吳新星 鄧 敏

（三峽大學(xué)三峽庫區(qū)地質(zhì)災(zāi)害教育部重點實驗室,湖北 宜昌 443002）

1 滑坡概況

阿拉滑坡位于四川省涼山州會理縣南東黎溪鎮(zhèn)金雨鄉(xiāng)阿拉村金沙江東岸,滑坡前緣剪出口高程約1320～1335m,直抵金沙江東岸高陡自然邊坡后緣,與西側(cè)下方金沙江水平距離約為600～830 m,剪出口位置高出現(xiàn)今金沙江江面約410m左右；下方金沙江江面平均寬約220～260 m,河段呈近南北向,順直.江對岸為成昆鐵路師莊車站,成昆線高出現(xiàn)今金沙江面約20～25m,與滑坡前緣水平距離約350m.

滑坡體縱向長約234～517m,橫向?qū)捈s1306m,平均厚度約為30m,總體積約為15.5×106m3；按照中華人民共和國國土資源部于2006年9月1日頒布的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《滑坡防治工程勘查規(guī)范》的規(guī)定,會理縣阿拉滑坡為土質(zhì)中層牽引式特大型滑坡.

滑坡體大致可分為3個滑塊（如圖1所示）.

圖1 阿拉滑坡全貌

北滑塊:主滑方向為320°左右,與金沙江岸線斜交,滑塊前方為江西岸支溝；滑塊縱向長約363m,橫向?qū)捈s356m,平均厚度約為20m,體積約為2.58×106m3.

中部滑塊:主滑方向為270°左右,與金沙江岸線近于正交；滑塊縱向長約234 m,橫向?qū)捈s173m,平均厚度約為20m,體積約為0.81×106m3.

南滑塊:主滑方向為230°左右,與金沙江岸線斜交,滑塊前方為江西岸支溝（大河坎溝）；滑塊縱向長約517m,橫向?qū)捈s777m,平均厚度約為30 m,總體積約為12.1×106m3.

2 滑坡形成機制分析及影響因素

根據(jù)已有資料及現(xiàn)場調(diào)查訪問,阿拉滑坡為一處古滑坡,2006年會理縣國土資源局就專門制定出針對該滑坡體的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)案.會理“8·30”地震后,滑體地表基本未見變形,當(dāng)晚至次日凌晨有持續(xù)近7 h的中雨,降雨量達50mm左右；8月31日16:30,發(fā)生第二次6級強余震,震后滑體前緣及中后部均不同程度地出現(xiàn)地震裂縫,當(dāng)晚再次出現(xiàn)了持續(xù)2 h左右的降雨,降雨量達30mm左右；9月1日10:00左右,先出現(xiàn)地聲,然后滑體前緣在30min內(nèi)出現(xiàn)了明顯的滑移,以北側(cè)及南側(cè)滑塊變形較大,到17:00左右南滑塊及北滑塊后緣基本已發(fā)展至目前滑體的中部位置,南滑塊前緣已明顯垮塌,對其側(cè)緣的溝道形成擠壓,滑體前均出現(xiàn)了呈階梯狀的拉張裂縫.晚上約20:00左右,滑體后緣出現(xiàn)了斷續(xù)連通的張裂縫,如圖2所示,滑體已具有較明顯的失穩(wěn)現(xiàn)象.

圖2 滑坡后緣拉張裂縫

在經(jīng)過了上述的滑動之后,滑坡體的位能已經(jīng)得到了較大的釋放,滑坡已處于穩(wěn)定階段,目前滑坡體上的變形跡象不明顯.但由于滑坡前緣的位置較高,在強降雨及地震后,滑體的前部和滑帶的前部都將處于飽水狀態(tài),其強度降低,滑坡可能出現(xiàn)局部甚至整體滑動,危及滑坡體上村民的生命財產(chǎn)安全并對前體下方的金沙江、江對岸的成昆線形成威脅.該滑坡在“8·30”地震后出現(xiàn)了明顯的失穩(wěn)變形.其變形時間呈緩慢遞進式的變形,滑坡變形與地震及降雨均呈正相關(guān).

