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【摘 要】本文基于元壩某井場進(jìn)場道路1號滑坡的現(xiàn)場調(diào)查及勘察工作，運用Geo-Studio軟件中的SLOPE/W模塊分析該滑坡在天然、暴雨兩種工況下的穩(wěn)定性，結(jié)果表明滑坡在天然工況下處于欠穩(wěn)定～基本穩(wěn)定狀態(tài)，在暴雨工況下處于不穩(wěn)定狀態(tài)?；诨碌膶嶋H情況及穩(wěn)定性分析結(jié)果，提出設(shè)置截排水溝與抗滑擋土墻的綜合防治措施。

【關(guān)鍵詞】滑坡；變形破壞特征；成因機制；穩(wěn)定性分析；防治措施

0 前言

21世紀(jì)以來，社會飛速發(fā)展，各類工程活動正不斷改變著人類的生活環(huán)境，同時，地質(zhì)環(huán)境也產(chǎn)生著巨大的改變，由此衍生出諸多的工程災(zāi)害，滑坡作為主要的災(zāi)害形式之一，出現(xiàn)于各類工程中，成為影響工程活動進(jìn)度及安全的重要因素。

根據(jù)以往的案例分析發(fā)現(xiàn)，工程中滑坡產(chǎn)生的誘因主要為降雨、邊坡開挖、隨意堆載等，其中邊坡開挖最為常見。謝朝貴[1]對該類滑坡成因機制進(jìn)行深入分析，從施工角度評價對滑坡的影響，提出了類似工程施工借鑒方法；唐東旗[2]根據(jù)開挖速度的快慢和影響因素將由坡腳開挖所引起的黃土滑坡劃分為快速開挖-拉剪滑移模式黃土滑坡、開挖與降雨耦合模式的黃土滑坡和開挖與凍融耦合模式的黃土滑坡，并對每種類型滑坡發(fā)生機制和滑坡特征進(jìn)行了分析。眾多學(xué)者在分析滑坡的成因機制、變形破壞特征及模式的同時提出多種治理措施，常見的為抗滑樁、擋土墻、排水、坡體錨固等[3-4]；羅麗娟等[5]總結(jié)國內(nèi)外滑坡支護研究現(xiàn)狀，從安全、經(jīng)濟、性能三方面分析滑坡防治對策。為了提出科學(xué)合理的防治措施，應(yīng)準(zhǔn)確認(rèn)識滑坡形成條件、成因機制、變形破壞特征、穩(wěn)定性等[6]。

對于元壩某井場進(jìn)場道路1號滑坡，筆者深入闡明了該滑坡的成因機制，同時采用數(shù)值軟件定量分析其穩(wěn)定性，并提出了有效的防治措施。

1 滑坡區(qū)概況

研究區(qū)地處川中盆地北緣，地勢北西高，南東低，屬于低山地貌。滑坡區(qū)位于雙河場背斜北西側(cè)，未見斷層發(fā)育，受雙河場背斜和鴨兒寨向斜影響，地層產(chǎn)狀平緩，區(qū)內(nèi)地震活動性較弱。

滑坡位于四川省閬中市龍泉鎮(zhèn)溝溪鄉(xiāng)，平面形態(tài)呈“扇形”（詳見圖1），主滑方向212°，后緣以最后一級裂縫為界，前緣以南西側(cè)房屋～坡體下部臺坎陡緩交界處一線為界，西側(cè)以坡體西側(cè)道路～居民房屋一線為界，東側(cè)以坡體東側(cè)道路至坡體前緣一線為界。滑坡縱向長約35m，橫向?qū)捈s45～60m，滑體厚度約0.7～2.2m，后緣高程428m，前緣高程420m，相對高差8m，展布面積約1520m2，總體積約2280m3?；聟^(qū)受井場開發(fā)影響，在修建進(jìn)場道路過程中對自然坡進(jìn)行開挖放坡、人工堆填碎石土，對坡體產(chǎn)生負(fù)荷加載作用，由此可知，該滑坡屬小型推移式淺層土質(zhì)滑坡?；聟^(qū)大部分為旱地，由高至低呈階梯狀，總體坡度約13°?；w為含碎石、夾沙粉質(zhì)粘土，滑床由殘坡積層和泥巖組成，巖層產(chǎn)狀為330°∠3°。

