李 奇

(河南省核工業(yè)地質(zhì)局，河南 信陽(yáng) 464000)

新縣西山路土坯凹滑坡穩(wěn)定性分析計(jì)算及評(píng)價(jià)

李 奇

(河南省核工業(yè)地質(zhì)局，河南 信陽(yáng) 464000)

結(jié)合工程實(shí)例，在已有的滑坡地質(zhì)勘探資料的基礎(chǔ)上，分析了影響滑坡穩(wěn)定性的各種因素，并采用極限平衡法在不同工況情況下計(jì)算滑坡的剩余下滑力及穩(wěn)定系數(shù)，對(duì)滑坡發(fā)生災(zāi)害的可能性進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，從而為滑坡災(zāi)害的勘查和治理工程設(shè)計(jì)提供技術(shù)理論參考。

滑坡，穩(wěn)定性，極限平衡法，分析評(píng)價(jià)

1 滑坡體概況

新縣西山路土坯凹滑坡位于新縣縣城西南側(cè)，西山路與向陽(yáng)路交叉口向南1 km處，白毛尖山西坡?；缕矫娉什灰?guī)則馬蹄形，坡面階梯狀，坡底高程105 m，坡頂高程156 m，相對(duì)高差51 m。坡體上部為自然邊坡，坡度22°～26°，下部部分坡段為人工切坡，坡度63°～80°，滑坡主滑方向SW245°，軸向長(zhǎng)104 m，橫向最大寬度140 m。滑坡體中上部厚度一般在2 m～5 m左右，平均厚度約4 m，中下部厚度相對(duì)較厚，約5 m～10 m，平均厚度約6 m，總體積約5.7×104m3，屬淺層小型殘坡積層滑坡。

該滑坡的變形始于2007年，當(dāng)年因山體人工切坡放炮開(kāi)挖的影響，坡體前緣臨空，斜坡后緣及中部出現(xiàn)多處細(xì)小拉張裂縫，導(dǎo)致坡體建筑物變形。2008年汛期雨水徑流沿裂隙、節(jié)理入滲，坡體自重增加，坡體飽水后，入滲雨水沿基巖風(fēng)化界面，斜坡體在(靜)動(dòng)水壓力和重力累進(jìn)性破壞作用下，原有裂縫有所加大。這些變形特征，說(shuō)明了滑坡體受某些不利因素的影響，變形較明顯，并逐步向下滑趨勢(shì)演化。

2 滑體結(jié)構(gòu)特征

2.1 滑體巖性特征

①殘坡積土：主要為棕黃色、褐黃色或灰褐色粉質(zhì)粘土，內(nèi)夾少許礫石，微濕，植物根孔及蟲(chóng)孔發(fā)育，分布于二級(jí)坡陡坎以上部分的表層，厚度0 m～1 m。坡腳前緣臨空面，因人工切坡殘坡積土層基本被開(kāi)挖清除，直接出露強(qiáng)風(fēng)化基巖。

②全風(fēng)化花崗巖(K1X1ηγ)：

上部：層厚0 m～1.5 m,灰色～灰褐色，稍濕，松散，由粘性土、花崗巖全風(fēng)化土及砂?；旌辖M成，結(jié)構(gòu)疏松，孔隙及蟲(chóng)孔發(fā)育，頂部含植物根系。

中部：層厚3 m～6 m，肉色～黃白色，結(jié)構(gòu)基本破壞，但尚可辨認(rèn)，多呈中密狀，節(jié)理裂隙較發(fā)育，透水性較強(qiáng)。

下部：層厚2 m～4 m，肉色～黃白色，原巖結(jié)構(gòu)，局部結(jié)構(gòu)破壞，在勘探揭露發(fā)現(xiàn)該層夾雜2條～3條粘土及砂粒軟弱帶。顆粒密度由上到下緊密，下部強(qiáng)度接近于強(qiáng)風(fēng)化層。

③強(qiáng)風(fēng)化花崗巖(K1X1ηγ)：褐黃色～灰白色～淡紅色，細(xì)粒花崗巖結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。原巖結(jié)構(gòu)已破壞，呈砂土狀，厚層狀產(chǎn)出，含較多風(fēng)化粘性土，結(jié)構(gòu)疏松～一般，孔裂隙網(wǎng)紋狀發(fā)育，層厚3.9 m～30.7 m。

④中風(fēng)化花崗巖(K1X1ηγ)：灰白色～肉紅色，細(xì)?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，巖芯呈塊狀和長(zhǎng)柱狀，長(zhǎng)5 cm～25 cm 。花崗巖新鮮，巖體較完整，此層鉆探未揭穿。

2.2 滑面特征

根據(jù)鉆孔及地表工程揭露，在滑帶土的底面上發(fā)現(xiàn)有摩擦鏡面與擦痕現(xiàn)象，塊狀碎石被擠壓平躺，具定向排列特征，確定滑坡的最大主滑面位于上覆全風(fēng)化花崗巖和下伏風(fēng)化較弱的花崗巖之間?；瑒?dòng)面埋深最深可達(dá)35 m，由于風(fēng)化程度、節(jié)理裂隙發(fā)育程度導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)性質(zhì)差異，地表水下滲后在滑床表面匯集，不能很快滲入風(fēng)化較弱的基巖中，會(huì)沿滑動(dòng)帶產(chǎn)生流動(dòng)，該滑動(dòng)面局部貫通，并充填粘土、石英砂粒等，發(fā)生了蠕動(dòng)變形。

