梁永閃+李娟+陳晶
摘 要:該文以儀隴縣金城鎮(zhèn)北臺(tái)村2社瘦牛背滑坡為研究對(duì)象,通過調(diào)查滑坡體的地質(zhì)環(huán)境條件、坡體結(jié)構(gòu)、滑坡范圍、規(guī)模、坡體厚度及滑帶土工程特性,分析滑坡的成因及演化過程,并對(duì)滑坡穩(wěn)定性、危害性和發(fā)展趨勢(shì)做出評(píng)價(jià),為滑坡治理工程設(shè)計(jì)提供工程地質(zhì)依據(jù)。
關(guān)鍵詞:滑坡 發(fā)育特征 因素分析 極限平衡分析 穩(wěn)定性
中圖分類號(hào):P642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2017)04(c)-0080-02
受2012年8月29日至9月1日強(qiáng)降雨的影響,金城鎮(zhèn)北臺(tái)村2社瘦牛背滑坡后緣陡坡于9月1日下午2點(diǎn)開始發(fā)生垮塌,導(dǎo)致后部省道S101路基和坡頂處房屋地基沉陷拉裂變形破壞,直接威脅金城鎮(zhèn)14戶81人的生命財(cái)產(chǎn)、S101省道、通村公路過往行人車輛安全,另外坡體上有耕地約38畝,直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)800萬元。因此,對(duì)該滑坡進(jìn)行治理刻不容緩,其結(jié)果也可為該地區(qū)類似工程分析提供相關(guān)參考。
1 滑坡區(qū)工程地質(zhì)條件
1.1 地形地貌
勘察區(qū)屬于構(gòu)造侵蝕中低山地貌區(qū),瘦牛背滑坡海拔高程355~450 m,相對(duì)高差95 m,滑坡坡度20°~45°,局部在50°~60°。總體呈上部陡、中下部緩的趨勢(shì)。
1.2 地層巖性
滑坡區(qū)覆蓋層由第四系全新統(tǒng)人工堆積(Q4ml)、殘坡積層(Q4el+dl)及滑坡堆積層(Q4del)組成,下伏基巖為侏羅系蓬萊鎮(zhèn)組下段(J3p1)砂泥巖互層。殘坡積物結(jié)構(gòu)松散、孔隙率大、透水性好;基巖巖性以紫紅色砂巖和紫紅色泥巖互層為主。巖層產(chǎn)狀75°∠3°。
1.3 地質(zhì)構(gòu)造及地震
滑坡區(qū)在區(qū)域構(gòu)造上屬新華夏系第三沉降帶,四川盆地東北邊緣??拐鹪O(shè)防烈度為Ⅵ度,場(chǎng)地區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.05 g,地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.35 s,設(shè)計(jì)地震分組為第二組。
1.4 水文地質(zhì)條件
滑坡區(qū)地表水體貧乏,滑坡區(qū)地下水主要有第四系松散巖類孔隙潛水和基巖裂隙水2種類型??紫稘撍饕x存于溝谷斜坡下部、斜坡凹部第四系殘坡積、崩坡積、不穩(wěn)定斜坡(滑坡)堆積層中的松散巖類孔隙水,具有結(jié)構(gòu)松散、透水性好的特點(diǎn)。基巖裂隙水賦存于侏羅系蓬萊鎮(zhèn)組砂巖層中。地下水賦存條件差。
2 滑坡發(fā)育特征
2.1 分布與形態(tài)特征
瘦牛背滑坡平面形態(tài)整體呈矩形,滑坡前緣高程358 m,后緣高程450 m,高差92 m,主滑方向28°,滑坡縱向斜長約190 m,橫寬約180 m,滑體平均厚6~8 m,面積約3.74×104 m2,總方量約22×104 m3,規(guī)模為中型土質(zhì)滑坡。
