李春旭 肖學(xué)沛

（四川省公路規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 成都 610059）

0 引言

滑坡對(duì)公路建設(shè)影響十分巨大，而基巖順層滑坡以其破壞范圍大，破壞力強(qiáng)著稱，以往的研究主要關(guān)注于滑坡地區(qū)滑帶土在暴雨過程中充分浸潤飽和軟化后的強(qiáng)度弱化研究。對(duì)于一般滑坡可以認(rèn)為滑帶土長期處于飽和狀態(tài)，強(qiáng)度不斷弱化從而導(dǎo)致滑坡的發(fā)生。但實(shí)際工作中，處于庫區(qū)的滑坡，滑帶土長期受庫區(qū)內(nèi)水位漲落影響，其強(qiáng)度變化與普通滑坡有一定的區(qū)別，本文結(jié)合工程實(shí)例，通過對(duì)四川樂山至馬邊高速公路初步勘察過程中發(fā)現(xiàn)的馬邊縣某庫區(qū)內(nèi)紅層基巖順層滑坡為例，通過野外勘察、室內(nèi)試驗(yàn)的手段對(duì)山區(qū)紅層基巖順層滑坡干濕循環(huán)下滑帶土強(qiáng)度特征研究進(jìn)行研究。

對(duì)揭示滑帶土強(qiáng)度特征、認(rèn)識(shí)滑坡的形成機(jī)理、判識(shí)滑體的再滑與否等都具有重要的指示意義[1]。

通過采用壓汞試驗(yàn)獲取土體微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)的方法，曾召田等[2]研究了干濕循環(huán)作用下膨脹土的孔徑分布特征與基質(zhì)吸力的變化規(guī)律;張英等[3]發(fā)現(xiàn)，在凍融循環(huán)作用下，土體的孔隙分布發(fā)生改變，其孔徑、孔密度均增大;唐瑞華等[4]的研究表明，孔隙分布特征與其形成過程密切相關(guān)。張芳芝等[5]研究發(fā)現(xiàn)，干濕循環(huán)改變SWCC，同時(shí)也會(huì)使同等含水率所對(duì)應(yīng)的基質(zhì)吸力減小。

1 工程概況

在工程區(qū)內(nèi)，構(gòu)造類型以NE 向和NS 向的褶皺為主，受利店～新繁向斜與路線尾部相交，向斜影響，巖層傾向坡外，發(fā)育有大型基巖順層滑坡（圖1-1）

圖1-1 兩處基巖滑坡

2 地形地貌

滑坡區(qū)地處四川盆地向西南山地過渡地帶，高程一般600～1000m，高差100～400m，屬于中等切割構(gòu)造侵蝕低山、中山地貌，河流切割較深，多呈“U”字型，縱向溝谷與山脈走向近于平行，形如梳狀或樹枝狀。

3 地層巖性

走廊帶內(nèi)出露的地層為侏羅系（J）、白堊系（K）和第四系（Q）。侏羅系及白堊系則主要為砂巖、粉砂質(zhì)泥巖沉積；第四系為松散砂礫、粘土、塊碎石土等沉積。

4 地質(zhì)構(gòu)造

研究區(qū)位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)西部的二級(jí)構(gòu)造單元上揚(yáng)子臺(tái)褶帶西北側(cè)。西鄰康滇地軸，東接四川臺(tái)拗。新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)以大面積整體性、間歇性抬升為主，并具有抬升幅度西部大于東部的掀斜性和沿邊界斷裂的差異性運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，主要表現(xiàn)為河流下切形成多級(jí)階地。第三紀(jì)末期以來，由于本區(qū)劇烈抬升，形成強(qiáng)烈下切的峽谷地形，山勢(shì)陡峭，沖溝短而坡降大。

5 氣象水文

滑坡區(qū)地勢(shì)高差懸殊，氣候垂直變化顯著。平均降水量586.3～851.2mm，研究區(qū)暴雨多集中在6、7、8 月，最大日降雨量可達(dá)100mm，在暴雨中心區(qū)往往觸發(fā)滑坡復(fù)活，是不良物理地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)生的主要誘發(fā)因素。區(qū)內(nèi)水系發(fā)達(dá)，水資源豐富。河流主要馬邊河。

0 水文地質(zhì)條件

地下水豐富，類型齊全。根據(jù)地下水形成的自然條件、水理性質(zhì)及水力特征，地下水可分為四大類：松散巖類孔隙潛水、碎屑巖孔隙裂隙層間水、基巖裂隙水。

6 滑坡特征

1 號(hào)基巖順層滑坡后緣及兩側(cè)以山梁為界，下部以馬邊河為界；總體平面形態(tài)呈舌狀，后緣高程約為620m，前緣高程約450m，相對(duì)高差約170m，其長度約940m，橫向?qū)挾燃s620m，坡向約337°，坡表主要由粉質(zhì)粘土和塊石組成，滑體下部在降雨期經(jīng)常發(fā)生局部土質(zhì)蹓坍和垮塌。

2 號(hào)滑坡后緣及兩側(cè)以山梁為界，下部以馬邊河為界；總體平面形態(tài)呈舌狀，后緣高程約為690m，前緣高程約450m，相對(duì)高差約240m，其長度約940m，橫向?qū)挾燃s620m，坡向約337°，滑坡后緣厚度約8m，前緣厚度約59m，總體方量約102.4 萬方；地形坡度11～25°。