2.3 滑床特征

淺層滑坡的滑床巖性為強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，基巖頂面附近巖石風(fēng)化強(qiáng)烈，節(jié)理裂隙較發(fā)育，向下風(fēng)化程度減弱，過(guò)渡為強(qiáng)～中風(fēng)化花崗巖，其分布高程為93 m～142 m。

3 滑坡影響因素分析

滑坡變形與其所處的地質(zhì)環(huán)境條件、巖土特性、降雨影響及人類工程活動(dòng)有關(guān)：

1)地形地貌：滑坡屬丘陵斜坡地貌，坡度22°～26°，山體東北高，西南低，山頂高程170 m，自然坡面地表植被繁茂，樹(shù)木、雜草及灌木發(fā)育，植被覆蓋率大于85%。坡體下部人為改造有三級(jí)臺(tái)坎，高0.5 m～13 m，寬5 m～30 m，坡腳有人為切坡，臨空面較高，滑坡主滑方向與山體傾向基本一致，具有前陡后緩和階梯狀的特征。

2)地層巖性：滑坡坡體為粘性土夾碎石及全～強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，碎石土及全～強(qiáng)風(fēng)化巖石的結(jié)構(gòu)松散，裂隙發(fā)育。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，滑坡中部覆蓋少量薄層碎石粉質(zhì)粘土，下部為黃褐色全風(fēng)化花崗巖，在坡體中部二級(jí)平臺(tái)臨空面底部有一構(gòu)造裂隙，并伴有漏漿現(xiàn)象，與坡體上部裂隙貫通，形成了傾向臨空面的結(jié)構(gòu)面，加之該結(jié)構(gòu)面傾向與滑坡體傾向一致，為滑坡的進(jìn)一步發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。

3)降雨因素：滑坡體位于新縣縣城，降雨量較充沛，夏季暴雨集中，多發(fā)生在7月，8月份，每年6月份～8月份的降雨量占年降雨量的40%以上。坡體表層土孔隙大，強(qiáng)風(fēng)化層裂隙發(fā)育，造成雨水沿坡體形成地表徑流滲入到坡體內(nèi)部，降低坡體巖土抗剪強(qiáng)度，同時(shí)地表水轉(zhuǎn)化為地下水，增加了坡體的下滑力，不利于坡體穩(wěn)定性。

4)人類建設(shè)活動(dòng)因素：坡體前緣為一人工切坡形成臨空面，坡度63°～80°，高差5 m～13 m。地勢(shì)較陡，高差較大，為斜坡物質(zhì)勢(shì)能轉(zhuǎn)化提供了有利條件；同時(shí)由于人為改變滑坡體的地形地貌，土(巖)體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，致使滑坡體前緣抗滑力降低，并且地形的變化使得地表水的排泄發(fā)生變化，這些人為因素都會(huì)造成坡體的新的滑移變形。

4 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算與評(píng)價(jià)

4.1 滑體巖土物理力學(xué)參數(shù)指標(biāo)確定

在滑坡體中部、坡體前緣分別進(jìn)行3次、1次大體積重度試驗(yàn)，試驗(yàn)測(cè)得天然重度分別為19.6 kN/m3,19.7 kN/m3，滑坡體成分基本一致，在進(jìn)行滑坡穩(wěn)定性力學(xué)計(jì)算時(shí)取天然重度19.6 kN/m3。

在坡體殘坡積土～全風(fēng)化花崗巖土層中取土樣6組，全～強(qiáng)風(fēng)化交界面取滑帶土樣8組，分別進(jìn)行室內(nèi)土工試驗(yàn)，土樣物理力學(xué)指標(biāo)均值分析如下：

殘坡積土～全風(fēng)化花崗巖物理力學(xué)指標(biāo)：密度ρ=1.96 g/cm3，天然快剪：凝聚力C=14.0 kPa，內(nèi)摩擦角φ=17.8°；飽和快剪：凝聚力C=11.0 kPa，內(nèi)摩擦角φ=13.6°。

全～強(qiáng)風(fēng)化交界面滑帶土物理力學(xué)指標(biāo)：密度ρ=1.97 g/cm3，天然快剪：凝聚力C=12.0 kPa，內(nèi)摩擦角φ=16.5°；飽和快剪：凝聚力C=10.2 kPa，內(nèi)摩擦角φ=12.6°。

在鉆孔巖芯中取滑床巖樣7組，進(jìn)行室內(nèi)巖石力學(xué)試驗(yàn)，滑床巖石物理力學(xué)指標(biāo)均值如下：天然快剪：凝聚力C=22.5 kPa，內(nèi)摩擦角φ=30.4°；飽和快剪：凝聚力C=18.3 kPa，內(nèi)摩擦角φ=26.7°。

