王宏益,姜 鑫,吳正軍,邵東橋
(甘肅省地礦局第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院,蘭州730050)
2012年7月6日,楊家溝降雨量達(dá)208.7mm,暴雨致使滑坡于次日開始加速變形,滑坡前部變形強(qiáng)烈,形成多條橫向拉張裂縫,且滑坡前緣剪出推移,致使滑坡后部因失去支撐而開始緩慢變形,嚴(yán)重威脅坡腳居民和瀠盤公路過往的行人車輛的生命財(cái)產(chǎn)安全。本文根據(jù)該滑坡的變形破壞特征,對(duì)其成因機(jī)制及穩(wěn)定性進(jìn)行分析,在此基礎(chǔ)上提出相應(yīng)的治理措施,對(duì)確保居民生命財(cái)產(chǎn)安全及瀠盤公路的暢通具有重要實(shí)際意義。
滑坡區(qū)位于寬谷圓緩淺丘地帶,斜坡海拔290~420m,相對(duì)高差50~130m,斜坡整體呈臺(tái)階狀,坡度10°~30°。
滑坡區(qū)位于公山廟背斜北翼,距離公山廟背斜核部約5km;滑坡區(qū)未發(fā)現(xiàn)斷層活動(dòng)現(xiàn)象,地震基本烈度為Ⅵ度,地震動(dòng)峰值加速度為0.05g。
楊家溝滑坡是崩滑堆積體沿基覆界面滑動(dòng)的小型土質(zhì)滑坡,呈“簸箕”狀產(chǎn)出,滑坡高度20~26m;滑坡后緣寬度80m,前緣寬度120m,平均寬度100m;滑坡縱向長度70m,面積約6.5×103m2;滑體頂部和前緣厚度較小,中部厚度較大,厚度4~8m,平均厚度約6.5m,規(guī)模4.3×104m3,主滑方向SW71°(如圖1~2)。
滑體前、后緣較薄,中部較厚,物質(zhì)成分為塊碎石土,其呈淺紅色,堆積雜亂、結(jié)構(gòu)較松散;滑床巖體為強(qiáng)風(fēng)化的紫紅色泥巖、灰白色粉砂巖不等厚互層,巖層產(chǎn)狀300°~330°∠2°~7°;滑帶厚度一般10cm,物質(zhì)成分為粉質(zhì)黏土夾碎石,呈黃褐色,濕潤,呈可塑狀,強(qiáng)度低(如圖2)。
2.2.1 滑坡前緣表層滑塌
由于滑坡前緣表層堆積體較松散,強(qiáng)降雨致使其產(chǎn)生3處規(guī)模較大的淺層局部滑塌(編號(hào)HT1~HT3),方量110~180m3,前緣滑塌致使滑坡穩(wěn)定性進(jìn)一步降低(如圖3)。
2.2.2 滑坡前部滑動(dòng)
由于塊碎石土結(jié)構(gòu)較松散,自身穩(wěn)定性較差,利于降雨下滲,而滑床巖體為隔水層,且前部老公路平臺(tái)不利于地表水的排泄。降雨下滲至基覆界面處富集、運(yùn)移,改變土體物質(zhì)成分或結(jié)構(gòu),致使土體強(qiáng)度降低,滑坡前部產(chǎn)生橫向拉張裂縫,滑體上房屋破壞(如圖4),裂隙中靜水壓力及基覆界面處浮托力作用,滑坡穩(wěn)定性進(jìn)一步惡化,致使滑坡前部向前緣臨 空方向滑動(dòng)(如圖5)。
圖1 楊家溝滑坡工程地質(zhì)平面圖
圖2 楊家溝滑坡工程地質(zhì)縱剖面圖
圖3 滑坡前緣表層滑塌
圖4 房屋變形破壞特征
2.2.3 滑坡后緣變形
滑坡前部滑動(dòng),致使滑坡后部因失去支撐而開始緩慢變形,后緣產(chǎn)生橫向拉張下錯(cuò)裂縫(如圖6),為典型的牽引式滑坡(如圖5)。
圖5 楊家溝滑坡形成演化圖
圖6 滑坡后緣拉張下錯(cuò)裂縫
3.1.1 計(jì)算參數(shù)選取
結(jié)合巖土體物理力學(xué)參數(shù)試驗(yàn)成果與反演分析,綜合確定巖土體相關(guān)物理力學(xué)參數(shù)(見表1)?;w:天然重度γ=20.1kN/m3,飽和重度γw=20.9kN/m3;滑帶:天然重度γ=19.6kN/m3,飽和重度γw=20.5kN/m3。
表1 滑帶土抗剪強(qiáng)度參數(shù)取值表
3.1.2 計(jì)算工況確定
楊家溝滑坡具有地下水貧乏的特點(diǎn),且滑坡區(qū)地震基本烈度為Ⅵ度,僅考慮以下2種工況:
(1)工況Ⅰ:自重(天然),僅考慮滑體自重及附加荷載,采用滑帶(面)土天然狀態(tài)下的C、φ值和滑體天然容重;
(2)工況Ⅱ:自重(天然)+暴雨(滑體1/2飽水),滑坡前部滑動(dòng)區(qū)采用滑面飽水狀態(tài)下的C、φ值,采用滑體1/2飽水時(shí)的容重,其余采用滑帶(面)土天然狀態(tài)下的C、φ值,采用滑體1/2飽水時(shí)的容重。
3.1.3 計(jì)算成果分析
選取中軸剖面(如圖3)為計(jì)算剖面,選取滑坡前部破壞與整體破壞2種計(jì)算模型,采用傳遞系數(shù)法進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算,計(jì)算成果見表2。
表2 楊家溝滑坡穩(wěn)定性系數(shù)計(jì)算成果表
楊家溝滑坡在自然工況下穩(wěn)定性較好,處于穩(wěn)定狀態(tài);暴雨是影響滑坡的主導(dǎo)因素,滑坡在暴雨工況下處于不穩(wěn)定—欠穩(wěn)定狀態(tài);滑坡前部穩(wěn)定性受降雨影響最為顯著,其穩(wěn)定性較滑坡整體穩(wěn)定性較差。
在查明楊家溝滑坡的變形破壞特征及形成演化機(jī)制的基礎(chǔ)上,依據(jù)滑坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果,結(jié)合滑坡所處地質(zhì)環(huán)境條件,提出相應(yīng)的治理措施:
楊家溝滑坡變形破壞的主要誘發(fā)因素為降雨,降雨是影響滑坡穩(wěn)定性的主要因素。因此,在滑坡體后緣修筑截排水溝,將匯水排至已修排水設(shè)施內(nèi)。結(jié)合滑坡地形特征,在滑坡前緣布設(shè)樁板墻,并輔助裂縫填封,以削弱水對(duì)滑坡穩(wěn)定的影響。因此,本文提出“樁板墻+地表截排水+裂縫夯填”的綜合治理措施。
(1)楊家溝滑坡是崩滑堆積體沿基覆界面滑動(dòng)的小型土質(zhì)滑坡,其運(yùn)動(dòng)形式為牽引式滑坡?;伦冃纹茐牡闹饕T發(fā)因素為降雨。
(2)楊家溝滑坡在自然工況下處于穩(wěn)定狀態(tài),而在暴雨工況下處于不穩(wěn)定—欠穩(wěn)定狀態(tài)?;虑安糠€(wěn)定性較滑坡整體穩(wěn)定性較差。
(3)采用“樁板墻+地表截排水+裂縫夯填”的綜合治理措施,確?;律暇用裆?cái)產(chǎn)安全及瀠盤公路的暢通。
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