朱 超

（湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局418隊(duì)，湖南 婁底 417000）

1 滑坡概況

該地位于漣源市金石鎮(zhèn)山茂村山茂水庫(kù)南側(cè)斜坡上，自然坡度20～25，微地貌單元屬緩坡。該滑坡平面形態(tài)呈“圈椅狀”，主滑方向?yàn)?1°，滑坡體長(zhǎng)度約36m，后緣寬度約50m，高程177.62m，前緣寬度約60m，高程約163.07m，相對(duì)高差約14.55m，坡度約20，滑體最大厚度約為6.10m，平均厚度約4.5m，體積約0.89萬m3，剖面形態(tài)整體呈階梯型。該滑坡現(xiàn)狀威脅坡體上部、下部房屋4棟，威脅人員約37人，潛在經(jīng)濟(jì)損失約200萬元。

2 形成機(jī)制分析

2.1 滑坡變形形成機(jī)制分析

據(jù)工程地質(zhì)測(cè)繪、鉆探和室內(nèi)綜合研究分析，該滑坡屬整體性牽引式淺層土質(zhì)滑坡，滑體為粉質(zhì)粘土、人工填土，滑床為強(qiáng)風(fēng)化砂巖，具體形成條件分析為：滑坡區(qū)土層含角礫，易于降雨入滲，雨季滑體土含弱孔隙水，主要受降雨補(bǔ)給。同時(shí)，滑床為強(qiáng)風(fēng)化砂巖，為相對(duì)隔水層，導(dǎo)致地下水在近基巖面附近的土層中儲(chǔ)集，一方面加大了滑體重度，另一方面軟化巖土體，降低了接觸帶土體的抗剪強(qiáng)度。此外，滑坡前緣為陡坎，受建房影響，形成臨空面，利于滑坡的發(fā)生。因此，綜合分析該滑坡是在特有的地質(zhì)條件下發(fā)生的牽引式淺層土質(zhì)滑坡。主要誘發(fā)因素是降水。

2.2 滑坡近期發(fā)育階段

滑坡區(qū)變形始于2018年，2021年雨季滑坡滑移跡象明顯，造成滑坡后緣及中部出現(xiàn)地面裂縫，后緣房屋開裂、地基下沉，中部前坪墜落、損毀，因此滑坡整體上已處于加速滑動(dòng)階段。現(xiàn)狀坡體在強(qiáng)降雨作用下仍處于不穩(wěn)定狀態(tài)，斜坡新出現(xiàn)裂縫等跡象。在雨季可能再次產(chǎn)生下滑，降雨對(duì)斜坡穩(wěn)定性影響大。

2.3 滑坡穩(wěn)定性影響因素

（1）地形地貌：滑坡所處為丘陵山腰地帶，自坡腳至山頂，相對(duì)高差約30.49m，坡度20°～25°，經(jīng)過長(zhǎng)期人類工程活動(dòng)作用，前緣、中部形成的斜坡臨空面為滑坡提供了勢(shì)能條件，在強(qiáng)降雨作用下，表層松散土體飽水后易發(fā)生滑動(dòng)變形，是滑坡形成的重要條件之一。

（2）物質(zhì)組成：滑體為粉質(zhì)粘土，含少量角礫，結(jié)構(gòu)松散，孔隙度大，地表水易入滲，土體遇水易軟化，力學(xué)強(qiáng)度大大降低。同時(shí)，滑床為強(qiáng)風(fēng)化砂巖，為相對(duì)隔水層，導(dǎo)致地下水在近基巖面附近的土層中儲(chǔ)集，一方面加大了滑體重度，另一方面軟化巖土體，降低了接觸帶土體的抗剪強(qiáng)度，不利于斜坡穩(wěn)定。

（3）大氣降水：大氣降水是滑坡形成的直接誘發(fā)因素。一方面，連續(xù)強(qiáng)降雨造成土體飽和或近飽和，軟化土體，強(qiáng)度變低，在重力作用下，促使斜坡失穩(wěn)變形。另一方面，降雨形成地表水流，直接沖刷坡體，不利于斜坡穩(wěn)定。