綜合取值：巖土性狀有一定的差異，在不同地段的滑帶土的C，φ值也有變化，因此計(jì)算參數(shù)選取還應(yīng)采用反演法、當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)數(shù)值和規(guī)范綜合確定。根據(jù)滑坡目前穩(wěn)定狀態(tài)，按照穩(wěn)定系數(shù)為1.05反算出主滑面C,φ值，最后確定巖土物理力學(xué)參數(shù)計(jì)算指標(biāo)取值見(jiàn)表1，表2。

表1 滑帶土抗剪強(qiáng)度及內(nèi)聚力綜合取值

表2 滑床抗剪強(qiáng)度及內(nèi)聚力綜合取值

4.2 主滑面的確定

通過(guò)工程軟件搜索最危險(xiǎn)滑動(dòng)面，并與現(xiàn)場(chǎng)勘查判定的滑動(dòng)面進(jìn)行對(duì)比分析，確定本次對(duì)滑坡穩(wěn)定性計(jì)算中選擇主滑剖面2—2′和3—3′進(jìn)行計(jì)算。

4.3 計(jì)算工況的確定

滑坡體位于新縣縣城西南，本區(qū)域?yàn)榈卣鸹玖叶?度區(qū)，地震動(dòng)峰值加速度為0.05g，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.35 s。該滑坡與地下水位、降雨量大小及地震等因素密切相關(guān)，進(jìn)行滑坡的穩(wěn)定性計(jì)算考慮以下工況：1)天然狀態(tài)(自重)；2)暴雨(連續(xù)降雨)；3)地震；4)三種工況的組合。

4.4 計(jì)算方法的確定

因滑動(dòng)面是折線，且滑坡體主要成分是全風(fēng)化花崗巖，所以選用傳遞系數(shù)法進(jìn)行滑坡穩(wěn)定性系數(shù)及剩余下滑推力計(jì)算。

4.5 滑坡穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算

根據(jù)DZ/T 0218—2006滑坡防治工程勘查規(guī)范E.1.2滑動(dòng)面為折線形時(shí)穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算公式(E.9)分別計(jì)算2—2′-①，2—2′-②，3—3′剖面的穩(wěn)定系數(shù)，2—2′-①，2—2′-②，3—3′剖面的穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 滑坡穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算成果表

5 滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)結(jié)論

通過(guò)計(jì)算數(shù)據(jù)分析，在天然狀態(tài)下，2—2′剖面下部滑坡體處于穩(wěn)定狀態(tài)，上部處于不穩(wěn)定狀態(tài)，這和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查觀測(cè)到坡體上部出現(xiàn)張拉裂隙相吻合，3—3′剖面處于基本穩(wěn)定狀態(tài)；在暴雨工況下，2—2′剖面上部滑坡體將處于不穩(wěn)定狀態(tài),3—3′剖面處于不穩(wěn)定狀態(tài)。除局部因開(kāi)挖邊坡存在不穩(wěn)定外，自然條件下滑坡整體基本穩(wěn)定，存在大范圍失穩(wěn)變形的可能性較低；在暴雨條件下，滑坡體內(nèi)裂隙開(kāi)始發(fā)展，存在大范圍失穩(wěn)變形的可能性。同時(shí)也說(shuō)明，在目前情況下，坡體軟弱結(jié)構(gòu)面和暴雨是該滑坡失穩(wěn)的主要控制因素，因此，該滑坡在遇強(qiáng)降雨及治理工程施工期間應(yīng)加強(qiáng)巡查監(jiān)測(cè)，防止滑坡災(zāi)害發(fā)生。

[1] 李 奇，吳松峰.新縣西山路土坯凹滑坡治理工程施工圖設(shè)計(jì)書(shū)[R].2013.

[2] GB 50330—2002，建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范[S].

[3] 李 奇，吳松峰.新縣西山路土坯凹滑坡應(yīng)急勘查報(bào)告[R].2013.

[4] DZ/T 0218—2006，滑坡防治工程勘查規(guī)范[S].

[5] 周 瓊.某建筑場(chǎng)地巖質(zhì)開(kāi)挖邊坡穩(wěn)定性分析[J].山西建筑，2014，40(8)：73-75.

[6] 俞火明，魯華橋，潘永堅(jiān).浙江某滑坡變形機(jī)制分析及穩(wěn)定性評(píng)價(jià)[J].中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害與防治工程學(xué)報(bào)，2014，25(zk)：14-18.

The Tupi’ao landslide stability analysiscalculation and evaluation of the west hill road in Xinxian

Li Qi

(HenanProvinceNuclearGeology，Xinyang464000,China)

Combining engineering example, on the basis of the existing data on landslide geological exploration, analysis of various factors affecting the stability of the landslide, landslide using limit equilibrium method in different conditions and circumstances force the remaining decline in stability factor, and landslides the possibility of disaster analysis and evaluation, to provide technical references for exploration and management engineering landslide.

landslide， stability， limit equilibrium method， analysis and evaluation

2015-02-07

李 奇(1980- )，男，工程師

1009-6825(2015)11-0072-02

P642.22

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