榮富強(qiáng)，黃繼超，王鐵霖

（1.河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)礦局第二地質(zhì)環(huán)境調(diào)查院，河南 鄭州 450003；2.三門峽市自然資源和規(guī)劃局，河南 三門峽 472000）

1 工程地質(zhì)背景

1.1 研究區(qū)地質(zhì)背景

研究區(qū)地貌屬黃土覆蓋丘陵區(qū)，地勢西高東低，緩坡狀向東傾伏地，年平均降雨量674 mm 左右，屬淮河水系。地層巖性，上部為第四系沉積的粉質(zhì)黏土地層，下為古近系半膠結(jié)的砂礫巖地層；區(qū)內(nèi)地下水主要以第四系松散孔隙水形式賦存；研究區(qū)無地質(zhì)構(gòu)造通過，構(gòu)造條件簡單。

1.2 滑坡基本特征

1.2.1 滑坡周界與滑體特征

段家村滑坡位于汝陽縣柏樹鄉(xiāng)，滑坡位于柏樹鄉(xiāng)楊溝段家村，地理坐標(biāo)北緯34°07′13″，東經(jīng)112°22′49″。地處黃土覆蓋丘陵區(qū)，地勢西高東低，緩坡狀向東傾伏，東側(cè)有沖溝，地面坡度15°～35°?；麻L125 m，寬170 m，滑動(dòng)方向約110°?；律暇幼≈渭掖宕迕??；碌貙訋r性，上部有5 m左右的第四系沉積的粉質(zhì)黏土地層，下為古近系半膠結(jié)的砂礫巖地層。該滑坡在平面上近似簸箕狀，后緣存在多條平行裂縫且陡壁明顯?；w剖面呈凹形，坡向110°，整體坡度約45°，體積10萬m3?；马敳繕?biāo)高443 m，坡腳標(biāo)高427 m，相對高差16 m。上覆2～5 m 厚的粉質(zhì)黏土，節(jié)理裂隙發(fā)育，坡頂覆蓋植被，中部滑體平坦，平臺(tái)狀，坡腳道路高5 m左右，坡體后緣和前緣均為陡坡，坡度＞50°。具體見圖1。

圖1 段家村滑坡工程地質(zhì)平面圖

1.2.2 滑坡物質(zhì)結(jié)構(gòu)特征

滑坡物質(zhì)結(jié)構(gòu)由滑坡堆積粉質(zhì)黏土、碎石土及下伏砂礫巖組成。其中碎石土碎石含量約70%，塊度5～10 cm。滑坡堆積物結(jié)構(gòu)破碎、疏松，且滯留于滑坡中部坡度較陡的地方，雨水季節(jié)在暴雨的情況下極易發(fā)生滑動(dòng)?；矠楣沤蛋肽z結(jié)的砂礫巖，局部夾雜少量粉質(zhì)黏土，砂礫巖呈紫紅色。

根據(jù)物探剖面解釋成果和勘探資料：在0～120 m 粉質(zhì)黏土層厚度變化不大，厚度為3～6 m。在160～240 m 段粉質(zhì)黏土層厚度稍微變厚，多在6～10 m變化。整體表現(xiàn)為表層粉質(zhì)黏土層，推測滑動(dòng)面埋深在2～7 m，走向約110°。

1.3 滑坡穩(wěn)定性狀態(tài)

從野外調(diào)查綜合分析，認(rèn)為該滑坡目前處于基本穩(wěn)定—不穩(wěn)定狀態(tài)。由滑坡后緣存在的拉張裂縫及部分村民房屋出現(xiàn)的裂縫來看，滑坡局部地段仍處于不穩(wěn)定狀態(tài)，加之滑體前緣有臨空條件、滑體內(nèi)有一定范圍的飽水層等，在雨季或暴雨條件下，滑體再次活動(dòng)的可能性較大，并對滑體后緣居民生命財(cái)產(chǎn)等會(huì)造成一定影響。

1.4 滑坡形變現(xiàn)狀

現(xiàn)狀條件下滑坡體變形主要將集中在居民房屋墻體開裂、地基不均勻沉降、道路開裂下挫等特征。由其分布可以看出滑坡后緣變形特征較為明顯，目前已出現(xiàn)5～15 cm的下挫跡象，滑坡中部房屋墻體開裂較為集中，滑坡前緣凌空面未見明顯變形跡象見圖1。

1.5 失穩(wěn)機(jī)制分析

由于滑坡坡體破碎，多數(shù)居民房屋存在不同程度的開裂破壞，在一定條件下可能失穩(wěn)。初步分析其失穩(wěn)機(jī)制主要有以下幾個(gè)方面：由于坡體節(jié)理、裂隙較發(fā)育，且降雨較集中，致使雨水沿著上部黃土節(jié)理、裂隙面入滲，致使土體遇水軟化，對坡體造成侵蝕從而降低了土體抗剪強(qiáng)度。加之滑體整體坡度較陡，且坡體前部存在人工削坡現(xiàn)象，加大了凌空面；導(dǎo)致坡體下滑力往往集中在前部，加之坡體缺少抗滑力，易導(dǎo)致在雨季或暴雨天氣下坡體整體失穩(wěn)，從而發(fā)生崩塌式滑動(dòng)現(xiàn)象。

