(湖南省地質礦產勘查開發(fā)局402隊,湖南長沙 410000)
滑坡是一種常見的地質災害,一旦發(fā)生將會威脅下游居民的生命財產安全,造成無法挽回的經濟損失與人員傷亡。因此,在災害治理前,應通過穩(wěn)定性計算與分析確定滑坡地質災害體的穩(wěn)定情況,根據(jù)計算與分析結果對滑坡地質災害體進行綜合評價,為后期工程治理措施的制定提供可靠的參考依據(jù)。
貴頭村滑坡位于寧遠縣鯉溪鎮(zhèn)貴頭村,由2個單體滑坡(H1、H2)組成,其中南側H1滑坡影響范圍、變形程度相對較大,北側位置的H2滑坡較小。2014年該滑坡地質災害點經寧遠縣1∶5萬地質災害詳細調查項目進行過核查,災害點野外編號:NY006,統(tǒng)一編號:431126010006,后經復核,建議保留該地質災害隱患點。2016年出現(xiàn)滑坡變形加劇,南側H1滑坡后緣、中間和H2滑坡后緣及中部、北側后緣形成較大裂縫,滑坡坡面變形嚴重,出現(xiàn)多條拉張裂縫,前緣明顯可見從X040縣道旁陡坎處剪出痕跡。因近幾年連降大雨、暴雨,該坡體一直處于變形狀態(tài),仍有下滑趨勢,嚴重威脅滑坡體下游居民生命財產安全,下游居民房屋、縣道、農田、河流等的危害情形十分嚴峻。
計算時使用的巖土物理力學參數(shù)是否合理是對滑坡穩(wěn)定性進行計算評價的關鍵,尤其是滑帶土抗剪強度參數(shù)的取值。(1)直接根據(jù)勘查試驗結果選??;(2)以過去同類巖土體參數(shù)類比經驗為依據(jù)選取;(3)通過多次反復驗算和實際地質情況對比達到一致后選取。
在對滑坡穩(wěn)定性與推力進行計算時,處于受水浸潤、軟化和水墊作用時,抗剪強度參數(shù)的取值主要取飽和狀態(tài)下的參數(shù);處于受水浸潤滑面時,抗剪強度參數(shù)的取值主要取天然狀態(tài)下的參數(shù)。
2.1.1 室內試驗取值
通過取樣測試,滑帶參數(shù)如表1所示。
表1 滑帶土巖土力學性質
2.1.2 反演分析值
滑帶土抗剪強度參數(shù)反算在當前得到了廣泛應用,一般以滑坡實際穩(wěn)定狀態(tài)為依據(jù),對穩(wěn)定系數(shù)與滑面、荷載等進行假定,通過反算確定滑帶土的抗剪強度參數(shù)。
當前,滑坡處在整體變形滑動狀態(tài),受自重作用后基本穩(wěn)定,但在暴雨工況下,滑坡可能處在不穩(wěn)狀態(tài)。
內聚力的反演公式:
內摩擦角的反演公式:
對最危險剖面進行反演計算,將穩(wěn)定系數(shù)確定為0.98,反算方法為圖解法,依次取凝聚力為0、內摩擦角為0,分別反求φ、C值,在C-φ坐標圖上求出直線,對室內試驗數(shù)據(jù)進行綜合考慮,確定抗剪強度指標。
滑坡穩(wěn)定性分析滑面抗剪強度指標C、φ值及其他物理力學指標的選取應根據(jù)室內試驗、反演分析及參考地區(qū)經驗綜合確定。
滑帶土抗剪強度參數(shù)反演計算如表2所示,巖土物理力學參數(shù)如表3所示。
表2 滑帶土抗剪強度參數(shù)反演計算(自重+暴雨)
表3 巖土物理力學參數(shù)
2.2.1 計算工況
工況1:荷載組合為自重,防治工程等級為二級,抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)為1.25。
工況2:荷載組合為自重+暴雨,防治工程等級為二級,抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)為1.05。
2.2.2 計算方法
由勘查結果可知,滑面主要處在粉質黏土和強、中風化灰?guī)r的接觸面,可采用折線滑動法計算。
滑坡穩(wěn)定性計算:
式中:Fs——滑坡穩(wěn)定性系數(shù);Ti——作用于第i塊滑動面的下滑分力(kN/m);ψj——傳遞系數(shù);Ri——作用于第i塊抗滑力(kN/m);Ni——第i塊滑動面法向分力(kN/m);ci——第i塊黏聚力(kPa);θi——第i條塊底面傾角(°),反傾時為負值;φi——第i塊內摩擦角(°);Li——第i塊滑動面長度(m);αi——第i條計算條塊地下水流線平均傾角(°),通常情況下為浸潤線傾角和滑面傾角平均值,反傾時為負值;Wi——第i條塊自重(kN/m);Pwi——第i條塊單位寬度滲透壓力(kN/m);i——地下水滲透坡降(無地下水時可不予考慮);γw——水容重(kN/m3);Viu——第i條塊單位寬度巖土體浸潤線以上體積(m3/m);Vid——第i條塊單位寬度巖土體浸潤線以下體積(m3/m);γ——巖土體天然容重(kN/m3);γsat——巖土體飽和容重(kN/m3)。
2.2.3 計算結果
滑坡各剖面的穩(wěn)定系數(shù)如表4所示。
表4 滑坡各剖面穩(wěn)定系數(shù)
根據(jù)相關勘查規(guī)范,滑坡穩(wěn)定狀態(tài)判斷標準為:
滑坡穩(wěn)定系數(shù)<1.00時,滑坡狀態(tài)為不穩(wěn)定;
1.00≤滑坡穩(wěn)定系數(shù)<1.05時,滑坡狀態(tài)為欠穩(wěn)定;
1.05≤滑坡穩(wěn)定系數(shù)<1.15時,滑坡狀態(tài)為基本穩(wěn)定;
滑坡穩(wěn)定系數(shù)≥1.15時,滑坡狀態(tài)為穩(wěn)定。
通過對該滑坡進行的穩(wěn)定性分析和計算,對滑區(qū)內實際變形特征及破壞情況的綜合考慮,借鑒類似滑坡災害特征,該滑坡體受自重作用后,處于穩(wěn)定~基本穩(wěn)定的狀態(tài),在暴雨工況下,處在欠穩(wěn)定~不穩(wěn)定的狀態(tài),以上穩(wěn)定性計算結果和實際的變形特征基本吻合。該滑坡在2014年由于大暴雨產生了大規(guī)模的滑動,使滑體中內應力被大量釋放,滑體暫時處在穩(wěn)定平衡的狀態(tài);之后因人類工程活動頻繁,導致滑體自穩(wěn)性被嚴重破壞,使滑體變形與破壞明顯加劇,如果未能及時得到有效的工程治理,將加劇滑坡變形,產生更嚴重的地質災害。對此,遭遇連續(xù)強降雨時,該滑坡將可能產生滑動,須采取有效工程治理措施。
(1)為避免滑坡地質災害發(fā)生,保障滑坡下方居民生命財產安全,須做好滑坡地質災害體的穩(wěn)定性分析、計算和評價。(2)針對自重和自重+暴雨兩個工況,采用折線滑動法對滑坡地質災害體進行穩(wěn)定性計算。(3)經計算,該滑坡體在自重作用下處于穩(wěn)定~基本穩(wěn)定的狀態(tài),在暴雨工況下,該滑坡體處于欠穩(wěn)定~不穩(wěn)定的狀態(tài)。(4)為避免滑坡遭遇連續(xù)強降雨時產生滑動,須采取有效的工程治理措施,并制定預防措施。