徐單，柳長(zhǎng)柱，楊峰，陳毅，黃照杰(.東華理工大學(xué)水資源與環(huán)境工程學(xué)院,南昌 00 ；.海南省地質(zhì)調(diào)查院，?？?57006 ；.海南地質(zhì)綜合勘察設(shè)計(jì)院，?？?57006)

海南保亭縣甘什嶺滑坡成因分析及穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

徐單1，柳長(zhǎng)柱2，楊峰2，陳毅3，黃照杰3
(1.東華理工大學(xué)水資源與環(huán)境工程學(xué)院,南昌 330013 ；2.海南省地質(zhì)調(diào)查院，?？?570206 ；3.海南地質(zhì)綜合勘察設(shè)計(jì)院，?？?570206)

簡(jiǎn)要介紹了保亭縣甘什嶺滑坡的形態(tài)、地層巖性、水文地質(zhì)環(huán)境條件及地質(zhì)構(gòu)造等情況，分析了該滑坡的形成原因，并對(duì)其進(jìn)行穩(wěn)定性評(píng)價(jià)和危險(xiǎn)性分析，穩(wěn)定計(jì)算方法選用剩余推力傳遞法對(duì)滑坡穩(wěn)定性加以試算，其計(jì)算結(jié)果與滑坡實(shí)際情況基本吻合。通過以上分析，可得以下結(jié)論：當(dāng)滑坡在天然狀態(tài)下時(shí)，穩(wěn)定系數(shù)K的范圍在1.17～1.26之間，此時(shí)滑坡處于穩(wěn)定狀態(tài)；當(dāng)滑坡在飽水狀態(tài)下時(shí)，穩(wěn)定系數(shù)K的范圍在0.99～1.03之間，此時(shí)滑坡處于滑移狀態(tài)。

滑坡；形成原因；穩(wěn)定系數(shù)；危險(xiǎn)性分析

保亭黎族苗族自治縣地處海南島中南部?jī)?nèi)陸、五指山南麓，地跨東經(jīng)109°21′～109°48′，北緯18°23′～18°53′?？h境東西寬49 km，南北長(zhǎng)54 km，總面積1 167.34 km2，轄6個(gè)鎮(zhèn)， 3個(gè)鄉(xiāng)，3個(gè)國(guó)營(yíng)農(nóng)場(chǎng)和1個(gè)試驗(yàn)站。境內(nèi)局部地段人類工程活動(dòng)強(qiáng)烈，地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，是海南省地質(zhì)災(zāi)害較為發(fā)育的市縣之一。

甘什嶺滑坡位于甘什下村東西兩側(cè)、海榆中線北邊，因其臨近G224公路，從而受到省政府職能部門的高度重視。該滑坡近幾年來(lái)主要表現(xiàn)為前緣坡體變形，尤其在2002年9月曾發(fā)生山體滑坡事件，滑坡前緣坡體逐漸往公路方向滑移，導(dǎo)致G224公路邊擋土墻傾斜、排水溝被滑移下來(lái)的土塊和石塊損壞、公路附近甘什嶺下村的居民被迫搬遷,目前，滑坡滑移仍在繼續(xù)，公路邊擋土墻傾斜角度越來(lái)越大，威脅著過往行人及車輛。甘什嶺滑坡是保亭縣典型的堆積層(土質(zhì))滑坡，因此，對(duì)其成因和穩(wěn)定性進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，具有重大的實(shí)際意義。

1 滑坡概況

甘什嶺滑坡位于G224公路269 km處，此處屬保亭縣三道鎮(zhèn)甘什下村，地理坐標(biāo)為X：2036470，Y：19358595。北可通往保亭縣城，南可達(dá)三亞市，交通極為便利(圖1)。

圖1 滑坡區(qū)交通位置圖

甘什下村共分布有2個(gè)滑坡點(diǎn)，分別位于村東、西兩側(cè)。村西側(cè)的滑坡稱1號(hào)滑坡體；村東側(cè)的滑坡稱2號(hào)滑坡體。