阿拉滑坡的影響因素主要有以下幾個方面:

（1）地層巖性:滑坡區(qū)出露的地層為晚更新世老滑坡體,巖性為塊碎石土,透水性較強,且具各向異性,地表水易下滲,并形成地下水活躍帶,這將明顯降低土體的物理力學(xué)性質(zhì)；滑體前緣具臨空條件,在地震及降雨作用下產(chǎn)生滑塌,使其后緣坡體失去支撐而受牽引,形成不同程度的拉裂變形,變形不斷向東擴展,最終達到目前的后緣貫通裂縫位置,并有向坡后緣發(fā)展的趨勢.滑床為早元古界河口群及花崗細晶巖,透水性較差,巖質(zhì)較硬,而上部強風(fēng)化層抗風(fēng)化能力弱,風(fēng)化后的粘土礦物具親水性、脹縮等特征,易形成軟弱帶[1-2].

（2）地質(zhì)構(gòu)造:滑坡區(qū)緊鄰區(qū)域性活動斷裂（昔格達斷裂）,是地震頻發(fā)地區(qū)；同時處于一隱伏背斜的軸部附近,次級褶皺及裂隙發(fā)育,巖體破碎,構(gòu)造裂隙與滑坡有密切關(guān)系[3].2008年8月30日,會理與攀枝花地區(qū)發(fā)生里氏6.1級大地震.在強烈的地震作用下阿拉滑坡坡體局部也出現(xiàn)了一定的變形加劇現(xiàn)象,主要表現(xiàn)在:①在地震時及震后降雨后,滑體原來的斜坡前緣形成拉張裂縫.②坡體中后緣較陡臨空面的地段受地震影響出現(xiàn)了新的裂縫,但經(jīng)調(diào)查分析認為該類裂縫不屬于滑坡整體的變形裂縫,是陡坡地段在地震力的作用下出現(xiàn)的地震裂縫.

（3）地形地貌:滑坡體前緣受新構(gòu)造運動作用,形成了利于失穩(wěn)的有效臨空面,且坡度陡.滑體剪出口高出江面較多,呈一泄到底之勢,在地震及降雨的條件下,將導(dǎo)致滑坡失穩(wěn),若從前緣高位剪出,其危害不言而喻[4].

（4）大氣降雨:滑坡體為碎石土,堆積體較為松散,因此,在集中降雨的條件下,滑體易飽水,產(chǎn)生一定的動水壓力及靜水壓力,同時降低了滑動巖土體的抗剪強度參數(shù)c及φ值.這些均促使滑坡前緣變形,從而導(dǎo)致前緣坡體失穩(wěn).該地區(qū)降雨在年內(nèi)分布不均,主要集中在5～8月,該時段為阿拉滑坡的主要變形期.

（5）人類活動:由于村民把滑坡體開墾成耕地,并引水澆灌,從而使地表水滲入滑體；另外,由于在滑坡體前緣修建民房,這在一定條件下,改變了滑坡體的地形及微地貌,為滑坡的失穩(wěn)創(chuàng)造了條件.

3 堵江分析

3.1 滑距計算

滑坡堵江危害范圍,不但包括滑坡本身的危害,而且包括大規(guī)模的滑坡下滑后,堵塞河流,進而引起一系列復(fù)雜的生態(tài)環(huán)境問題.堵江滑坡的滑動距離必然大于滑坡到河流的距離,因此滑距的計算就成了分析堵江的基礎(chǔ).

滑坡滑距的計算由于地質(zhì)條件的復(fù)雜性,目前尚無很精確的方法.對此,前人提出了一些經(jīng)驗公式和方法,這些方法基本上可分為兩類:一是基于質(zhì)點運動學(xué)、質(zhì)量運動學(xué)原理等來預(yù)測滑速、滑距；二是基于統(tǒng)計學(xué)原理來預(yù)測滑距[4-5].

（1）簡單的經(jīng)驗公式

對于一般滑坡,可以參考實際發(fā)生滑坡的滑距.根據(jù)已經(jīng)發(fā)生的滑坡資料得到,一般情況下,滑動的距離大約是其高差的2～2.5倍.因而以滑坡前后緣高程差為參數(shù),提出滑距計算經(jīng)驗公式如下:

式中,L為滑動滑距（m）；H1為滑坡后緣高程（m）；H2為滑坡前緣高程（m）；k為參數(shù),取值為2～2.5.

（2）沙伊德格爾公式

1973年奧地利學(xué)者Scheidegger A E在調(diào)查了世界上33個大型滑坡的運動特征后,提出了等價摩擦系數(shù)f的概念,并發(fā)現(xiàn)動摩擦系數(shù)與滑坡體積的關(guān)系,見式（2）,其研究的滑坡如圖3所示.

