王建中

(四川省建筑科學(xué)研究院，四川 成都 610081)

本文研究的滑坡位于四川西昌昭覺縣境內(nèi)。所在區(qū)域?qū)賱兾g山地，與南側(cè)的邛海斷陷盆地、大興斷陷盆地構(gòu)成了山地與盆地的組合地貌形態(tài)。微地貌屬山脊，地勢總體北東高，南西低，相對高差達(dá)323 m，自然坡度18°，坡向245°～255°。山脊與東側(cè)溝谷底相對高差90～130 m，自然坡度31°～35°，谷底與坡緣坡度可達(dá)32°，東側(cè)溝谷中段靠勘察區(qū)一側(cè)橫坡有陡崖，相對高差19 m;山脊與西側(cè)溝谷底相對高差25～53 m，自然坡度18°～24°，谷底與坡緣坡度43°。山脊東西向坡緣與坡緣之間寬150～200 m，相對高差1～3 m。

滑坡體由兩個(gè)塊段組成，即Ⅰ號塊段和Ⅱ號塊段，兩個(gè)塊段有共同的側(cè)向邊界。Ⅰ號塊段位于Ⅱ號塊段后，Ⅱ號塊段在滑坡中部滑斷，根據(jù)實(shí)地量測，二者相距約25～40 m。

1 滑坡體地質(zhì)特征

1.1 滑坡體規(guī)模及滑坡周界

滑體平面上近北東－南西向展布，縱向長約900 m，橫向?qū)捈s300 m，面積約0.27 km2。

滑坡周界后緣主要為不連續(xù)的微弧型張性地裂縫帶或梯狀的坍塌陡坎組成，兩側(cè)則為強(qiáng)風(fēng)化基巖分布界線。

1.2 滑坡體物質(zhì)組成

該滑坡主要由第四系滑坡堆積物(Q4del)的角礫粘土、角礫、碎石和侏羅系下統(tǒng)飛天山組(J3f)強(qiáng)風(fēng)化、中風(fēng)化互層狀泥巖、粉砂巖所組成。

1.3 滑坡體裂縫

滑坡裂縫有拉張裂縫、鼓張裂縫、剪切裂縫三種。

(1)拉張裂縫:主要分布于滑體后緣、滑體中部，裂縫的延伸長度40～80 m，裂縫寬度一般5～20 cm，大者可達(dá)120 cm，裂縫呈直線型或弧型，南傾或南東傾，部分地段南西傾。裂縫兩側(cè)的土層有明顯的錯(cuò)動，錯(cuò)落距有10～40 cm，局部地段錯(cuò)落距可達(dá)1.5 m以上。

(2)鼓張裂縫:主要分布于滑體前緣，在滑坡裂縫中鼓張裂縫最為發(fā)育，裂縫的延伸長度20～75 m，裂縫寬度一般50～80 cm，大者可達(dá)250 cm，裂縫主要呈直線型展布，有少量呈弧型展布，南傾或南西傾。裂縫兩側(cè)的土層有40～250 cm錯(cuò)落距，局部地段錯(cuò)落距可達(dá)3.2 m以上。

(3)剪切裂縫:僅見一條較大的剪切裂縫，分布在Ⅰ號滑坡體中部，長130 m，順滑體的主滑方向展布，近似直線分布，裂縫寬15～40 cm，裂縫西側(cè)土層較裂縫東側(cè)土層平錯(cuò)動4 m以上(位于滑坡中部ZK6號鉆孔與ZK7號鉆孔之間，早期張裂縫被錯(cuò)斷，錯(cuò)距有4 m以上)。

1.4 滑動面特征

通過鉆探和實(shí)地工程地質(zhì)調(diào)查，滑坡的滑動面為強(qiáng)風(fēng)化泥巖與上覆松散堆積體的接觸面。其特征表現(xiàn)為:

(1)滑坡兩側(cè)深切割溝谷中，局部地段基巖形成陡崖。陡崖頂界面為強(qiáng)風(fēng)化泥巖頂面，沿該界面以上有上部松散堆積物剪出后形成的平緩傾斜地形，沿該界面以下，由基巖形成陡崖。

(2)Ⅰ號滑坡塊段前緣，探槽揭露，強(qiáng)風(fēng)化泥巖呈碎塊狀，或塊石狀。碎塊或塊石表面有滑動痕跡(有磨光現(xiàn)象)，局部大塊石面有滑動梯坎，接觸帶土體有擾動擠壓現(xiàn)象，泥巖呈泥狀，粉砂巖呈碎裂狀。