（4）人類工程活動(dòng)：滑坡區(qū)修建房屋對(duì)坡體進(jìn)行開挖，改變了原有坡體的平衡狀態(tài)，同時(shí)增加了滑體動(dòng)荷載，不利于斜坡穩(wěn)定。

3 破壞模式分析

滑坡區(qū)總體為斜坡地形，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)繪、勘探資料分析，目前滑坡主要表現(xiàn)為滑體向前緣滑移，后緣、中部出現(xiàn)拉張裂縫，前緣出現(xiàn)鼓張裂縫，滑坡破壞模式整體上以牽引式破壞為主。

4 物理力學(xué)參數(shù)分析與評(píng)價(jià)及參數(shù)取值

4.1 滑坡巖土體物理力學(xué)參數(shù)分析與評(píng)價(jià)

滑坡目前處于加速滑動(dòng)階段，由于滑坡區(qū)土層厚度小，其變形主要集中于雨季，綜合分析滑坡滑面主要位于粉質(zhì)粘土底部和強(qiáng)風(fēng)化砂巖接觸帶中。

4.2 滑坡巖土體物理力學(xué)參數(shù)取值

為獲取滑坡的穩(wěn)定性分析和防治所需巖土參數(shù)，本次勘察采取了12個(gè)土樣進(jìn)行巖土力學(xué)參數(shù)檢測(cè)。根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)參數(shù)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，滑體土的主要物理力學(xué)參數(shù)中，天然狀態(tài)下粘聚力取值43.41Kpa、內(nèi)摩擦角取值16.90°，飽和狀態(tài)下粘聚力取值15.84Kpa、內(nèi)摩擦角取值9.39°，滑體土的天然重度取19.90KN/m3、飽和重度取20.20KN/m3。

5 滑帶土抗剪強(qiáng)度參數(shù)反演

5.1 計(jì)算剖面

根據(jù)場(chǎng)地勘探點(diǎn)的布置及滑坡的分布特征，選取1-1′線、2-2′線、3-3′線進(jìn)行穩(wěn)定性和推力計(jì)算，計(jì)算模型見圖1、2、3。

圖1 滑坡1-1′線剖面滑動(dòng)面穩(wěn)定性計(jì)算模型

圖2 滑坡2-2′線剖面滑動(dòng)面穩(wěn)定性計(jì)算模型

圖3 滑坡3-3′線剖面滑動(dòng)面穩(wěn)定性計(jì)算模型

5.2 計(jì)算工況

依據(jù)《滑坡防治工程勘查規(guī)范》（GB/T 32864-2016）6.3表3，滑坡危害對(duì)象為坡體上、下部居民的生命財(cái)產(chǎn)安全，威脅人員約37人，潛在經(jīng)濟(jì)損失約200萬元，確定該滑坡的防治工程等級(jí)為三級(jí)。依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及剖面分析，該滑坡坡體上部存在3處房屋及1條公路，考慮房屋分布位置、層數(shù)及其與滑坡關(guān)系，1-1′剖面房屋荷載按全荷載考慮，2-2′剖面房屋荷載按1/2全荷載考慮，3-3′剖面房屋荷載按1/2全荷載考慮，為方便計(jì)算，按延米取值，其值分別取10kN/m、10kN/m、3kN/m；公路處于滑體中后緣，根據(jù)村民介紹，該院落基建基本完成，不存在大貨車出入，故本次不考慮汽車動(dòng)荷載。依據(jù)《滑坡防治工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》（DZ/T 0219-2006）5.4表5，綜合分析，本報(bào)告采用Ⅰ、Ⅱ兩種工況模型進(jìn)行計(jì)算，滑坡推力安全系數(shù)取值如下：

表3 滑坡2-2′線剖面飽和狀態(tài)抗剪強(qiáng)度參數(shù)敏感性分析表

工況Ⅰ：自重（天然狀態(tài)），安全系數(shù)取1.20。

工況Ⅱ：自重+暴雨+地下水（飽和狀態(tài)），安全系數(shù)取1.15。

5.3 計(jì)算結(jié)果

（1）計(jì)算思路：滑坡計(jì)算時(shí)選取1-1′線、2-2′線、3-3′線剖面進(jìn)行反演，以求取與現(xiàn)狀基本吻合的強(qiáng)度參數(shù)。