根據(jù)該滑坡的空間形態(tài)特征和變形破壞特征等,將滑坡坡體分為滑坡Ⅰ區(qū)、滑坡Ⅱ區(qū)、滑坡Ⅲ區(qū)和堆積區(qū)4個(gè)區(qū)塊,具體分區(qū)情況見圖1。
2.2 滑坡物質(zhì)組成
(1)滑體特征:滑坡坡體為全新統(tǒng)殘坡積層(Q4el+dl)及全新統(tǒng)堆積層(Q4del),主要為碎塊石土和含碎石、角礫粉質(zhì)粘土組成,碎塊石含量50%~60%,碎石粒徑一般3~8 cm,塊石粒徑一般30~50 cm,磨圓較差,呈次棱角-棱角狀,巖屑、細(xì)砂及粉質(zhì)粘土充填,結(jié)構(gòu)松散,厚度3~9 m,平均厚度約6 m。
(2)滑帶特征:滑帶土為含碎石粉質(zhì)粘土,可塑,稍濕,該層具連續(xù)性。
(3)滑床特征:滑床為侏羅系蓬萊鎮(zhèn)組下段(J3p1)砂巖、泥巖互層。巖性以紫紅色砂巖、粉砂巖和紫紅色泥巖互層為主。巖層產(chǎn)狀75°∠3°,裂隙較發(fā)育,巖體破碎,強(qiáng)度較低。
2.3 滑坡變形特征
(1)滑坡Ⅰ區(qū)變形特征。
主要表現(xiàn)為后緣滑壁陡坡垮塌,下錯(cuò)近10 m,同時(shí)使坡頂產(chǎn)生拉張裂縫。下部緩坡在陡坡垮塌土體的沖擊、加載作用下,發(fā)生滑動(dòng)變形,并伴以坡體上多處地面發(fā)生開裂形成張拉裂縫、鼓脹、下錯(cuò)變形、果樹歪斜等特征,坡體中前緣垮塌已掩埋、摧毀通村公路,中下部裂縫主要有4條,裂縫發(fā)育15~30 m不等,張開2~10 cm,下錯(cuò)3~20 cm。
(2)滑坡Ⅱ區(qū)變形特征。
主要表現(xiàn)為斜坡坡頂處的人工填土滑塌,使坡體中下部表層的土體發(fā)生滑移,同時(shí)對(duì)覆蓋層下面強(qiáng)風(fēng)化的砂巖、泥巖產(chǎn)生剪斷破壞。坡頂處的松散堆積體、斜坡上的表層的土體和基巖剪斷形成的塊碎石一同沿著斜坡傾瀉下來,形成滑坡碎屑流,在坡腳較陡處沖出斜坡形成小山包狀的松散堆積區(qū)。經(jīng)崩塌滑移后,后緣滑壁已形成坡度40°,局部50°~70°的陡坡,同時(shí)使坡頂產(chǎn)生拉張裂縫,裂縫發(fā)育10~20 m不等,張開約10 cm,下錯(cuò)1~3 cm。
(3)滑坡Ⅲ區(qū)變形特征。
主要表現(xiàn)為坡頂?shù)孛婧蚐101省道開裂下錯(cuò)及前緣村級(jí)公路路面發(fā)育裂縫以及民房左后角墻體造成擠壓變形,其余堡坎有不同程度的位移及鼓脹變形,典型裂縫共5條,裂縫發(fā)育3~16 m不等,張開1~10 cm,下錯(cuò)10~30 cm。
3 滑坡形成影響因素分析
瘦牛背滑坡形成與發(fā)展受地形地貌、地層巖性及物質(zhì)組成的控制,地震、降雨及地表水入滲是誘發(fā)瘦牛背滑坡的重要因素。
該滑坡的主要又發(fā)因素為降雨,地形地貌條件為滑坡形成的基礎(chǔ)。首先,滑坡區(qū)高差大,地形坡度呈中后部陡、前部緩且前緣臨空的特征。不利的地形條件加速滑坡的形成與發(fā)展。
其次,滑體松散堆積層較厚,且S101省道修建又在坡體上堆積大量棄渣,厚3~12 m不等,顆粒粗細(xì)不均,分選差,分布也極不均勻,加之堆積坡面較陡,其結(jié)構(gòu)松散,內(nèi)部粘聚力差,抗剪強(qiáng)度低,而且透水性強(qiáng),降雨易滲入,導(dǎo)致軟弱結(jié)構(gòu)面巖土體的抗剪強(qiáng)度降低,土體失穩(wěn)滑動(dòng)。
再次為人為因素,坡體中部通村公路建設(shè)開挖,人工切坡,形成較陡的臨空面,加上坡體頂部修建房屋和省道,建筑和車輛對(duì)坡頂?shù)募虞d,不利于斜坡的穩(wěn)定,為滑坡提供了潛在剪出口。
