杜升濤，李菊芳，吳冠仲

(1.中國(guó)鐵道科學(xué)研究院，北京 100081;2.蘭州交通大學(xué)土木工程學(xué)院，甘肅蘭州 730070;3.中鐵西北科學(xué)研究院有限公司，甘肅 蘭州 730000)

我國(guó)是一個(gè)多山國(guó)家，滑坡地質(zhì)災(zāi)害頻繁發(fā)生，給人民生命財(cái)產(chǎn)帶來極大的損失，因此查清滑坡的成因和發(fā)生機(jī)理很有必要?；率且粋€(gè)復(fù)雜的地質(zhì)體，影響滑坡穩(wěn)定性的因素很多，各因素對(duì)滑坡的影響程度各異［1］。在滑坡變形演化過程中，這些因素又是動(dòng)態(tài)變化的，這些都決定了滑坡的變形特征與變形機(jī)理十分復(fù)雜［2］。因此，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)滑坡的變形失穩(wěn)過程與機(jī)理進(jìn)行了大量的研究［3-8］，力圖通過研究、分析，闡明滑坡的變形機(jī)理，提高人們對(duì)滑坡變形機(jī)理的認(rèn)識(shí)。以舟曲縣瓜咱壩一典型滑坡為例，分析滑坡的變形特征，研究其變形失穩(wěn)機(jī)理及影響因素，從而為制定出合理的防治措施提供理論依據(jù)。

1 滑坡概貌

滑坡位于自然斜坡(45°～60°)的坡頂，南北兩側(cè)為自然溝槽，中部為山脊，山脊整體走向近EW?；挛髂细撸瑬|北低，后緣較寬緩，前緣尖細(xì)，高程在1 625～1 890 m，相對(duì)高差265 m?；路譃榍昂髢杉?jí)，后級(jí)具一層滑帶，前級(jí)為不連續(xù)崩塌面，暫無貫通滑帶。潛在滑帶平均埋深約18.0 m，滑坡沿南北坡面寬約210 m，垂直坡面東西長(zhǎng)315 m，滑坡體積約為85萬m3，屬于中型中層滑坡?；虑熬墰_溝下切劇烈，深達(dá)10～15 m，主滑方向SE75°。前后兩級(jí)后緣陡坎下錯(cuò)8～15 m，后緣有相對(duì)平緩的斜坡(30°～35°)，長(zhǎng)50 m，寬80 m?；麦w內(nèi)坡體陡峻，坡面破碎，表層有不太厚的堆積層，巖石產(chǎn)狀凌亂。后緣拉張裂縫、側(cè)界羽狀裂縫發(fā)育，中前部崩塌變形明顯，坡體內(nèi)小沖溝發(fā)育?；缕矫媸疽馊鐖D1。

圖1 滑坡破壞平面示意

2 滑坡的區(qū)域地質(zhì)條件

2.1 地形地貌

舟曲縣位于甘肅南部，地處南秦嶺山區(qū)。岷山山系呈東南—西北走向貫穿全境，海拔在1 173～4 504 m。地勢(shì)西北高，東南低，地形復(fù)雜，溝壑縱橫，高差懸殊，氣候垂直變化明顯，是典型的高山峽谷區(qū)?；挛挥诠显蹓涡聟^(qū)，舟曲縣西北約8 km處，地處白龍江南岸的峰迭鄉(xiāng)境內(nèi)。

2.2 地層巖性

滑坡所在的坡體為反傾層狀坡體結(jié)構(gòu)，滑體主要由破碎片巖、板巖及上覆堆積層組成?；鲁雎兜钠瑤r、板巖產(chǎn)狀為 NW65°～80°/SW∠45°～75°?；聟^(qū)地層從上到下為第四系風(fēng)積黃土()，厚約0.5～12 m;第四系殘破積()碎石土、塊石土，主要為強(qiáng)～中風(fēng)化板巖。志留系中上統(tǒng)白龍江群(S2+3bl)片巖，片理極發(fā)育，中～強(qiáng)風(fēng)化，最大厚度為25 m，為滑體的組成物質(zhì)及滑床下伏地層。