（2）計(jì)算方法：根據(jù)場(chǎng)區(qū)分布的巖土性質(zhì)及滑坡變形特征，滑坡區(qū)潛在滑動(dòng)面呈折線型，因此滑坡穩(wěn)定性計(jì)算分析方法采用折線型不平衡傳遞系數(shù)法。

（3）計(jì)算參數(shù)的選?。河?jì)算參數(shù)主要包括滑體容重及滑帶土的抗剪強(qiáng)度參數(shù)(C、φ值)。

（4）滑體土容重：根據(jù)滑坡區(qū)滑體土天然及飽和容重按原狀樣室內(nèi)試驗(yàn)成果統(tǒng)計(jì)分析，綜合確定滑體土天然容重計(jì)算取值為19.9kN/m3，飽和容重計(jì)算取值為20.2N/m3。

5.4 滑帶土抗剪強(qiáng)度參數(shù)C、φ值

5.4.1 室內(nèi)試驗(yàn)

依據(jù)《滑坡防治工程勘查規(guī)范》（GB/T 32864-2016）13.3表8滑帶抗剪強(qiáng)度指標(biāo)取值表，該滑坡天然狀態(tài)下穩(wěn)定，飽和狀態(tài)下不穩(wěn)定，未形成統(tǒng)一滑帶，故以滑體抗剪強(qiáng)度為參照。據(jù)勘查鉆孔取樣試驗(yàn)資料分析，提出滑帶土的物理力學(xué)參數(shù)建議值（見表1）。本次勘查取滑體土樣12個(gè)，其力學(xué)試驗(yàn)特征值見表1。

表1 滑體土物理力學(xué)性質(zhì)統(tǒng)計(jì)表

5.4.2 反演分析

（1）反演分析：

反演公式為：

式中：Wi—第i條塊的重量(kN/m)；αi—第i條塊滑面傾角(°)；C—內(nèi)聚力(kPa)；φ—內(nèi)摩擦角(°)；L—滑面長(zhǎng)度(m)；Ks—穩(wěn)定系數(shù)。

因滑坡2-2′線于2021年5月變形最大，故選取2-2′線作為主滑剖面，對(duì)滑坡2-2′線剖面建立模型進(jìn)行反演分析，因現(xiàn)狀在自重+連續(xù)暴雨+地下水（飽和）工況下，滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)，穩(wěn)定系數(shù)取值范圍Fs＜1.0。通過反演，2-2′線在飽和狀態(tài)下，剖面穩(wěn)定系數(shù)Fs取0.95，綜合選取C=13.80kPa，φ=7.00°作為滑坡在暴雨?duì)顟B(tài)下的滑帶土參數(shù)反演值。

表2 滑坡2-2′線剖面抗剪強(qiáng)度參數(shù)反演表（飽和Fs=0.95）

（2）因素敏感性分析。

滑動(dòng)面的C、φ值對(duì)穩(wěn)定系數(shù)的影響十分顯著。由上表可以看出，F(xiàn)s-φ關(guān)系曲線的傾角（曲線與水平軸線的夾角）大于Fs-C關(guān)系曲線的傾角；當(dāng)C=14kPa，φ由7°→8°每增加1°，則Fs值由0.959→1.016增加5.94%；而當(dāng)φ=7°，C值由14kPa→15kPa，則Fs值由0.959→1.000，增加4.28%。

圖4 滑坡2-2′線滑坡參數(shù)敏感性分析關(guān)系曲線圖

（3）計(jì)算參數(shù)的確定。

綜合以上室內(nèi)試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、反演分析，天然狀態(tài)下室內(nèi)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的凝聚力、內(nèi)摩擦角要比反演狀態(tài)下大，反演分析的結(jié)果試算后與實(shí)際穩(wěn)定狀況基本相符；試驗(yàn)參數(shù)實(shí)際上是總應(yīng)力參數(shù)，反演分析得到的則是有效應(yīng)力參數(shù)，在存在孔隙水壓力的情況下，有效應(yīng)力參數(shù)應(yīng)大于總應(yīng)力參數(shù)。