村西側(cè)的1號(hào)滑坡體坡腳處的擋土墻基本穩(wěn)定，未發(fā)現(xiàn)變形跡象。但村東側(cè)的2號(hào)滑坡體坡腳擋土墻出現(xiàn)了大范圍的撕裂損毀，目前2號(hào)滑坡體仍處在發(fā)展和滑動(dòng)狀態(tài)，擋土墻的破損也說(shuō)明前期修建的抗滑樁和擋土墻的防滑功能正在減弱。針對(duì)這種情況，本文將選擇失穩(wěn)的2號(hào)滑坡體進(jìn)行分析研究，查明滑坡的發(fā)育規(guī)模和變形特征，并對(duì)滑坡穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1.1 滑坡形態(tài)

2號(hào)滑坡高程范圍為155～190 m，滑坡體坡度約為35°，主滑方向?yàn)?38°，滑坡前緣寬度為106 m，后緣寬度為64 m，滑坡長(zhǎng)度為47 m，滑坡體厚10.5～14.7 m,平均厚度約12.6 m，面積約為2 952 m2，體積約為37 195 m3。根據(jù)滑坡類型的分類方法，判斷此滑坡為一小型堆積層(土質(zhì))滑坡。

1.2 地形地貌

滑坡區(qū)屬于剝蝕丘陵區(qū)，滑坡區(qū)位于甘什嶺南側(cè)較為平緩開闊的山坡上，山體走勢(shì)西北高、東南低，相對(duì)高差較小，水系不發(fā)育，僅有幾條沖溝沿坡向匯流于坡腳溪流。滑坡后緣屬于高陡斜坡，坡度為35°～43°，后緣高程范圍在172～176 m。滑坡前緣屬于緩坡平臺(tái)，高程范圍在166～172 m，崩、滑坡積物坡度為15°～25°。

1.3 水文地質(zhì)條件

根據(jù)地下水的賦存條件、水理性質(zhì)和水力特征，滑坡區(qū)內(nèi)地下水可分為松散巖類孔隙水、基巖裂隙水兩類。松散巖類孔隙水主要儲(chǔ)存在區(qū)內(nèi)上覆花崗巖風(fēng)化殘積土層中，多以上層滯水方式存在，其水量較小，多屬季節(jié)性潛水，主要接受地表水、降水補(bǔ)給，并向地形低洼地帶排泄，或以蒸發(fā)的方式進(jìn)行排泄；裂隙水主要賦存于二疊紀(jì)花崗巖體中。巖體中的風(fēng)化裂隙是地下水儲(chǔ)存、運(yùn)移的主要通道，主要接受大氣降雨和地表水補(bǔ)給，排泄于溝谷中。據(jù)前期勘查資料結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)，地下水逕流模數(shù)M<3 l/s·km2，泉水流量q<0.5 l/s。

1.4 地層巖性

滑坡區(qū)位于巖漿巖分布區(qū)，地層缺失，區(qū)內(nèi)地表覆蓋層為花崗巖風(fēng)化土(Qeld(γ))，巖性主要為礫質(zhì)粘性土、粉質(zhì)粘土、砂質(zhì)粘性土。據(jù)物探資料及勘探鉆孔揭露殘積層厚度在10～14 m左右，其中滑體中部較厚，兩側(cè)略薄，滑坡后部最厚?；w中軸線地段厚，兩側(cè)薄，其物質(zhì)主要為礫質(zhì)粘性土、粉質(zhì)粘性土和砂質(zhì)粘性土等。

滑坡區(qū)內(nèi)巖漿巖為二疊紀(jì)晚世(角閃石)黑云母二長(zhǎng)花崗巖，據(jù)勘探鉆孔資料顯示，巖芯呈灰色，中細(xì)粒結(jié)構(gòu)，主要礦物成分為石英、長(zhǎng)石，巖體裂隙較發(fā)育，巖質(zhì)較硬。