滑坡區(qū)地層主要由第四系全新統(tǒng)（Q4）覆蓋層和白堊系下統(tǒng)蒼溪組（K1c）基巖組成（詳見圖2）。第四系覆蓋層主要為殘坡積粉質(zhì)粘土、人工填土，下覆基巖為紫紅色泥巖、灰～灰白色砂巖。

2 變形破壞特征及成因機制分析

2.1 變形破壞特征

2014年5月道路建成以來，未經(jīng)過雨季，至7、8月閬中地區(qū)普降雨，坡體從2014年9月14日開始發(fā)生變形，具體表現(xiàn)為坡體西側(cè)土質(zhì)陡坎下錯，北側(cè)拉裂，南西側(cè)前推。2014年10月8日至9日對現(xiàn)場進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)坡體變形加劇，已形成滑坡，滑坡后緣拉裂縫寬約2～10cm，西側(cè)坡體上樹木和電桿向后緣傾斜，南西側(cè)居民宅院內(nèi)水泥地板鼓脹隆起，南西側(cè)陡坎下錯約0.4～0.8m，坡體上可見明顯裂縫7處，詳見表1。

2.2 影響因素分析[7-10]

2.2.1 地形地貌

滑坡為緩傾反向坡，巖層傾角與坡角存在一定夾角，地形特征為上陡下緩，平均坡度約13°，整體坡度較緩，前緣為陡坎，為滑坡提供了較好的臨空條件。

2.2.2 地層巖性

滑坡區(qū)出露的地層主要為第四系全新統(tǒng)（Q4）覆蓋層和白堊系下統(tǒng)蒼溪組（K1c）的泥巖，巖層反向緩傾坡內(nèi)，不利于地下水排泄，致使雨水易于匯集坡內(nèi)；滑體土為含碎石粉質(zhì)粘土，土體結(jié)構(gòu)松散，利于雨水下滲，并在坡體后緣碎石人工填土與殘坡積物界面處富集，利于地表水下滲軟化土體，形成滑帶。

2.2.3 降雨

降雨，尤其是長期降雨，將對滑坡的穩(wěn)定性造成顯著影響。短期內(nèi)的集中降雨，后緣排水溝可以在較短時間內(nèi)將其排泄出去，長期降雨易于雨水匯集，下滲坡體提高地下水位，后緣水頭增高，從而改變滑坡原有的應(yīng)力狀態(tài)，即孔隙水應(yīng)力迅速升高，而有效應(yīng)力迅速降低，這就造成坡體抗剪強度降低，從而使滑坡的穩(wěn)定性條件迅速惡化，產(chǎn)生變形。另一方面，長期降雨滲入到坡體和滑面，增加土體自重應(yīng)力，增大了下滑力，同時土體產(chǎn)生物理化學(xué)效應(yīng)，軟化滑面，而產(chǎn)生局部應(yīng)力集中現(xiàn)象，這對滑坡的穩(wěn)定性也是不利的。該地區(qū)降雨豐富，多年平均降水量998.5mm。在一年中的各月之間，各季度之間差異很明顯，出現(xiàn)長期降雨的可能性很大，滑坡后緣修建有排水溝，溝底巖土體發(fā)育多組陡深裂縫，地表水易滲入滑坡體，一方面飽和加載，另一方面軟化坡體巖土體。由此可見，降雨是影響該滑坡穩(wěn)定性的重要因素。

2.2.4 地震

研究區(qū)受地震活動影響較弱，據(jù)“中國地震資料年表”統(tǒng)計，本區(qū)地震活動低頻，對滑坡穩(wěn)定性影響較小。

2.2.5 人類工程活動

滑坡后部堆積厚度約4m的碎石填土，以堆填土作為道路路基，加大了坡體的荷載，同時每天行車反復(fù)加載，對滑坡的穩(wěn)定性影響較大。道路右側(cè)修建有排水溝，據(jù)調(diào)查發(fā)現(xiàn)后緣排水溝溝底水泥抹面效果較差，地表水對坡體后緣沖涮侵蝕，雨季易匯水下滲到坡體內(nèi)，對滑坡的穩(wěn)定性影響較大。