(3)鉆孔揭露，強(qiáng)風(fēng)化泥巖層面以上，20～50 cm碎石土因擠壓作用，巖石多呈泥狀、碎裂狀，鉆探時(shí)滑帶土上部碎石層嚴(yán)重漏漿，滑帶土下部強(qiáng)風(fēng)化泥巖輕微漏漿，滑帶土起隔水作用。

(4)滑動面埋深(Ⅰ號塊段):中部和后部滑動面埋深15～19 m，前部滑動面埋深28～36 m。滑動面傾角:中部和后部6°～22°，前部小于4.5°。

1.5 滑坡體類型

該滑坡滑坡體面積0.27 km2，滑面深度15～36 m，滑體體積大于5.9×106m3，其類型為推移－牽引式深層超大型滑坡。

2 滑坡形成條件分析

2.1 地層巖性

滑坡體下伏基巖為侏羅系上統(tǒng)飛天山組(J3f)紫紅色泥巖與粉砂巖互層，泥巖與上覆松散堆積體直接接觸。泥巖呈強(qiáng)風(fēng)化，相對隔水，上覆松散堆積體孔隙多，透水性強(qiáng)，遇水易形成相對的飽水帶，二者的接觸帶為軟弱結(jié)構(gòu)面。地層產(chǎn)狀295∠15，順坡傾向，其傾向與坡向夾角40°～50°，巖層傾角小于坡度(坡度18°)，這種組合特征是形成滑坡的重要條件。

2.2 地質(zhì)構(gòu)造

滑坡體位于轎頂山－米市向斜核部及其附近，巖石破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育。

2.3 地下水作用

雨季時(shí)，大氣降水沿松散堆積物孔隙及滑坡裂縫滲透，在松散堆積體與強(qiáng)風(fēng)化泥巖接觸帶(軟弱結(jié)構(gòu)面)匯聚，在接觸帶形成飽水帶，降低了軟弱結(jié)構(gòu)面的力學(xué)性能。地下水對滑坡的形成起著積極的作用。

2.4 地形條件

滑坡體縱向地形坡度約18°，前后緣高差約170 m(Ⅰ號滑體)，兩側(cè)為深切割溝谷，坡緣與谷底高差西側(cè)25～53 m，東側(cè)90～130 m，谷橫坡坡度 18°～35°，最大坡度 43°，Ⅰ號滑體前緣，地形坡度36°，高差72 m。地形高落差、大坡度組合條件，為滑坡的形成、滑積物的剪出創(chuàng)造了良好的臨空條件。

2.5 植被條件

滑坡體范圍大部分地段被松林覆蓋，但沿輸電線路走廊有80 m寬的林木被砍伐，植被稀少。腐爛的樹根、樹樁形成許多空洞，地表裸露，大氣降雨可直接沖刷裸露地表，或沿空洞補(bǔ)給地下水，保水固土條件差。

2.6 滑動歷史

根據(jù)調(diào)查和當(dāng)?shù)鼐用窠榻B，該滑坡始滑于1964年，這次滑坡滑動形成了現(xiàn)在滑坡的基本輪廓。1965年政府進(jìn)行了飛播造林，以后滑坡滑動不明顯。近兩年來滑坡滑動有明顯加快跡象。

綜上所述，滑坡的形成是多因素綜合作用的結(jié)果。其中軟弱結(jié)構(gòu)面及其與地形條件的不利組合，滑坡前緣及其兩側(cè)高臨空面是滑坡形成的主要條件，構(gòu)造及地下水活動，植被的破壞對滑坡的形成起到了積極作用。

3 滑坡的穩(wěn)定性分析語評價(jià)

3.1 折線型滑面計(jì)算方法

根據(jù)滑面形態(tài)和《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》(GB 50330－2002)的要求，針對不同的滑動情況采用傳遞系數(shù)法進(jìn)行滑坡穩(wěn)定性驗(yàn)算和剩余下滑力計(jì)算。根據(jù)不同的滑面形態(tài)，采用折線型滑動計(jì)算方法。

圖1 折線型滑動計(jì)算簡圖

其計(jì)算簡圖如圖1?；炯僭O(shè)為條塊間的互相作用力的方向平行于上一條塊的底滑面，各條塊的剩余下滑力計(jì)算公式:

上式中第一項(xiàng)表示本條的下滑力。第二項(xiàng)表示本條的抗滑力，第三項(xiàng)表示上一條塊傳下來的不平衡下滑力。ψi－1稱為傳遞系數(shù)，K為安全系數(shù)。

根據(jù)滑帶土的室內(nèi)試驗(yàn)值，結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)，滑帶土的強(qiáng)度指標(biāo):c=7.1 kPa，φ=14，γ=19.4 kPa;對潛在滑動面，其潛在滑動面強(qiáng)度指標(biāo):c=7.1 kPa，φ=14，γ=19.4 kPa。其計(jì)算結(jié)果見表1。

表1 滑坡剩余下滑力計(jì)算成果表

3.2 有限元折減法

極限平衡法和塑性極限分析法是土坡穩(wěn)定分析中的傳統(tǒng)方法，基于強(qiáng)度折減的有限元法用于邊坡穩(wěn)定分析是非常先進(jìn)的方法。有限元強(qiáng)度折減法(以下簡稱“有限元法”)的基本原理是將坡體強(qiáng)度參數(shù)粘聚力c和內(nèi)摩擦角φ值同時(shí)除以一個(gè)折減系數(shù)F，得到一組新的c1、φ1。

依據(jù)計(jì)算的需要，選取模型范圍。選取A－A剖面導(dǎo)入Midas/GTS建立二維數(shù)值模型，共劃分1539個(gè)單元。模型的力學(xué)邊界條件采用左右(x方向)、底面(x、z方向)約束。巖體材料的本構(gòu)模型采用摩爾－庫侖模型。并按照上面確立的選取邊界范圍大小的原則選取邊界范圍。采用四邊形單元?jiǎng)澐志W(wǎng)格，在上部加密網(wǎng)格尺寸，有利于提高有限元計(jì)算結(jié)果的精確度，見圖2和圖3。

圖2 剖面地質(zhì)模型

圖3 剖面地質(zhì)模型網(wǎng)格的劃分

模型計(jì)算主要需要的物理力學(xué)參數(shù)見表2。

表2 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算參數(shù)取值表

下面就A－A’剖面所在邊坡在工況一(天然狀態(tài))、工況二(天然+地震)、工況三(飽水狀態(tài))和工況四(飽水+地震)下計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行分析，計(jì)算結(jié)果見表3。

表3 滑坡穩(wěn)定性系數(shù)(K)計(jì)算結(jié)果

經(jīng)滑坡穩(wěn)定性數(shù)值模擬計(jì)算，工況一(天然狀態(tài))K為1.3625，工況二(天然+地震)K為1.1125，工況三(飽水狀態(tài))K為0.9875，工況四(飽水+地震)K為0.7125。工況一和工況二處于穩(wěn)定狀態(tài)，工況三和工況四于蠕滑和滑動狀態(tài)，計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況相符。

4 結(jié)論

(1)綜合分析了該滑坡的地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)特征，認(rèn)為該滑坡分為兩塊，滑坡體面積0.27 km2，滑面深度15～36 m，滑體體積大于5.9×106m3，其類型為推移－牽引式深層超大型滑坡。且滑動面為強(qiáng)風(fēng)化泥巖與上覆松散堆積體的接觸面，坡體在雨水和外荷載的共同作用下，首先滑體后緣產(chǎn)生變形破壞，推動著后部滑體向前滑移，牽引中部滑體，導(dǎo)致整個(gè)滑坡體的滑動破壞，其變形破壞模式為推移—牽引式滑動破壞。

(2)在滑體的后緣、中部和前緣有大量的滑坡裂縫，上部建筑物已水平位移0.1 m，說明滑體已產(chǎn)生了蠕滑。天然狀態(tài)(工況1)和天然+地震狀態(tài)(工況2)處于穩(wěn)定狀態(tài)，飽水狀態(tài)(工況3)和飽水+地震狀態(tài)(工況4)處于蠕滑和滑動狀態(tài)。

(3)綜合工程地質(zhì)極限平衡法分析表明，該滑坡在天然狀態(tài)下，K=1.36，滑坡處于穩(wěn)定狀態(tài);在天然加地震狀態(tài)下，K=1.11，滑坡處于欠穩(wěn)定狀態(tài)或極限平衡狀態(tài);飽水狀態(tài)下，K=0.99，滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài);在飽水加地震狀態(tài)下，K=0.71，滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)。在四種工況下，滑坡主要沿該角礫層底可能存在潛在滑動破壞。

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