1.5 地質(zhì)構(gòu)造及地震

滑坡區(qū)未發(fā)現(xiàn)活動(dòng)斷裂構(gòu)造，滑坡點(diǎn)北部10 km處有九所-陵水?dāng)嗔褞?，該斷裂帶在海西期和燕山期有?qiáng)烈活動(dòng)，分布有海西期牙籠角巖體，燕山期保城、南林等巖體，它們形成一條東西向花崗巖穹窿構(gòu)造，該構(gòu)造帶在保亭縣內(nèi)長(zhǎng)約為20 km。

2 滑坡成因分析

滑坡體形成機(jī)制包括滑坡的內(nèi)因和外在兩個(gè)方面。斜坡的破壞機(jī)理是由各種因素綜合確定的，其中內(nèi)因方面的地質(zhì)因素包括：地形地貌因素、巖性因素、水文地質(zhì)因素等，外因方面則有持續(xù)的強(qiáng)降雨及水流作用和人類活動(dòng)(包括農(nóng)業(yè)及工程活動(dòng))。

2.1 內(nèi)因方面

地形地貌因素：滑坡區(qū)的地貌單元屬構(gòu)造剝蝕丘陵區(qū)，從微地貌單元看處于陡坡-緩坡過渡地帶，滑坡平面上呈現(xiàn)西北高東南低的趨勢(shì)，高程在155～190 m，坡角為25°～43°?；聟^(qū)位于九所-陵水?dāng)嗔褞喜考s10 km處，同時(shí)受三亞斷裂帶的影響，夾于兩個(gè)斷裂帶之間，形成了相對(duì)高差較小且坡度適中的一種地形地貌，局部地區(qū)形成了陡崖區(qū)，使斜坡地帶的松散土體、石塊等貯備了一定的勢(shì)能，形成良好的臨空條件，為斜坡體的最終失穩(wěn)提供了良好的先決條件。

巖層因素：據(jù)對(duì)滑坡區(qū)鉆探所得資料顯示，滑坡區(qū)上部以二疊紀(jì)花崗巖風(fēng)化殘積土為主，夾雜著少量孤石塊，下伏二疊紀(jì)花崗巖，透水性差，形成一個(gè)相對(duì)阻水面?；露逊e土體主要物質(zhì)有礫質(zhì)粘性土、粉質(zhì)粘土和砂質(zhì)粘性土等，土體顆粒大小不一，分選較差，結(jié)構(gòu)松散，而且透水性較強(qiáng)。在滑坡體兩側(cè)見有基巖出露，并形成一條寬約2.7 m的沖溝，有利地將大氣降水和地表徑流匯集，為滑坡的產(chǎn)生提供了充足的水源和物源。

水文地質(zhì)因素：水對(duì)斜坡土石的作用，是形成滑坡的重要條件。地下水、地表水可以改變斜坡的外形，當(dāng)水滲入上部碎石土層中后，不但可以增大了上部碎石土的下滑力，而且可以迅速改變碎石土的性質(zhì)，降低其抗剪強(qiáng)度，從而起到“潤(rùn)滑劑”的作用。

2.2 外因方面

人類活動(dòng)因素農(nóng)業(yè)活動(dòng)方面：由于當(dāng)?shù)鼐用穹N植開墾，使得原本山區(qū)森林植被遭到破壞，取而代之的是種上了檳榔樹、橡膠樹等，這類樹種特性為根短枝干長(zhǎng)，固水持土能力較低，從而使得斜坡體原始自然平衡條件發(fā)生變化，久而久之，斜坡體穩(wěn)定性下降，導(dǎo)致最終失穩(wěn)。

工程活動(dòng)方面：由于斜坡坡腳的施工開挖，影響了坡體的穩(wěn)定性，坡面形成的拉張裂隙又加劇了地下水的下滲，并且G224公路工程完成后截排水設(shè)施修建不完善，導(dǎo)致滑坡前緣坡體地下水難以排出，增大了坡體前緣孔隙水壓力，減弱了穩(wěn)定性，從而引起了坡體變形失穩(wěn)乃至滑移。