2.3 成因機制分析

滑坡變形受多種因素互相影響。該滑坡總體地形上陡下緩，由于堆填近4m厚的碎石土，改變了原有地貌，坡體后部坡度約35°，坡體前部坡度約13°，為反向坡，且?guī)r層傾角與坡角有較小夾角，不利于地下水排泄出坡體外，易于儲水，利于滑坡的形成，

坡體巖土結(jié)構(gòu)為松散粉質(zhì)粘土覆蓋于泥巖之上，泥巖為相對隔水層。據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，地下水水位約為1.2m，局部低于1m。坡體后緣建有道路和排水溝，道路為坡體后緣提供了外在反復(fù)加載作用，水溝為后緣匯水和地表水下滲提供了良好的匯水和水動力通道條件。

近段時間以來閬中普降暴雨，地表水通過后緣溝道和滑體下滲至基覆界面，在該處富集運移，后緣水頭增高，形成了較大的靜水壓力，并增大巖土體容重，同時軟化了巖土體，降低了抗剪強度?；虑熬墳槎缚?，具備臨空條件，土體滑動后牽引后緣較厚土體隨之向前產(chǎn)生多級滑移。

該滑坡體在未修筑進(jìn)場道路之前是處于穩(wěn)定狀態(tài)的，道路的修筑導(dǎo)致坡體之上荷載顯著增加。自2014年5月道路建成以來，該區(qū)經(jīng)歷了7-8月的雨季，滑坡后緣土體在降雨后，雨水匯集并下滲至坡體，軟化了基覆界面，由于是反向坡，地下水不易于排泄，土體物理性質(zhì)差，結(jié)構(gòu)松散，土體易下滲地表水匯集于坡體內(nèi)，長期浸潤軟化巖土體。在后緣荷載增加的情況下，前緣逐漸出現(xiàn)鼓脹現(xiàn)象，充分體現(xiàn)出了推移式滑坡的特點。

3 穩(wěn)定性分析

3.1 滑體土物理力學(xué)特征

本次共取樣4件，試樣YP1-1、YP1-2取樣位置位于滑體中部臺地的探槽1（TC1），YP1-3取樣位置位于滑坡前緣，YP1-4取樣位置位于滑體中部臺地的探槽2（TC2），通過室內(nèi)土工試驗獲得土體物理力學(xué)參數(shù)，詳見表2。

表2 土工試驗成果表

3.2 穩(wěn)定性計算及分析

3.2.1 計算模型及參數(shù)選取

基于現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果及本文2.3節(jié)滑坡成因機制分析，計算模型選取縱剖面1-1，、2-2，作為計算剖面，采用Geo-Studio軟件中的SLOPE/W模塊計算滑坡在天然、暴雨兩種工況下的穩(wěn)定性。

巖土物理力學(xué)參數(shù)選取的合理與否是滑坡穩(wěn)定性計算與分析的關(guān)鍵所在，本次計算參數(shù)由室內(nèi)土工試驗、工程類比及參數(shù)反演綜合確定。

經(jīng)對室內(nèi)土工試驗結(jié)果的分析及對滑坡具代表性剖面的反演分析，綜合確定滑體土天然重度為19.4kN/m3，飽和重度為20.1kN/m3。本次選取2-2′剖面進(jìn)行反演，由于滑坡地下水位埋深1.2m，地表水匯集于滑坡表面且排泄不通暢，故滑面長期處于飽水狀態(tài)，則天然、暴雨狀態(tài)采用值相同。按2-2′剖面處于極限平衡狀態(tài)即k=1.00進(jìn)行參數(shù)反演，得出飽和殘剪值c=10.2kPa，？準(zhǔn)=9.5？觷，此時2-2′剖面的穩(wěn)定性系數(shù)為1.01，然后將所得出的參數(shù)代入到1-1′剖面進(jìn)行驗算，得到1-1′剖面穩(wěn)定性系數(shù)為1.12，處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，與野外實際調(diào)查的結(jié)果相一致，故取滑帶土飽和殘余值c=10.2kPa，？準(zhǔn)=9.5？觷，詳見表3。