式中,f為摩擦系數(shù)；V為滑坡體積（m3）；a,b為系數(shù),a=0.15666,b=0.62419.

圖3 滑坡滑距計算示意圖

滑坡滑動前勢能用于克服滑道上摩擦力所做的功,海姆推算出最大滑距Lmax為

則只要知道滑坡體積,即可估算出動摩擦系數(shù),據(jù)此得出最大的滑動距離.

3.2 滑坡最大滑距及堵江高度計算

（1）滑距推算法[6]

根據(jù)滑距的計算,如果滑坡的滑距超過了對岸的河岸線,則河流就有可能被堵斷,按照滑體大致可能整體運動的原則,則堵江高度可采用下式計算.

式中,H為堵江高度（m）；L1為滑坡前緣到江對岸的距離（m）；Lmax為計算滑距（m）；h1為滑體的平均厚度（m）:B為河流的寬度（m）；f為動摩擦系數(shù).

根據(jù)前面的論述和相關(guān)公式,可以得到表1.

表1 阿拉滑坡最大滑距及堵江高度計算

從表1可以看到,由于阿拉滑坡距離金沙江的高差較大,其距離L1遠遠大于最大滑動距離Lmax,按最大滑距計算出來的堵江高度均為負值,所以阿拉滑坡發(fā)生滑動破壞時不會發(fā)生堵斷金沙江的情況.

（2）經(jīng)驗公式法[3]（不考慮滑距,考慮完全堵江）

黃潤秋、王士天等編著的《中國西南地殼淺表層動力學(xué)過程及其工程環(huán)境效應(yīng)研究》中從32個統(tǒng)計資料中發(fā)現(xiàn),天然堆石壩的體積Vd和壩高Hd存在如下的關(guān)系[7]:

相關(guān)系數(shù)r=0.8736.

則根據(jù)上面的經(jīng)驗公式,得到阿拉滑坡若滑動時的堵江高度為61m（北滑塊）、28m（中滑塊）、39m（南滑塊）.

A.HAIM證實滑動路線的長度L或者上升到對岸岸坡高度H2,可以通過摩擦角φ用圖解法確定,如圖4所示.

圖4 滑動巖塊移動距離和上升到對面斜坡高度示意圖

如果滑坡發(fā)生的河谷地形為 ABC,可以粗略地認為該滑坡堵江天然壩的最大高度近似為H2.H2的大小由河谷地形,落高 H1和摩擦角φ的大小決定,顯然河谷越窄,滑坡形成的天然堆石壩越高.如果滑坡落高越大,則對應(yīng)的形成的天然堆石壩可能越高.則滑坡的落高Hf與堆石壩高度Hd根據(jù)回歸統(tǒng)計得到如下的關(guān)系:

相關(guān)系數(shù):r=0.88；根據(jù)上節(jié)的塊體劃分,阿拉滑坡不同區(qū)段失穩(wěn)可能造成的滑坡堵江高度預(yù)測見表2.

表2 不同滑塊可能造成的堵江高度

值得提出來的是,前兩種經(jīng)驗公式的計算只考慮單個因素,而且是統(tǒng)計回歸的數(shù)據(jù),而且這2種方法沒有考慮滑坡的滑動距離,也就是這2種公式的計算,考慮整個滑坡完全滑入金沙江,在坡體上沒有殘留,這樣的計算結(jié)果肯定是和現(xiàn)實情況不符合的,計算結(jié)果肯定是偏大的,但由于目前國內(nèi)外尚沒有成熟的計算方法,大部分的分析還停留在統(tǒng)計分析之上,所以經(jīng)驗公式的計算只是作為一種參考.

4 結(jié) 論

本文在地質(zhì)勘察的基礎(chǔ)上,分析了阿拉滑坡形成機制并對堵江可能性進行了計算分析,最終確定:一是阿拉滑坡目前整體變形位移趨緩,受余震和持續(xù)降雨或強降雨等因素影響,滑坡體局部發(fā)生滑動的可能性較大；二是即使發(fā)生滑坡也不會阻斷金沙江；三是滑坡對金沙江對岸成昆鐵路思莊火車站的影響也是有限的.

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[7]柴賀軍,劉漢超,張倬元.中國堵江滑坡發(fā)育分布特征[J].山地學(xué)報,2002,2（18）:51-54.