1.6 滑坡危險(xiǎn)性分析

段家村15 戶，160 人都在滑坡體上居住，現(xiàn)今已引起3 戶房屋產(chǎn)生不同程度的開裂，裂縫寬3～12 cm，隨著滑坡體的不斷滑動(dòng)，房屋開裂的數(shù)量將不斷增加，險(xiǎn)情等級為中等。

2 滑坡穩(wěn)定性分析

2.1 極限平衡法滑坡穩(wěn)定性計(jì)算

2.1.1 計(jì)算模型

根據(jù)野外調(diào)查和滑坡勘察等資料綜合分析，結(jié)合以往工作經(jīng)驗(yàn)，通過滑坡滑動(dòng)面的形態(tài)特征初步判斷為“折線型”，因此此次滑坡穩(wěn)定性評價(jià)模型采用傳遞系數(shù)法。根據(jù)滑坡體、滑動(dòng)帶及滑床的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，選取不同斷面進(jìn)行計(jì)算。

滑坡穩(wěn)定性系數(shù)理論計(jì)算公式：

式中字母含義同規(guī)范規(guī)程。

2.1.2 計(jì)算剖面及條分

滑坡體巖性主要為粉質(zhì)黏土層，且可認(rèn)為均質(zhì)土體，驗(yàn)算按傳遞系數(shù)法進(jìn)行。在計(jì)算土條的劃分過程中，研究還綜合考慮了滑體巖性分布特點(diǎn)及地下水埋深等因素，劃分結(jié)果見圖2。

圖2 段家村計(jì)算分塊圖

2.1.3 工況的選擇

天然工況：荷載組合主要為，滑體自重，滑面土體抗剪參數(shù)取天然抗剪值，滑體重度取天然重度。

暴雨工況：荷載組合主要為，滑體自重，滑面土體抗剪參數(shù)取飽和抗剪值，滑體重度取飽和重度。

2.1.4 計(jì)算參數(shù)的選擇

根據(jù)土工試驗(yàn)成果資料及地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)綜合分析，確定滑體計(jì)算參數(shù)取值見表1。

表1 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算參數(shù)表

2.1.5 計(jì)算參數(shù)的確定

選取A-A'剖面在暴雨條件下計(jì)算其穩(wěn)定系數(shù)為0.78，進(jìn)行反算，反算結(jié)果為：暴雨：C＝17.00 kPa；φ＝12.50°。

2.1.6 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算

滑坡穩(wěn)定性計(jì)算成果見表2。

表2 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果表

由表2可以看出，該滑坡在工況1情況下，滑坡穩(wěn)定系數(shù)為1.09，大于1，因此判定在天然狀態(tài)下處于本穩(wěn)定狀態(tài)；工況2情況下，滑坡其穩(wěn)定系數(shù)為0.78，小于1，因此判定在暴雨?duì)顟B(tài)下處于不穩(wěn)定狀態(tài)。另外需要說明的是，上述狀態(tài)均未考慮地震因素的影響。

2.2 強(qiáng)度折減法滑坡穩(wěn)定性計(jì)算

2.2.1 計(jì)算模型確定模擬對象，從而建立計(jì)算模型。模型順坡面方向長125 m，鉛直方向高16 m。根據(jù)實(shí)際工況條件此次模型邊界條件為：左、右側(cè)水平約束，底面雙向約束，頂面為自由邊界。計(jì)算模型共由1 126個(gè)單元組成。

2.2.2 計(jì)算結(jié)果

計(jì)算結(jié)果如圖3所示。該滑坡代表斷面的穩(wěn)定系數(shù)為 0.98，為不穩(wěn)定邊坡。模型中最大剪應(yīng)變?yōu)?×10-6，云圖區(qū)表示最大剪應(yīng)變?yōu)?。

圖3 段家村模型計(jì)算云圖

3 結(jié)語

通過根據(jù)物探剖面解釋成果和勘探資料，推測滑動(dòng)面埋深在2～7 m，走向約110°；根據(jù)極限平衡法計(jì)算不同工況下滑坡穩(wěn)定性，其在天然狀態(tài)下基本穩(wěn)定狀態(tài)；暴雨?duì)顟B(tài)下處于不穩(wěn)定狀態(tài)。計(jì)算結(jié)果與現(xiàn)場調(diào)查相吻合；根據(jù)強(qiáng)度折減法計(jì)算滑坡穩(wěn)定性，其處于不穩(wěn)定狀態(tài)，計(jì)算結(jié)果過于保守，與實(shí)際情況相差較大。通過分析比較，極限平衡法計(jì)算結(jié)果更能夠反映當(dāng)前滑坡真實(shí)狀況。鑒于滑坡地質(zhì)災(zāi)害具有隨機(jī)性、模糊不確定性和復(fù)雜性等特點(diǎn)。建議當(dāng)?shù)卣e極采取相應(yīng)工程措施，加強(qiáng)對滑坡體的監(jiān)測工作。