由于受大氣降水及地表水下滲的影響，滑帶土富水期處于飽和狀態(tài)，枯水期滑帶土含水量有一定量的降低，因此在對(duì)滑坡兩個(gè)工況進(jìn)行計(jì)算時(shí)，滑帶土按計(jì)算工況不同取其相對(duì)應(yīng)的抗剪強(qiáng)度參數(shù)值，綜合取值結(jié)合試驗(yàn)值及反演值按權(quán)重選取，其中試驗(yàn)值權(quán)重取0.2，反演值權(quán)重取0.8，綜合取值具體見表4。

6 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算及評(píng)價(jià)

6.1 穩(wěn)定性計(jì)算公式

滑移面呈折線型，因此本次穩(wěn)定性計(jì)算方法采用折線型不平衡傳遞系數(shù)法，計(jì)算公式如下。

式中：ψj-第i塊段的剩余下滑力傳遞至第i+1塊段時(shí)的傳遞系數(shù)(j=i)，即：；Wi—第i條塊的重量(kN/m)；Ci—第i條塊內(nèi)聚力(kPa)；φi—第i條塊內(nèi)摩擦角(°)；Li—第i條塊滑面長(zhǎng)度(m)；αi—第i條塊滑面傾角(°)；βi—第i條塊地下水線與滑面的夾角(°)；A—地震加速度(重力加速度g)；Kj—穩(wěn)定系數(shù)。

6.2 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)場(chǎng)區(qū)滑坡體變形特征及目前各滑體所處的狀態(tài)，結(jié)合穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果，可以將滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)劃分為：①Fs＜1.0不穩(wěn)定；②1.0≤Fs＜1.05欠穩(wěn)定；③1.05≤Fs＜1.15基本穩(wěn)定；④Fs＞1.15穩(wěn)定。

6.3 穩(wěn)定性計(jì)算及評(píng)價(jià)

按整體穩(wěn)定性計(jì)算：本次計(jì)算對(duì)滑坡1-1′、2-2′、3-3′線剖面剪出口進(jìn)行條塊劃分，按折線型不平衡傳遞系數(shù)法進(jìn)行滑坡穩(wěn)定性計(jì)算，其結(jié)果見表5。

表5 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果及評(píng)價(jià)統(tǒng)計(jì)表

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，滑坡在天然工況下處于穩(wěn)定狀態(tài)，在飽和工況下處于不穩(wěn)定—欠穩(wěn)定狀態(tài)。

7 滑坡推力計(jì)算及結(jié)果評(píng)述

7.1 剩余下滑推力計(jì)算公式選擇

式中：Pi—第i條塊推力(KN/m)；Pi-1—第i條塊的剩余下滑力(KN/m)；Wi—第i條塊的重量(KN)；Ci、φi—第i塊的內(nèi)聚力(KPa)及內(nèi)摩擦角(°)；Li—第i條塊長(zhǎng)度(m)；ai—第i塊的滑面傾角(°)；A—地震加速度(重力加速度g)；Ks—設(shè)計(jì)安全系數(shù)。

7.1.1 自重+天然

式中：Wi—第i條塊滑體重量(kN)；Li—第i條塊滑帶長(zhǎng)度(m)。

7.1.2 自重+暴雨+地下水

其中：Sxmin表示定位點(diǎn)在x坐標(biāo)上與其相鄰的兩個(gè)定位點(diǎn)間距離較小的距離值，Symin表示定位點(diǎn)在y坐標(biāo)上與其相鄰的兩個(gè)定位點(diǎn)間距離較小的距離值，Szmin表示定位點(diǎn)在z坐標(biāo)上與其相鄰的兩個(gè)定位點(diǎn)間距離較小的距離值，k表示距離權(quán)值，將各個(gè)定位點(diǎn)的距離函數(shù)值由大至小依序排列，并根據(jù)如下公式將序列中距離函數(shù)值最小的定位點(diǎn)V更新為V':