表3 滑帶土抗剪強度參數(shù)綜合取值表

3.2.2 穩(wěn)定性計算及評價

根據(jù)坡體變形破壞特征、滑體結(jié)構(gòu)及成因機制分析，計算主滑面1-1、2-2在兩種工況下的穩(wěn)定性。由于滑坡后緣堆筑有碎石土路堤，坡體中下部有多個陡坎，在后緣填筑路堤荷載的作用下，滑坡極有可能沿坡體中下部某處剪出，因此，有必要對滑坡可能存在的次級滑面進(jìn)行穩(wěn)定性評價，本次對次級滑面1-1、2-2僅做暴雨工況下的穩(wěn)定性計算，計算結(jié)果詳見表4。

表4 滑坡穩(wěn)定性計算結(jié)果

穩(wěn)定性計算結(jié)果表明：主滑面坡體在天然工況下處于欠穩(wěn)定～基本穩(wěn)定狀態(tài)，暴雨工況下處于不穩(wěn)定狀態(tài)，降水沿已有裂縫入滲，軟化、泥化坡體，促使滑坡進(jìn)一步變形，發(fā)生整體滑動的可能性較大。

次級滑面暴雨狀態(tài)下穩(wěn)定性系數(shù)大于1.10，整體處于穩(wěn)定狀態(tài)，發(fā)生整體失穩(wěn)的可能性較小。

4 防治措施

根據(jù)野外調(diào)查及室內(nèi)計算分析，滑坡基覆界面長期浸泡于地下水位以下，該地區(qū)降雨后土體一般處于飽和狀態(tài)，地表水排泄困難，這些水富集于基覆界面，容易軟化土體，并形成水頭壓力，推擠滑坡變形。為了盡快消除地質(zhì)災(zāi)害隱患，保證滑坡區(qū)居民生命財產(chǎn)安全及進(jìn)場道路的安全運行，基于滑坡的基本特征、變形破壞機制及影響因素，防治方案建議采用抗滑擋土墻+截排水工程。

抗滑擋土墻工程：滑坡前緣設(shè)置抗滑擋土墻，同時應(yīng)設(shè)泄水孔，并在墻體右側(cè)設(shè)排水溝，墻體左側(cè)設(shè)排水盲溝，既保護了坡體上的居民，又保護了耕地。

截排水工程：綜合采取地上、地下排水工程，在坡體后緣設(shè)截水溝，同時修整原有排水溝。

5 結(jié)論及建議

基于現(xiàn)場調(diào)查、測繪、井探及室內(nèi)試驗成果，全面、系統(tǒng)地查明了進(jìn)場道路1號滑坡的基本特征及環(huán)境地質(zhì)條件，采用地質(zhì)分析和穩(wěn)定性計算的方法，得出了如下結(jié)論：

1）滑坡屬于小型推移式淺層土質(zhì)滑坡，主要受地下水影響使其整體滑動。

2）滑坡變形主要是地下水未及時排泄，富集于巖土體，軟化土體，形成水頭壓力，推擠前面土體滑移，加劇前緣鼓脹，使滑坡滑動。此外，坡體后緣由碎石土堆填而成的道路對滑坡的穩(wěn)定性具一定影響。

3）穩(wěn)定性計算表明：滑坡在天然工況下處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，在暴雨工況下處于不穩(wěn)定狀態(tài)，野外調(diào)查與計算結(jié)果吻合。

4）擬對滑坡綜合采取地上、地下排水措施，設(shè)截排水溝及排水盲溝，在滑坡前緣整體設(shè)置抗滑擋土墻支護滑坡。

5）建議在治理前做好監(jiān)測工作，尤其是雨季，應(yīng)完善防災(zāi)預(yù)案，做好應(yīng)急防治措施。

6）建議加強地質(zhì)災(zāi)害區(qū)地質(zhì)生態(tài)環(huán)境保護，避免土體開挖；在滑坡治理工程完成后仍需加強區(qū)內(nèi)人類工程活動的管理，避免人為誘發(fā)加劇地質(zhì)災(zāi)害。

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[責(zé)任編輯：田吉捷]