2.3 地質(zhì)構(gòu)造

舟曲地處秦嶺東西向構(gòu)造帶的西延部分，構(gòu)造活動(dòng)十分強(qiáng)烈。沿白龍江南北兩側(cè)形成了沿北西向展布且大致平行的斷裂帶，對(duì)本區(qū)地層分割控制明顯，并影響著山體的總體走向。舟曲地質(zhì)歷經(jīng)燕山運(yùn)動(dòng)和喜馬拉雅山造山運(yùn)動(dòng)，呈東南—西北隆起延伸，在長(zhǎng)期擠壓、擴(kuò)張、褶皺和不斷復(fù)合過程中，形成的地質(zhì)體不連續(xù)、不完整、不穩(wěn)定，造成多期性斷裂構(gòu)造。

2.4 水文地質(zhì)

滑坡區(qū)屬北亞熱帶向北溫帶的過渡地帶，受大氣環(huán)流和地形影響，具有垂直氣候分帶明顯和干濕季分明兩大特點(diǎn)。降雨常以連陰雨和暴雨形式出現(xiàn)，大都集中在夏季，該區(qū)突發(fā)降雨量較大(99.7 mm/d)?；麦w無泉水及濕地出露，滑坡區(qū)主要地下水有松散堆積層上層滯水、基巖裂隙水和松散巖類孔隙水三大類型。堆積層上層滯水賦存于黃土質(zhì)黏土底部、砂礫石層及崩殘坡積土體中?；鶐r裂隙水主要分布于滑坡區(qū)內(nèi)基巖山地，基巖風(fēng)化裂隙內(nèi)，主要儲(chǔ)存形式為潛水，接受大氣降水補(bǔ)給，沿裂隙網(wǎng)絡(luò)運(yùn)移。松散巖類孔隙水主要賦存于各大支溝溝谷，呈帶狀分布，多為潛水。

3 滑坡的變形特征與機(jī)理分析

3.1 滑坡變形特征

滑坡前級(jí)、后級(jí)滑坡后緣和側(cè)界裂縫已經(jīng)基本貫通，滑坡體上裂縫遍布，錯(cuò)動(dòng)陡坎明顯?；略跉v史上先發(fā)生了錯(cuò)落、崩塌，后緣有較為平直貫通的高陡錯(cuò)落壁，而后錯(cuò)落體逐步轉(zhuǎn)化為破碎巖石滑坡，形成兩級(jí)滑坡。前級(jí)不連續(xù)崩塌剪出口明顯(圖2(a))，后緣裂縫基本貫通(圖2(b));老錯(cuò)落壁高陡，高約20～25 m，傾角70°～80°。后緣拉張裂縫及左右側(cè)界剪切裂縫已基本貫通(圖2(c))。后緣形成長(zhǎng)130 m的拉張裂縫，裂縫總體走向?yàn)镹E20°～50°，裂縫寬為5～30 cm，最寬達(dá)100 cm，最大下錯(cuò)為0.5 m，可見滑動(dòng)擦痕，擦痕指向SE75°，傾角為75°。北側(cè)剪切裂縫走向近SWW，裂縫寬2～5 cm，最大深度60 cm，有錯(cuò)壁。南側(cè)剪切裂縫走向EW，沿著自然溝下切發(fā)育。目前滑坡處于擠壓～滑動(dòng)階段，穩(wěn)定性極差。

圖2 滑坡的變形特征

3.2 滑坡變形機(jī)理分析

滑坡區(qū)有NW向斷層通過，褶皺發(fā)育，地層破碎，地表裂縫為降雨入滲提供了條件，加上凍融循環(huán)作用及人類破壞植被，使得滑坡前級(jí)沿溝心產(chǎn)生了不連續(xù)滑移式崩塌變形，牽引滑坡后級(jí)滑動(dòng)，參見圖1。

1)地質(zhì)構(gòu)造是滑坡的內(nèi)在控制因素

在滑坡區(qū)的陰山溝、瓜咱壩溝走向北西的小斷層發(fā)育，坡體上小錯(cuò)斷、小褶皺發(fā)育，山高溝深，地形起伏強(qiáng)烈。白龍江復(fù)式背斜核部褶皺斷裂發(fā)育，軟巖分布廣，巖體破碎，風(fēng)化程度深，這是孕育滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的溫床。

2)不良的地層是滑坡發(fā)育的基礎(chǔ)

滑坡區(qū)及其周圍出露志留系中上統(tǒng)白龍江群(S2+3bl)片巖、板巖和第四系堆積層，板巖和片巖破碎，結(jié)構(gòu)面發(fā)育，風(fēng)化嚴(yán)重。在地下水作用下，易于沿風(fēng)化破碎帶、層間錯(cuò)動(dòng)帶形成貫通結(jié)構(gòu)面，從而為滑坡提供了貫通的滑動(dòng)面。堆積層相對(duì)較松散，在臨空面易于沿著基巖頂面產(chǎn)生崩塌、滑坡，致使前級(jí)滑坡牽引后級(jí)滑坡產(chǎn)生滑動(dòng)，如圖3所示。

