林志紅 師 邑

(1.中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，湖北 武漢 430074； 2.中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，陜西 西安 710075)

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降雨與開(kāi)挖作用下碎石土滑坡變形破壞機(jī)制分析

林志紅1師 邑2

(1.中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，湖北 武漢 430074； 2.中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，陜西 西安 710075)

結(jié)合劍斗互通A匝道滑坡的工程地質(zhì)條件，介紹了碎石土滑坡形態(tài)與滑坡體結(jié)構(gòu)的特征，并分析了該滑坡的變形破壞機(jī)制，指出降雨是滑坡主要誘發(fā)因素，邊坡開(kāi)挖是滑坡的外部主要?jiǎng)恿σ蛩亍?/p>

碎石土滑坡，降雨，邊坡開(kāi)挖，地質(zhì)條件

0 引言

堆積層滑坡主要發(fā)生在第四系及松散堆積層中，滑體物質(zhì)主要由崩積物、崩坡積物及沖積與崩坡積混合物堆積而成，由于滑坡巖土體物質(zhì)不同，滑坡的破壞模式亦有不同[1-4]?；率且?yàn)槠麦w因多種因素耦合而產(chǎn)生的變形，在多種誘發(fā)因素下而產(chǎn)生滑動(dòng)的地質(zhì)現(xiàn)象。降雨或地下水是碎石土滑坡的主要誘發(fā)因素[5，6]。許建聰?shù)萚7]通過(guò)分析降雨作用下碎石土滑坡的變形解體破壞過(guò)程，揭示了降雨作用下中深層碎石土滑坡變形解體破壞的主要機(jī)制和一般的力學(xué)機(jī)制。

上述的研究大多是基于降雨或地下水位變化誘發(fā)滑坡，由此基礎(chǔ)上進(jìn)行堆積層滑坡穩(wěn)定性或滑動(dòng)機(jī)理的分析。在眾多的文獻(xiàn)中，對(duì)強(qiáng)降雨下現(xiàn)場(chǎng)滑坡變形監(jiān)測(cè)及變形破壞機(jī)制的研究較少。本文選擇劍斗互通AK0+875～AK1+100段的典型碎石土滑坡作為研究對(duì)象，分析降雨及開(kāi)挖作用對(duì)滑坡穩(wěn)定性的影響及變形破壞機(jī)制，并對(duì)滑坡體進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)地表監(jiān)測(cè)和深孔位移監(jiān)測(cè)，分析滑坡體的變形破壞特征，為此類滑坡的判別、防范和治理提供理論依據(jù)。

劍斗互通AK0+875～AK1+100右側(cè)邊坡滑坡段位于安溪縣東陽(yáng)村境內(nèi)，線路走向約330°。該段公路設(shè)計(jì)為整體挖方路基形式，右側(cè)形成路塹邊坡。原設(shè)計(jì)為二級(jí)～五級(jí)邊坡，每級(jí)坡高8 m，坡率為1∶1.0～1∶1.25，平臺(tái)寬2.0 m，目前坡面基本成形。

2013年6月，AK0+875～AK0+970邊坡開(kāi)始開(kāi)挖，原設(shè)計(jì)邊坡為二級(jí)～五級(jí)邊坡，適逢雨季，邊坡開(kāi)挖后四、五級(jí)邊坡出現(xiàn)小型垮塌，邊坡外出現(xiàn)裂縫，裂縫較小，裂隙寬度為1 cm～5 cm。邊坡開(kāi)挖后，在2013年7月～8月以來(lái)，接連經(jīng)受強(qiáng)臺(tái)風(fēng)“蘇力”“潭美”和“天兔”等影響，連續(xù)強(qiáng)降雨，雨水入滲坡體。由于場(chǎng)地內(nèi)分布較厚的殘坡積碎石土，孔隙大，滲透性好，降雨時(shí)地表水快速滲入邊坡坡體。由于邊坡坡頂后方見(jiàn)有一泉眼，數(shù)量較大，沿沖溝徑流，流至邊坡坡頂。特別是邊坡開(kāi)裂后，大量地表水從后緣裂縫處直接滲入坡體，使得邊坡的巖土體物理力學(xué)參數(shù)指標(biāo)(粘聚力和摩擦角)降低，邊坡穩(wěn)定性下降。邊坡后緣裂隙張開(kāi)寬為2 cm～15 cm的裂隙，延伸長(zhǎng)30 m～45 m，下錯(cuò)10 cm～45 cm。

