朱宇航 王家秀 周文慧
(三峽大學(xué),湖北 宜昌 443002)
隨著國家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,人類工程活動日益頻繁、規(guī)模日益增大,遇到的邊坡穩(wěn)定問題也越來越突出,邊坡失穩(wěn)形成滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害,輕則增加投資、延長工期,重則摧毀建筑物、造成人員傷亡,目前,滑坡仍然是危害人們生命財產(chǎn)安全的主要災(zāi)害之一?;滦纬蓹C理成為工程領(lǐng)域的重要課題。
目前關(guān)于滑坡的形成與復(fù)活影響因子研究主要集中于外在誘發(fā)因子與內(nèi)在控制因子。誘發(fā)因子如降雨、地震活動、庫水位升降以及人類工程活動等,而庫水位升降和降雨一般被認(rèn)為是庫區(qū)滑坡復(fù)活的主要誘發(fā)因子,特別是庫水位升降引起滑坡地下水滲流及地下水位動態(tài)變化對于庫岸涉水滑坡的穩(wěn)定性影響最大。內(nèi)在控制因素如組成邊坡巖土體的性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、巖體結(jié)構(gòu)、地應(yīng)力等。
巖溶山區(qū)淺層滑坡具有發(fā)育規(guī)律性差、前期變形跡象小、面小點多等特征,早期識別難度大,難以實現(xiàn)全面調(diào)查與監(jiān)測,因此,對典型案例的成因機理進(jìn)行研究具有重要意義張楠[1]認(rèn)為90坡角大于巖層傾角的順層坡體結(jié)構(gòu)是滑坡發(fā)生的主要內(nèi)在因素,而滑坡發(fā)生前的降雨入滲且無有效的排泄途徑,導(dǎo)致坡體中的薄層泥巖發(fā)生泥化是金星組滑坡發(fā)生的直接觸發(fā)因素。史文兵[2]分析重慶市萬州區(qū)石包嘴滑坡是內(nèi)外因共同作用的結(jié)果,其中水是誘發(fā)滑坡的主要外因;針對滑坡所處位置的特殊性,對其進(jìn)行穩(wěn)定性分析,采取抗滑樁支擋,結(jié)合監(jiān)測工程,并充分考慮庫位變動對滑體的作用,確保處于三峽庫區(qū)的滑坡體穩(wěn)定。李松強[3]為研究庫岸滑坡空間發(fā)育規(guī)律及其影響因素,沿三峽大壩追溯至庫尾,根據(jù)不同影響因子把干流庫岸進(jìn)行分段研究得出(一)受不同巖組的工程地質(zhì)差異性,干流庫岸穩(wěn)定性差異較大,造成滑坡在空間上呈顯著區(qū)域差異性與分帶性特征。(二)在同一組巖石的左右兩岸或上下游段滑坡發(fā)育密度呈明顯局部差異性,其主要受西坡結(jié)構(gòu)影響,順坡中發(fā)育密度明顯高于橫向坡與逆向坡黃達(dá)[4]以巫山曲尺塔坪 H2 滑坡為例,通過地質(zhì)、位移監(jiān)測及數(shù)值模擬方法,研究了此滑坡在實際降雨與庫水漲落條件下滲流場、穩(wěn)定性以及變形場演化規(guī)律。在汛期及庫水位變動時期滑坡會發(fā)生變形,特別是庫水位下降誘發(fā)滑坡前緣變形,并對后部坡體產(chǎn)生牽引作用。鄧永煌[5]以三峽庫區(qū)秭歸縣沙鎮(zhèn)溪鎮(zhèn)為研究區(qū),在野外調(diào)查和數(shù)理統(tǒng)計基礎(chǔ)上,分析了巖質(zhì)順層滑坡的岸坡結(jié)構(gòu)、空間分布和滑面形態(tài)。