4 穩(wěn)定性分析計(jì)算
4.1 計(jì)算方法
根據(jù)瘦牛背滑坡的類型、剖面形狀、巖土體特征和形成機(jī)制,采用極限平衡分析法對(duì)滑坡的穩(wěn)定性進(jìn)行分析。計(jì)算時(shí)假設(shè)滑動(dòng)面呈折線形,利用折線型滑動(dòng)面計(jì)算公式對(duì)滑坡穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算。
4.2 計(jì)算工況
瘦牛背滑坡滑帶抗剪強(qiáng)度參數(shù)以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及反演參數(shù)綜合確定。計(jì)算工況為:工況1:自重;工況2:自重+暴雨;工況3:自重+地震。
4.3 穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果
根據(jù)瘦牛背滑坡體基本特征以及剖面形狀,選取具有代表性的3個(gè)主滑剖面作為滑坡穩(wěn)定性的計(jì)算剖面,分別計(jì)算滑坡在3種不同工狀下滑坡的穩(wěn)定系數(shù),計(jì)算結(jié)果分析如下。
(1)滑坡Ⅰ區(qū)主剖面。
①在天然狀態(tài)下,滑坡Ⅰ區(qū)各剪出面穩(wěn)定系數(shù)均大于1.15,處于穩(wěn)定狀態(tài)。②在飽和狀態(tài)下,滑坡Ⅰ區(qū)各剪出面穩(wěn)定性系數(shù)為1.009~1.032,均處于欠穩(wěn)定狀態(tài);后部滑壁區(qū)表層不穩(wěn)定,已發(fā)生溜滑,與實(shí)際基本一致。③在地震作用下,滑坡Ⅰ區(qū)各剪出面均處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。
(2)滑坡Ⅱ區(qū)主剖面。
①在天然狀態(tài)下,滑坡Ⅱ區(qū)各剪出面穩(wěn)定系數(shù)均大于1.15,處于穩(wěn)定狀態(tài)。②在飽和狀態(tài)下,滑坡Ⅱ區(qū)中前部斜坡處于基本穩(wěn)定狀態(tài),后部滑壁區(qū)處于欠穩(wěn)定狀態(tài);后部滑壁區(qū)表層不穩(wěn)定。③在地震作用下,滑坡Ⅱ區(qū)各剪出面均處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。
(3)滑坡Ⅲ區(qū)主剖面。
①在天然狀態(tài)下,滑坡Ⅲ區(qū)穩(wěn)定系數(shù)大于1.15,處于穩(wěn)定狀態(tài)。②在飽和狀態(tài)下,滑坡Ⅲ區(qū)穩(wěn)定系數(shù)為1.012,處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。③在地震作用下,滑坡Ⅲ區(qū)處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。
5 結(jié)論及方案建議
(1)瘦牛背滑坡為中型土質(zhì)滑坡,受地形地貌、地質(zhì)條件、降雨等因素的影響,該滑坡目前處于基本穩(wěn)定狀態(tài),在暴雨等不利工況作用下,處于欠穩(wěn)定狀態(tài),局部不穩(wěn)定,已發(fā)生滑塌,危害性較大,對(duì)其進(jìn)行治理十分必要。
(2)治理方案建議:抗滑樁+截排水溝。
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