圖3 滑坡的變形破壞模式

3)降雨及凍融循環(huán)作用是滑坡復(fù)活的直接原因

該區(qū)突發(fā)降雨量較大(99.7 mm/d)。在暴雨期，降雨從地表裂縫滲入滑體，滑體含水量在短時(shí)間內(nèi)迅速提高，使滑坡體中接近飽和狀態(tài)，增大了滑體重力，產(chǎn)生的靜水壓力和滲流力也增大了滑體下滑力。滑體內(nèi)的水軟化了滑帶土，使滑帶土強(qiáng)度指標(biāo)急劇降低，最后導(dǎo)致了滑坡的滑動(dòng)變形。

凍融作用加速了巖體的破壞。冬季，基巖裂隙水結(jié)冰，體積膨脹，促使巖石的裂隙擴(kuò)大;夏季裂隙冰消融，周而復(fù)始的凍融循環(huán)作用使得巖石的裂隙逐步增多、擴(kuò)大，巖土體進(jìn)一步破碎而泥化，物理力學(xué)指標(biāo)的降低促使坡體表層不斷蠕動(dòng)下滑。

4)不當(dāng)?shù)娜祟惢顒?dòng)

人類過度砍伐，開墾坡地，破壞地質(zhì)環(huán)境，滑坡區(qū)樹木已經(jīng)被砍伐一空，使生態(tài)環(huán)境遭到超限破壞?；聟^(qū)內(nèi)植被稀疏，有極少量灌木，使得降雨極易滲入地表裂縫。而且坡體前級(jí)在常年累月的沖蝕下切作用下臨空面越發(fā)容易引起坡體前部崩塌，從而誘發(fā)滑坡失穩(wěn)變形。

4 結(jié)論

1)滑坡分為前后兩級(jí)，前級(jí)以不連續(xù)崩塌變形為主，后級(jí)為錯(cuò)落轉(zhuǎn)化型破碎巖石滑坡。

2)特殊的地質(zhì)構(gòu)造、地層條件造成的巖體破碎和松弛，降雨下滲和地下水活動(dòng)引起的滑帶土強(qiáng)度指標(biāo)降低，季節(jié)性凍融等均為該滑坡發(fā)育的主要因素。

3)該滑坡的變形破壞機(jī)制可歸結(jié)為:老滑坡—前級(jí)不連續(xù)崩塌—坡體卸荷、松弛變形—牽引后級(jí)滑坡滑動(dòng)—后級(jí)拉裂、滑移—推動(dòng)擠壓前級(jí)滑坡—整個(gè)滑坡的復(fù)活。

［1］吳紅剛，馬惠民，侯殿英，等.青海高原龍穆爾溝紅層滑坡變形機(jī)制的地質(zhì)分析與模型試驗(yàn)研究［J］.巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2010，29(10):2094-2102.

［2］馬惠民.山區(qū)高速公路高邊坡病害防治實(shí)踐［J］.鐵道工程學(xué)報(bào)，2011(7):34-41.

［3］李文軍，馬惠民.斜坡病害與隧道變形問題雛議［J］.中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào)，1995(3):74-80.

［4］王安福，馬麗.地下采空區(qū)引起山體滑坡的機(jī)理與防治對(duì)策［J］.中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào)，1998，9(增刊):33-39.

［5］吳道勇，吳紅剛.武罐高速公路崔家梁黃土滑坡形成機(jī)理與穩(wěn)定性分析［J］.鐵道建筑，2012(8):88-92.

［6］孫書偉，朱本珍，譚冬生.黃土地區(qū)管道沿線填土邊坡滑坡發(fā)生機(jī)理和防治對(duì)策［J］.中國(guó)鐵道科學(xué)，2008，29(4):8-14.

［7］李舟，孫書偉.典型順層巖石滑坡發(fā)生機(jī)理與防治對(duì)策［J］.鐵道建筑，2013(2):78-80.

［8］駱銀輝，朱春林，李俊東.云南紅層邊坡變形破壞機(jī)制及其危害防治研究［J］.巖土力學(xué)，2003，24(5):836-839.