7.2 推力計(jì)算結(jié)果及評(píng)述

滑坡在以上兩種不同工況下對(duì)剖面按傳遞系數(shù)法進(jìn)行計(jì)算，其計(jì)算結(jié)果為（因三條剖面線在工況Ⅰ狀態(tài)下均為穩(wěn)定，僅考慮工況Ⅱ）：①滑坡1-1′剖面在暴雨?duì)顟B(tài)下穩(wěn)定系數(shù)為0.999，滑坡體處于不穩(wěn)定狀態(tài)，最終滑坡推力Pi=83.13 kN/m。②滑坡2-2′剖面在暴雨?duì)顟B(tài)下穩(wěn)定系數(shù)為0.995，滑坡體處于不穩(wěn)定狀態(tài)，最終滑坡推力Pi=133.13 kN/m。③滑坡3-3′剖面在暴雨?duì)顟B(tài)下穩(wěn)定系數(shù)為1.005，滑坡體處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，最終滑坡推力Pi=118.17 kN/m。據(jù)1-1′線、2-2′線、3-3′線三條剖面滑坡穩(wěn)定系數(shù)及滑坡推力計(jì)算得出結(jié)論，滑坡整體在天然工況下處于穩(wěn)定狀態(tài)，在飽和工況下處于不穩(wěn)定—欠穩(wěn)定狀態(tài)，其計(jì)算結(jié)論和實(shí)際情況基本吻合。

8 滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)及發(fā)展趨勢(shì)分析

8.1 滑坡穩(wěn)定性和變形階段

漣源市金石鎮(zhèn)山茂村滑坡始發(fā)于2018年7月，于2020年5月導(dǎo)致水泥公路錯(cuò)斷，房屋水泥前坪墜落、損毀，滑體中部和后緣產(chǎn)生大量地面裂縫，滑坡現(xiàn)已處于蠕變階段，其變形集中于雨季。經(jīng)計(jì)算，滑坡在飽和工況下處于不穩(wěn)定—欠穩(wěn)定狀態(tài)，因此滑坡在暴雨誘發(fā)下，可能再次下滑。

8.2 影響因素

從滑坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果和滑坡宏觀變形分析可知，滑坡區(qū)變形主要集中于雨季，降雨入滲使巖土界面土體軟化、降低了巖土體力學(xué)強(qiáng)度是誘發(fā)滑坡發(fā)生的關(guān)鍵因素，降雨對(duì)滑坡穩(wěn)定性影響大。同時(shí)，滑坡區(qū)地表土體松散，利于雨水入滲。因此，降雨是誘發(fā)滑坡失穩(wěn)的主要因素，雨季滑坡區(qū)變形明顯。

8.3 變形方式

漣源市金石鎮(zhèn)山茂村滑坡整體主要表現(xiàn)為滑體向前滑移，造成滑坡中、后部產(chǎn)生拉張裂縫，滑坡變形方式仍將以牽引式破壞為主。

9 治理方案建議

根據(jù)該滑坡的分布范圍、變形特征、影響因素、穩(wěn)定現(xiàn)狀等，結(jié)合威脅對(duì)象、施工條件及村莊規(guī)劃，建議治理方案如下。

9.1 削坡卸載工程

9.2 抗滑樁板墻工程

布置于滑坡中部（曾先石房前地坪外側(cè)），建議設(shè)計(jì)樁頂標(biāo)高與現(xiàn)有房前地坪標(biāo)高持平，采用埋入式抗滑樁板墻，根據(jù)樁的布置位置及樁后填方高度按土壓力及下滑力綜合考慮樁的水平抗力。

9.3 擋土墻工程

布置于滑坡前緣（曾訪齊、曾樂奇房后），建議設(shè)計(jì)墻頂標(biāo)高高于現(xiàn)有地坪標(biāo)高，采用重力式擋土墻，根據(jù)擋土墻的布置位置及墻后填方高度按土壓力及下滑力綜合。

9.4 截、排水工程

水是影響滑坡變形破壞的主導(dǎo)因素，因此坡頂、坡體各級(jí)平臺(tái)內(nèi)側(cè)及坡體兩側(cè)應(yīng)修建截排水溝，防止雨水對(duì)滑體的沖刷、浸泡作用。

9.5 裂縫填埋工程

建議對(duì)坡體后緣、中部拉張裂縫進(jìn)行填埋，防治地表水下滲軟化巖土體。

9.6 監(jiān)測(cè)工程

在滑坡區(qū)建立監(jiān)測(cè)網(wǎng)，對(duì)滑坡進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，實(shí)施監(jiān)控。