胡才源 劉秀偉 李小玲

(貴州省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院，貴州貴陽 550004)

0 引言

本文所研究的滑坡位于四川某縣境內(nèi)，該滑坡是汶川“5·12”地震后誘發(fā)的次生地質(zhì)災(zāi)害之一，經(jīng)調(diào)查，在2009年滑坡前緣發(fā)生局部崩滑現(xiàn)象。通常降雨是破壞滑坡穩(wěn)定的直接因素，人類施工活動(dòng)則是誘因[1]。對(duì)各種滑坡，尤其是牽引式滑坡所形成的前緣高陡切坡[2，3]的研究，已受到較多關(guān)注。水既能增加邊坡下滑力，又能降低巖土體抗剪強(qiáng)度[4-6]。因此，本文應(yīng)用傳遞系數(shù)法，計(jì)算該滑坡穩(wěn)定性系數(shù)，并對(duì)該滑坡進(jìn)行失穩(wěn)評(píng)價(jià)，提出防治措施建議，具有十分重要的意義。

1 滑坡區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件

滑坡區(qū)屬于淺丘地貌，高程在370 m～400 m，相對(duì)高差20 m～30 m，地形坡度20°～40°。滑坡體上的樹木呈“馬刀狀”?；聟^(qū)為臺(tái)階地貌，臺(tái)階寬度為13.0 m～18.0 m不等，高度2.0 m～6.0 m 不等。

野外勘查表明:滑坡區(qū)地層較簡單，出露巖層較單一，無褶皺斷裂構(gòu)造，上覆地層為第四系坡積層(Qdel4)，主要成分為粉質(zhì)黏土，含少量泥巖塊體，稍濕、可塑狀，下覆地層為白堊系白龍組(K1b)磚紅色中風(fēng)化泥巖、砂質(zhì)泥巖，節(jié)理裂隙較為發(fā)育。

滑坡區(qū)屬于北亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，氣候溫和，雨量充沛?；聟^(qū)地下水主要為第四系土層孔隙水及基巖裂隙水兩種類型，其埋藏較深，淺部地下水貧乏。地下水接受降水與地表水補(bǔ)給，主要向兩側(cè)溝渠徑流排泄?；聟^(qū)水文地質(zhì)條件較簡單。

2 滑坡體基本地質(zhì)特征

2.1 滑坡體形態(tài)特征

所研究的滑坡體位于某建筑場(chǎng)地后坡，滑坡橫寬約100 m，縱長約30 m，滑體平均厚度為2 m～6 m，坡度20°～40°，堆積體體積約13 500 m3，主滑方向292°，屬小型滑坡，如圖1所示。該滑坡在平面上呈圈椅狀，高程在370 m～400 m，相對(duì)高差20 m～30 m，坡面臺(tái)坎縱橫交錯(cuò)，前緣有2 m高的堡坎。

2.2 滑坡體結(jié)構(gòu)特征

通過工程地質(zhì)測(cè)繪、鉆孔和探槽等現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查得出，該滑體土第四系覆蓋層不厚，平均厚度約0.5 m，巖性主要為褐色粉質(zhì)黏土，呈硬塑狀，次為雜填土?；w與基巖之間夾一軟弱層，為磚紅色中風(fēng)化泥巖，呈軟塑～可塑狀。由于長期受滑坡體上部水塘滲漏及持續(xù)強(qiáng)降雨的影響，水迅速滲透到滑坡體內(nèi)，使得抗剪強(qiáng)度降低，滑體自重增大，有誘發(fā)滑坡發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的可能性?；仓饕芍械蕊L(fēng)化的白堊系白龍組泥巖、砂質(zhì)泥巖(K1b)組成，整體具有向建筑物2方向(N68°W)下滑的特點(diǎn)。

2.3 滑坡體變形特征

圖1 滑坡地質(zhì)平面圖

受汶川大地震和9·24特大暴雨的影響，且2009年7月份開始興建建筑物1后，坡腳開挖受挫，滑坡體后緣、中部均出現(xiàn)不同程度的拉裂縫變形?；麦w后緣拉裂、錯(cuò)落形成上陡下緩的地形(見剖面2—2')?；轮胁颗_(tái)坎縱橫交錯(cuò)，房屋出現(xiàn)寬度0.03 m～0.20 m不等，延伸深度1 m～3 m不等的裂縫，其中一平房向前傾倒、垮落。滑坡前緣鼓丘明顯。另外，滑坡體上醉漢林和馬刀樹分布密集，該滑坡是下部先滑動(dòng)，使上部失去支撐而變形滑動(dòng)，為牽引式滑坡。逢雨季，該滑坡的變形有明顯加劇的特點(diǎn)。

3 滑坡成因機(jī)制分析

通過滑坡現(xiàn)場(chǎng)勘查研究，該滑坡有以下幾個(gè)方面的原因:

1)內(nèi)因。發(fā)育于砂、泥巖互層的緩傾角順層結(jié)構(gòu)，差異性風(fēng)化產(chǎn)生殘坡積松散堆積物，基巖穩(wěn)定，基覆界面為軟弱結(jié)構(gòu)面。

2)地表水體及降雨的影響?；麦w后緣平臺(tái)水塘長期滲漏，降雨補(bǔ)給、地表水下滲和地下水作用，加上風(fēng)化作用，加大了滑坡的下滑力，2010年9月強(qiáng)降雨是主要誘因。

3)人類工程活動(dòng)。震后工程活動(dòng)對(duì)滑坡坡體的前緣開挖和擾動(dòng)是誘發(fā)滑坡體淺部變形拉裂的原因之一。

4 穩(wěn)定性分析與評(píng)價(jià)