降雨因素：每年4～10月，滑坡區(qū)臺(tái)風(fēng)、降雨頻繁，據(jù)氣象資料顯示，區(qū)內(nèi)年均降雨量為1 821.5 mm。大氣降雨對(duì)滑坡的誘發(fā)作用主要體現(xiàn)在降雨過程中增加了滑動(dòng)體的自重(即飽水狀態(tài)下的土體)，增大了土體間的孔隙水壓力，使處于極限平衡的坡體產(chǎn)生滑動(dòng)。

3 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算與評(píng)價(jià)

3.1 穩(wěn)定性計(jì)算

為了科學(xué)準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)邊坡的穩(wěn)定性，防止邊坡地質(zhì)災(zāi)害的再次發(fā)生，本節(jié)將對(duì)坡體進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算與分析。計(jì)算方法選用剩余推力傳遞系數(shù)法對(duì)滑坡穩(wěn)定性加以試算，該方法適用于滑面為任意形狀的穩(wěn)定性計(jì)算，計(jì)算公式[2]如下：

式中,Ri=Nitanφi+ciLi

Ni=(Wi+Kyi+Dyi+Pyi)cosθi+(Kxi+Dxi+Eai+Pxi)sinθi+Ui

Ti=(Wi+Kyi+Dyi+Pyi)sinθi+(Kxi+Dxi+Eai+Pxi)cosθi

ψi=cos(θi-θi+1)-sin(θi-θi+1)tanφi+1

作用力符號(hào)規(guī)定：垂直作用力向下為正，向上為負(fù)；水平作用力向坡下為正，向坡上為負(fù)。本次對(duì)滑坡穩(wěn)定性計(jì)算中，選擇Ⅰ-Ⅰ′、Ⅱ-Ⅱ′剖面進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算時(shí)取滑體的單位寬度為1.0 m，簡(jiǎn)化為二維問題進(jìn)行計(jì)算。滑體天然容重值參考《重大地質(zhì)災(zāi)害防治方法與工程治理方案選擇及設(shè)計(jì)計(jì)算手冊(cè)》中不同巖石物理力學(xué)指標(biāo)參數(shù)表，取值為20.5 kN/m3，飽水狀態(tài)下滑土體的重度取22 kN/m3。根據(jù)土工試驗(yàn)成果：天然狀態(tài)下，給定滑動(dòng)面的抗剪強(qiáng)度C值、φ值，并取其綜合值(結(jié)果見表2)。計(jì)算分塊示意圖見圖2，平面圖見圖3，工程地質(zhì)剖面圖見圖4、圖5。

圖2 甘什嶺滑坡穩(wěn)定性計(jì)算分塊示意圖

3.2 計(jì)算結(jié)果及分析

通過理正邊坡穩(wěn)定性分析軟件進(jìn)行計(jì)算，滑坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果見表1、表2。

1.剖面線及編號(hào)；2.鉆孔及編號(hào)；3.推測(cè)滑坡邊界；4.主滑方向；5.滑坡前緣強(qiáng)烈變形區(qū)；6.錯(cuò)落陡坎；7.遭到破壞的擋土墻圖3 甘什嶺滑坡勘查平面部署圖

1.鉆孔及編號(hào);2.地層界線；3.滑動(dòng)面及滑動(dòng)方向；4.地下水水位；5.礫質(zhì)粘性土；6.粉質(zhì)粘土；7.砂質(zhì)粘土；8.強(qiáng)風(fēng)化花崗巖；9.中風(fēng)化花崗巖圖4 甘什嶺滑坡Ⅰ-Ⅰ′工程地質(zhì)剖面圖

1.鉆孔位置及編號(hào);2.地層界線；3.滑動(dòng)面及滑動(dòng)方向；4.地下水水位；5.礫質(zhì)粘性土；6.粉質(zhì)粘土；7.砂質(zhì)粘土；8.中風(fēng)化花崗巖圖5 甘什嶺滑坡Ⅱ-Ⅱ′工程地質(zhì)剖面圖