2013年10月1日～10月7日期間，施工單位對(duì)邊坡AK0+970～AK1+100右側(cè)邊坡再次進(jìn)行開(kāi)挖，邊坡開(kāi)挖至一級(jí)邊坡時(shí)滑坡開(kāi)始滑動(dòng)，路塹邊坡產(chǎn)生變形、滑移和山體開(kāi)裂，路塹頂后緣山體出現(xiàn)較多張拉裂縫(裂縫寬一般為5 cm～30 cm)，滑坡后緣山體形成0.5 m～1.5 m錯(cuò)臺(tái)，滑坡體明顯滑移，滑坡周界明顯。

邊坡開(kāi)挖使坡腳形成臨空面，破壞了原先的平衡狀態(tài)，形成了工程滑坡，滑坡主滑方向?yàn)?70°。目前該段路塹邊坡產(chǎn)生變形、滑移和山體開(kāi)裂，路塹頂后緣山體出現(xiàn)不同程度的地表裂縫和滑坡臺(tái)階，滑坡體明顯滑移，滑坡周界明顯，見(jiàn)圖1，圖2。

1 滑坡工程地質(zhì)條件

2 碎石土滑坡基本特征

2.1 滑坡形態(tài)特征

碎石土滑坡位于莆田至永定(閩粵界)高速公路劍斗互通AK0+875～AK1+100里程段右側(cè)，該滑坡呈馬鞍形，前緣以開(kāi)挖一邊坡為界，兩側(cè)及后緣滑壁以錯(cuò)落坎之間連續(xù)的弧形張裂縫為界?；麦w剪出口位于一、二級(jí)開(kāi)挖邊坡上，滑坡周界特征明顯,呈不規(guī)則圈椅狀,壁面傾角陡立，見(jiàn)圖3。

滑坡周界以斜坡上近弧形張裂縫為界，縱向長(zhǎng)約90 m，橫向長(zhǎng)約110 m，面積約6 520 m2，鉆探揭露滑坡體厚度為10 m～15 m，滑體規(guī)模約8.5×104m3,屬牽引式大型中層滑坡。綜合滑坡后緣裂縫、周界裂縫和滑動(dòng)面等綜合分析主滑方向?yàn)?70°，滑坡體主滑方向與路線成60°左右斜交，見(jiàn)圖3。

2.2 滑坡體結(jié)構(gòu)特征

1)滑坡體?；麦w主要由碎石土、塊石土及含碎石粉質(zhì)粘土組成，其物質(zhì)組成與原斜坡處地層巖性基本一致，滑坡體結(jié)構(gòu)松散，穩(wěn)定性極差?；禄不鶐r為二疊系下統(tǒng)砂巖、炭質(zhì)泥巖夾砂巖。

2)滑帶、滑動(dòng)面及滑床。根據(jù)滑坡后緣滑壁特征與前緣滑體剪出口特征，判斷滑坡發(fā)生于斜坡碎石土中，前緣滑面與后緣滑壁下端相接，呈滑弧式滑面，于剪出口處可見(jiàn)光滑鏡面，見(jiàn)圖4。由于滑坡體主要由碎塊石組成，粘粒含量較少，滑帶不明顯，僅局部可見(jiàn)厚約10 mm～20 mm的擠壓含砂礫石粘性土。滑床由碎塊石土與強(qiáng)風(fēng)化炭質(zhì)泥巖夾砂巖組成?；不鶐r產(chǎn)狀為185°∠32°，發(fā)育二組節(jié)理裂隙，其產(chǎn)狀分別為353°∠27°，143°∠23°。

2.3 滑坡體的變形、裂隙特征

滑坡變形明顯，主要變形特征為前緣剪出，后緣滑體錯(cuò)落、沿順坡向滑移，滑體上形成一系列近于平行設(shè)計(jì)公路走向的拉張裂縫，少量垂直公路走向的剪切裂縫；裂隙特征及分布形態(tài)詳見(jiàn)圖5。

3 滑坡變形破壞機(jī)制分析及應(yīng)急處理措施

3.1 強(qiáng)降雨對(duì)滑坡的影響

2013年5月～8月臺(tái)風(fēng)化強(qiáng)降雨，雨水大量滲入坡體松散堆積層與強(qiáng)風(fēng)化層中，巖土體遇水軟化、巖土體的抗剪強(qiáng)度降低，施工開(kāi)挖后臨空狀態(tài)碎塊石堆積體，在飽水的狀態(tài)下發(fā)生滑移。因此強(qiáng)降雨是形成滑坡的主要誘發(fā)因素。