4.1 宏觀判斷

現(xiàn)場(chǎng)鉆探等調(diào)查表明:滑坡體前緣臨空，存在鼓丘;中部可見拉張裂縫，房屋垮塌;上部平臺(tái)寬、緩，易積水，且降水、水塘地表水可通過拉裂縫滲入，可滯留在巖土界面，為滑坡的形成提供不良的地質(zhì)條件。該滑坡正處于緩慢蠕滑狀態(tài)。

4.2 穩(wěn)定性計(jì)算

4.2.1 三種工況

依據(jù)該滑坡的工程地質(zhì)條件，穩(wěn)定性分析計(jì)算時(shí)考慮以下三種工況:1)自然條件，僅考慮自重。2)自重+暴雨。3)自重+地震。

4.2.2 物理力學(xué)參數(shù)

滑帶(面)抗剪強(qiáng)度在滑坡穩(wěn)定性定量評(píng)價(jià)和抗滑工程設(shè)計(jì)的滑坡推力計(jì)算中起重要作用[7-9]。影響抗剪強(qiáng)度參數(shù)取值的因素包括滑面粗糙程度、滑床形態(tài)變化、含水量及滑面物質(zhì)組成等。物理力學(xué)參數(shù)值見表1。4.2.3 計(jì)算模型和計(jì)算方法

表1 物理力學(xué)參數(shù)表

選取剖面1—1'和2—2'進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算和推力計(jì)算。其條分圖見圖2。該滑坡變形破壞主要受軟弱夾層界面最大剪應(yīng)力控制，應(yīng)用滑坡防治工程勘查規(guī)范[10]規(guī)定的折線型傳遞系數(shù)法計(jì)算滑坡穩(wěn)定性。

圖2 剖面2—2′穩(wěn)定性計(jì)算模型

1)滑坡穩(wěn)定性公式:

其中，φj為第i塊段的剩余下滑力傳遞至第i+1塊段時(shí)的傳遞系數(shù)(j=i)，即:φj=cos(αi－ αi+1) －sin(αi－ αi+1)tanφi+1;Wi為第i條塊的重量，kN/m;Ci為第i條塊粘聚力，kPa;Li為第i條塊滑面長度，m;φi為第 i條塊內(nèi)摩擦角，(°);αi為第 i條塊滑面傾角，(°);A為地震加速度，地震設(shè)防烈度為6度，水平地震加速度取0.2g;rU為孔隙壓力比;Fs為穩(wěn)定系數(shù)。

2)滑坡推力公式:

其中，下滑力 Ti=Wi(sinαi+Acosαi);抗滑力 Ri=Wi(cosαitanφi－ Asinαi)+CiLi。

4.2.4 計(jì)算結(jié)果

經(jīng)計(jì)算，滑坡穩(wěn)定性和剩余推力計(jì)算結(jié)果如表2所示。按照滑坡穩(wěn)定狀態(tài)分四級(jí)原則，當(dāng)穩(wěn)定系數(shù)Fs＜1.00時(shí)，為不穩(wěn)定;1.00≤Fs＜1.05 時(shí)，為欠穩(wěn)定;1.05≤Fs＜1.15 時(shí)，為基本穩(wěn)定;Fs≥1.15時(shí)，為穩(wěn)定。由表2判定:沿主滑剖面2—2'，在工況1下可能處于穩(wěn)定～基本穩(wěn)定狀態(tài)，而在工況2，3下可能為不穩(wěn)定狀態(tài);位于滑坡體其他位置如1—1'剖面，在工況1下穩(wěn)定，而工況2下可能處于基本穩(wěn)定～不穩(wěn)定狀態(tài)，工況3下可能處于欠穩(wěn)定～不穩(wěn)定狀態(tài)。

結(jié)合圖3的關(guān)系圖得出，暴雨、人類施工活動(dòng)與滑坡的穩(wěn)定影響有密切關(guān)系。在暴雨工況下，滑坡土體和滑帶土的物理力學(xué)

其中，Rn=(Wn((1 － rU)cosαn－ Asinαn))tanφn+CnLn;性質(zhì)發(fā)生變化，抗剪強(qiáng)度降低，增大土體內(nèi)靜水壓力和水浮托力[11]。而人類施工擾動(dòng)使巖土體應(yīng)力不斷重新分布，加速滑坡體持續(xù)變形，失穩(wěn)。目前，滑坡體實(shí)際狀態(tài)與分析結(jié)果一致。

表2 剖面1—1'和2—2'三種工況下穩(wěn)定系數(shù)和剩余推力

圖3 滑坡穩(wěn)定系數(shù)與三種工況的關(guān)系圖

5 結(jié)語

1)所研究的滑坡為小型牽引式滑坡，目前處于緩慢蠕滑狀態(tài)，沿主滑方向約N68°W滑動(dòng)。

3)滑坡成因:基覆界面為砂、泥巖互層的軟弱結(jié)構(gòu)面，是內(nèi)因;暴雨、地表水(水塘)入滲和人類施工活動(dòng)產(chǎn)生的地震作用力是該滑坡體失穩(wěn)的最為關(guān)鍵因素。

4)滑坡體在自然條件下可能處于穩(wěn)定～基本穩(wěn)定狀態(tài)，而沿主滑方向滑帶土在暴雨和地震力荷載條件下可能處于欠穩(wěn)定～不穩(wěn)定狀態(tài)，沿局部滑動(dòng)方向的滑帶土可能為基本穩(wěn)定～不穩(wěn)定狀態(tài)。

5)建議采用抗滑樁支擋防護(hù)，結(jié)合地表排水和加強(qiáng)監(jiān)測(cè)等最為經(jīng)濟(jì)有效的防治措施。

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