表1 甘什嶺滑坡剖面各滑塊滑坡剩余下滑力計(jì)算表

表2 甘什嶺滑坡剖面計(jì)算參數(shù)與穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算表

根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果可知，在飽水狀態(tài)的情況下，各滑塊的滑坡推力變大，穩(wěn)定系數(shù)變小。從調(diào)查的情況可知，滑坡有發(fā)生變形。本次對(duì)滑坡整體穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算分析，其結(jié)果與滑坡實(shí)際情況基本吻合。因此，通過上述分析可得結(jié)論如下：

當(dāng)滑坡在天然狀態(tài)下時(shí)，穩(wěn)定系數(shù)K的范圍在1.17～1.26之間，此時(shí)滑坡處于穩(wěn)定狀態(tài)；當(dāng)滑坡在飽水狀態(tài)下時(shí)，穩(wěn)定系數(shù)K的范圍在0.99～1.03之間，此時(shí)滑坡處于滑移狀態(tài)。

由以上計(jì)算結(jié)果及分析可知，保亭縣甘什嶺的滑坡活動(dòng)從最初的穩(wěn)定階段將逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榫徛齐A段。如若不加以重視，任由其受到如強(qiáng)降雨、臺(tái)風(fēng)等不利因素的影響，該滑坡的滑移活動(dòng)必將加劇，從而導(dǎo)致突發(fā)性的大規(guī)模下滑，對(duì)G224公路及周邊車輛行人造成巨大的安全威脅。

4 結(jié)語(yǔ)

從該滑坡歷史變形來(lái)看,人類工程活動(dòng)及降雨是滑坡產(chǎn)生的兩大主導(dǎo)因素。目前該滑坡在天然狀態(tài)下仍處于穩(wěn)定狀態(tài)，該滑坡如不及時(shí)整治，在外在激發(fā)因素(如暴雨、臺(tái)風(fēng)等)的作用下土體可能會(huì)加劇下滑，直接威脅過往車輛及行人?；碌幕顒?dòng)關(guān)系到保亭縣的穩(wěn)定、繁榮和發(fā)展，影響著三道鎮(zhèn)地區(qū)旅游業(yè)、農(nóng)業(yè)、林業(yè)等發(fā)展。如果應(yīng)急治理措施及時(shí)，則有可能阻止或減緩滑坡的變形破壞和滑動(dòng)趨勢(shì)的發(fā)展，使其達(dá)到相對(duì)穩(wěn)定，從而減小或消除對(duì)保亭縣三道鎮(zhèn)地區(qū)的巨大威脅。

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作者簡(jiǎn)介：徐單(1992- )，男，東華理工大學(xué)在讀碩士，專業(yè)：地質(zhì)資源與地質(zhì)工程；研究方向：地質(zhì)工程。E-mail:867181381@qq.com

THE ANALYSIS OF GENETIC CAUSE AND STABILITY ASSESSMENT FOR GANSHENLING IN BAOTING COUNTY OF HAINAN PROVINCE

XU Dan1,LIU Chang-zhu2,YANG Feng2,CHEN Yi3,HUANG Zhao-jie3
(1.East China University of Technology,School of Water Resources and Envrionmentel Eengieering,Nanchang 330013，China；2.Geology Investigation Institute of HaiNan Province，Haikou 570206，China；3.Comprehensive Geological Survey and Design Institute of HaiNan Province, Haikou 570206,China)

The paper briefly introduces the shape features, geological lithology, environmental conditions and geological structure of GanShenLing landslide in BaoTing county. Analyzed the formation cause of the landslide, and make a stability evaluation and risk analysis of it, It is used residual thrust method in the stability calculation to calculate for the stability of landslide, the calculation results and the landslide roughly tallying with the actual situation. Through the above analysis can draw the following conculsions: Under the natural state, the landslide is in steady state while the stability factor range between 1.17 and 1.26; Under the heavy rain state, the landslide is in sliding state while the stability factor range between 0.99 and 1.03.

landslide; formation cause; residual thrust ; stability factor

1006-4362(2016)04-0008-05

2016-09-20改回日期： 2016-11-17

P642.22

A