張瑩[6]針對受紅椿壩—曾家壩斷裂控制的陜西省安康市嵐皋縣柳家坡滑坡,在現(xiàn)場調(diào)查分析的基礎(chǔ)上,采用 Midas/GTS 軟件對其形成機理進(jìn)行了三維數(shù)值模擬研究。模擬結(jié)果表明,斷裂對該滑坡的發(fā)生起著控制性的作用,巖土體的性質(zhì)決定了該滑坡的類型,而水和人類工程活動觸發(fā)了該滑坡的發(fā)生。得到柳家坡滑坡的變形破壞模式為: 坡體前緣向前運動,西側(cè)斷層強烈破碎帶通過處側(cè)壁剪切破壞,坡體后緣產(chǎn)生張拉裂縫,從而帶動?xùn)|側(cè)坡體的變形破壞。趙國宣[7]結(jié)合滑坡特征及三維數(shù)值分析可見,大榕滑坡是由持續(xù)人工棄土堆積和強降雨共同誘發(fā)產(chǎn)生,棄土堆積區(qū)首先局部失穩(wěn),導(dǎo)致坡腳破壞而逐步引發(fā)滑坡整體失穩(wěn);滑面位于下伏強風(fēng)化層中。結(jié)合典型案例,總結(jié)了大型平緩堆積層滑坡結(jié)構(gòu)特征,強降雨是必要誘發(fā)因素; 失穩(wěn)時,局部往往帶動下伏基巖失穩(wěn)。趙洲[8]針對顆粒流方法在滑坡變形破壞力學(xué)機理分析及滑坡強度定量化研究中存在的問題,以府谷縣新府山滑坡為研究對象,采用野外調(diào)查、勘察、室內(nèi)實驗等方法,對新府山滑坡的工程地質(zhì)特征進(jìn)行了分析,在此基礎(chǔ)上基于 PFC2D數(shù)值方法構(gòu)建了滑坡顆粒流數(shù)值模型,模擬了滑坡從變形失穩(wěn)到運動終止的動態(tài)過程,從變形特征和力學(xué)特征 二個方面分別論述了滑坡的變形破壞機理,并選擇速度、動能、沖擊力指標(biāo)對滑坡沖擊破壞強度的變化特征進(jìn)行了分析。懷超[9]分析巫山收費站滑坡為一老滑坡體,公路線路主要以路塹的形式自滑坡中部穿過,導(dǎo)致老滑坡中級滑塊發(fā)生變形破壞,雖經(jīng)多次治理,均以失敗告終,歸根結(jié)底是因為缺乏對滑坡成因機制及滑動面判識的準(zhǔn)確認(rèn)識,導(dǎo)致整治工程措施缺乏針對性,難以有效根治。再次進(jìn)場整治時,采用了綜合勘察手段,經(jīng)過深入研究,查清了滑坡坡體結(jié)構(gòu)、成因機制,提出了有針對性的綜合整治措施,并順利實施,據(jù)相關(guān)監(jiān)測成果及回訪調(diào)查,整治工程成效顯著。
(一)滑坡形態(tài)要素齊全,地貌上形似靠椅狀,具有明顯的滑體后壁、側(cè)向拉裂槽、拉裂陡坎、前緣滑塌巖等特征?;麦w沿早期構(gòu)造形成的層間剪切帶下滑,是典型的大型高速順層巖質(zhì)滑坡。
(二)滑體后壁及主滑面的變形破壞特征顯示該滑坡是老滑坡,主滑面兩組方向的擦痕表明該滑坡經(jīng)歷了多期活動。
(三)該滑坡的復(fù)活和發(fā)生是一個多因素綜合作用的結(jié)果。松散的坡積物和破碎結(jié)構(gòu)、有利的地形地貌條件構(gòu)成了滑坡形成的本因;水庫蓄水對坡體的浸泡軟化、雨水下滲沿滑動面產(chǎn)生的滲透動水壓力、灌溉水渠的滲漏,為滑坡的發(fā)生提供了誘發(fā)條件。
(四)滑坡體前緣受庫水浸泡沖刷,滑體重度增加,主滑帶巖土體浸水軟化,導(dǎo)致滑坡體前緣“鎖固段”的剪切破壞,造成滑坡復(fù)活高速下滑。