽然可以求得最优化参数，但运算量大，收敛较慢，当参数个数不太多的时候使用较为方便。

（3）滑带土的强度参数只有黏聚力（c）和内摩擦角（φ），因此构造的目标函数E仅为二维的，用逐个修正法对参数进行优化，其结果为相对可靠的参数值。

（4）对黄角树滑坡通过逐个修正法求得其滑带土相对可靠的参数为c=9.76 kPa，φ=6.81°，各剖面验证结果均与滑坡的变形状态相符，证明逐个修正法可用于优化滑带土的强度参数。

（5）逐个修正法并不一定适用于所有情况，滑带土的实际形态是三维的，各个位置的参数本身就略有不同，在必须要获得一组综合参数的情况下，使用逐个修正法具有一定的合理性。

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