滑坡區(qū)斜坡下伏基巖為二疊系下統(tǒng)炭質(zhì)泥巖夾砂巖，受區(qū)域構(gòu)造影響，巖石破碎，風(fēng)化強(qiáng)烈，水穩(wěn)性差，遇水易軟化，臨空狀態(tài)下失穩(wěn)。淺部第四系堆積體以碎塊石為主，呈稍密狀態(tài)，自穩(wěn)性差，臨空狀態(tài)下易失穩(wěn)，遇水則加速失穩(wěn)。

在邊坡拉裂變形中，坡體內(nèi)地下水主要沿碎塊石間的空隙向斜坡低地及向下滲透的方式排泄。

3.2 邊坡開(kāi)挖對(duì)滑坡的影響

AK0+875～AK1+100里程段右側(cè)以深路塹邊坡的形式通過(guò)碎石土坡體，邊坡開(kāi)挖使坡腳形成臨空面，破壞了碎石土邊坡原先的平衡狀態(tài)，是形成滑坡的外部動(dòng)力因素。碎石土坡體沿著巖土截面附近的軟弱土體產(chǎn)生蠕滑變形、滑移和山體開(kāi)裂。路塹邊坡頂后緣山體出現(xiàn)不同程度的地裂縫和滑坡臺(tái)階，滑坡體明顯滑移，滑坡周界明顯。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)野外地質(zhì)調(diào)繪，工程地質(zhì)勘察，基本查明了滑坡的變形特征和滑坡變形機(jī)制?；乱鸦瑒?dòng)變形，邊坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

具體結(jié)論有以下幾點(diǎn)：1)強(qiáng)降雨是形成滑坡的主要誘發(fā)因素，邊坡開(kāi)挖是形成滑坡的外部主要?jiǎng)恿σ蛩亍?)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)地表調(diào)查，鉆探勘察及滑坡變形監(jiān)測(cè)分析，滑坡整體穩(wěn)定性差，仍然處于失穩(wěn)、滑移變形過(guò)程。

[1] 廖秋林,李 曉,李守定,等.三峽庫(kù)區(qū)千將坪滑坡的發(fā)生、地質(zhì)地貌特征、成因及滑坡判據(jù)研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào),2009，24(17)：3146-3153.

[2] 姚曉陽(yáng),楊小永,曾錢幫.碎石土滑坡工程地質(zhì)特性及防治方案研究[J].工程地質(zhì)學(xué)報(bào),2012,20(3)：369-377.

[3] 徐興華,尚岳全,王迎超.碎石土滑坡綜合治理及評(píng)價(jià)決策方法[J].吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(地球科學(xué)版),2011,41(2)：484-492.

[4] 黃潤(rùn)秋.20世紀(jì)以來(lái)中國(guó)的大型滑坡及其發(fā)生機(jī)制[J]．巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2007，26(3)：433-454.

[5] 許建聰，尚岳全.降雨作用下碎石土滑坡解體變形破壞機(jī)制研究[J].巖土力學(xué)，2008,29(1):107-112.

[6] 馬春馳,李天斌,陳國(guó)慶,等.地下水與開(kāi)挖作用下堆積層滑坡體滑動(dòng)機(jī)制分析[J].工程地質(zhì)學(xué)報(bào),2013,21(6):878-884.

[7] 許建聰,尚岳全.碎石土滲透特性對(duì)滑坡穩(wěn)定性的影響[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2006,25(11)：2264-2271.

On analysis of deformation and damage mechanism of gravel landslide under rainfalls and excavation

Lin Zhihong1Shi Yi2

(1.No.2RoadSurveyandDesignInstituteCo.,Ltd,CCCC,Wuhan430074,China; 2.No.1RoadSurveyandDesignInstituteCo.,Ltd,CCCC,Xi’an710075,China)

Combining with the engineering geological conditions of the landslide at A Ramp, the paper introduce the features of the gravel landslide forms and landslide structure, analyzes the deformation damage mechanism for the landslide, and points out the rainfalls are the main reason for the landslide, while the slope excavation is the external dynamic factor.

gravel landslide, rainfall, slope excavation, geological condition

1009-6825(2017)06-0096-02

2016-12-13

林志紅(1984- )，男，工程師

P642.22

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