兩處基巖滑坡前緣均處于庫區(qū)水位線以下，庫區(qū)水位呈長期周期性漲落，導(dǎo)致坡腳巖土體強(qiáng)度不斷降低而誘發(fā)滑動(dòng)。

7 工程地質(zhì)特征

7.1 滑坡巖土體組成

兩個(gè)滑坡體物質(zhì)組成相差不大，滑坡表層土為1-3 米為粉質(zhì)粘土，黃褐色，可塑狀，下部為砂、泥巖呈互層狀產(chǎn)出。砂巖呈灰白色，以長石為主，節(jié)理裂隙發(fā)育。粉砂質(zhì)泥巖呈紅褐色，以粘土礦物為主。

7.2 滑帶土特征

通過現(xiàn)場鉆孔巖芯揭示，兩個(gè)基巖順層滑坡滑帶均為粉砂質(zhì)泥巖軟弱帶，粉砂質(zhì)泥巖具有飽水軟化，脫水開裂的特征，通過鉆探取樣，巖芯呈碎塊狀、片狀，滑帶見明顯擠壓、破碎及鏡面擦痕，圖3-1、3-2。

圖3-1 1號(hào)滑坡滑帶

圖3-2 2號(hào)滑坡滑帶

8 試驗(yàn)方案

8.1 滑帶土的天然物理參數(shù)

通過現(xiàn)場調(diào)查及鉆探可知，滑坡巖土體以砂巖及粉砂質(zhì)泥巖互層狀產(chǎn)出，根據(jù)巖層產(chǎn)狀及巖性，取滑坡體中后部巖性相一致的粉砂質(zhì)泥巖樣品，用保鮮膜包好后，24 小時(shí)內(nèi)進(jìn)行樣品物理參數(shù)的測(cè)定，得到滑帶土天然密度為2.21g/cm3，天然含水率為13.7%。

由于兩處滑坡處于庫區(qū)，庫區(qū)內(nèi)水位周期性漲落，滑坡坡腳內(nèi)的巖土體經(jīng)歷失水-飽水的長期循環(huán)過程，這種周期性的干濕交替過程，引起岸坡巖土體的組成成分、物理結(jié)構(gòu)、和力學(xué)性質(zhì)的變化，可能使穩(wěn)定的岸坡向不穩(wěn)定方向演化發(fā)展。故試驗(yàn)將樣品進(jìn)行干濕交替試驗(yàn)，模擬實(shí)際情況，將樣品進(jìn)行飽水24 小時(shí)后進(jìn)入烘箱烘干，烘干后進(jìn)行剪切試驗(yàn)，如此交替7 次。

9 干濕交替下滑帶土強(qiáng)度特征

先對(duì)樣品進(jìn)行剪切試驗(yàn)，得出第0 次的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，之后對(duì)樣品的每一個(gè)干濕交替循環(huán)后，進(jìn)行剪切試驗(yàn)，通過對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析可知，在干濕交替作用下，土體抗剪強(qiáng)度下降程度較大，在下降到一定程度后，抗剪強(qiáng)度逐漸趨于穩(wěn)定。內(nèi)摩擦角也有不同程度的降低，圖6-1，表6-2。

圖6-1 樣品干濕交替循環(huán)下粘聚力和內(nèi)摩擦角變化曲線

表6-2 樣品干濕交替循環(huán)下強(qiáng)度參數(shù)表

根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，我們可以得出樣品每次干濕循環(huán)下抗剪強(qiáng)度參數(shù)的變化幅度。內(nèi)摩擦角變化幅度為第1 次降低2.52%、第二次降低1.03%、第三次降低2.47%、第四次降低3.86、第五次降低1.83%、第六次降低1.97%、第七次降低1.37%，單次變化幅度小于4%。粘聚力變化幅度為第一次降低31.21%，第二次降低33.02%，第三次降低39.49%，第四次降低25.85%，第五次降低19.54%，第六次降低5.25%，第七次降低2.10%，通過試驗(yàn)可以得出以下結(jié)論，樣品在干濕交替循環(huán)后，強(qiáng)度有所降低，內(nèi)摩擦角降低幅度在4%以內(nèi)，粘聚力最大降幅為39.49%，前四次整體降低達(dá)72.1%，隨后降幅減小，逐漸趨于穩(wěn)定。

10 結(jié)論

以樂山至馬邊高速公路初步勘察工程研究區(qū)紅層基巖滑坡為研究對(duì)象，通過室內(nèi)模擬干濕循環(huán)試驗(yàn)研究了滑帶土抗剪強(qiáng)度變化規(guī)律。得到以下結(jié)論：

(1) 干濕循環(huán)作用下飽和滑帶的抗剪強(qiáng)度有明顯的變化規(guī)律。

(2) 在干濕循環(huán)作用下，滑帶土的黏聚力和內(nèi)摩擦角有明顯的降低規(guī)律，內(nèi)摩擦角降幅小于4%，粘聚力在四次交替后強(qiáng)度下降幅度最大，之后下降幅度逐漸趨于穩(wěn)定。

(3) 庫區(qū)水位漲落會(huì)使處于水位變動(dòng)區(qū)的坡體產(chǎn)生局部變形，不利于坡體的整體穩(wěn)定。強(qiáng)降雨則會(huì)使坡體中部的淺表層產(chǎn)生明顯變形。