王雪林 陳紹文

（西南科技大學(xué) 環(huán)境與資源學(xué)院，四川 綿陽(yáng) 621010）

滑坡是斜坡巖土體沿著連續(xù)貫通的破壞面向下滑動(dòng)的過(guò)程與現(xiàn)象。在山區(qū)，滑坡災(zāi)害已成為僅次于地震和火山之后的全球性三大地質(zhì)災(zāi)害之一，滑坡帶來(lái)的問(wèn)題是非常嚴(yán)重的[1]。目前，國(guó)內(nèi)許多學(xué)者對(duì)滑坡穩(wěn)定性總體評(píng)價(jià)有比較多的研究，大部分采用極限平衡法和有限元法對(duì)滑坡穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)[2]。

江油市太平鎮(zhèn)五星村滑坡嚴(yán)重威脅坡下五星村居民等生命財(cái)產(chǎn)安全，也威脅城市主干道（S205 線(xiàn)）行車(chē)安全，存在嚴(yán)重的安全隱患。該滑坡直接影響了856 人的安全，威脅資產(chǎn)約4400.00 余萬(wàn)元。該研究以該滑坡的地質(zhì)背景資料、工程地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，針對(duì)滑坡的變形特點(diǎn)、影響因素和成因機(jī)制，重點(diǎn)分析該滑坡的穩(wěn)定性與敏感性，建立滑坡穩(wěn)定性計(jì)算模型，計(jì)算方法和結(jié)果較合理。劃分了牽引式土質(zhì)滑坡區(qū)、中部平推滑坡區(qū)，為后續(xù)的治理提供依據(jù)。

1 研究區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件

1.1 地形地貌條件

研究區(qū)處于四川盆地與龍門(mén)山區(qū)的過(guò)渡帶，地貌屬于構(gòu)造剝蝕丘陵地貌，區(qū)內(nèi)總體地勢(shì)西高東低，西側(cè)為江油市西山，西山山勢(shì)走向呈南北向滑坡區(qū)總體上西北高、東南低，區(qū)內(nèi)巖性控制，形成臺(tái)地、陡坡等地貌形態(tài)，斜坡總體坡度為15°～20°，坡向95°左右。

1.2 地層巖性條件

研究區(qū)出露地層主要為第四系人工填土、第四系滑坡堆積體、第四系殘坡積層、第四系綿陽(yáng)組沖洪積層、及侏羅系蓮花口組地層。按物質(zhì)組成與形成成因劃分，滑坡區(qū)主要為第四系松散的碎石土與沉積作用形成的軟硬相間砂泥巖巖組。

1.3 地質(zhì)構(gòu)造與地震條件

研究區(qū)位于揚(yáng)子陸塊西緣，處于龍門(mén)山褶斷帶與四川斷陷盆地過(guò)渡帶，滑坡區(qū)處于四川斷陷盆地的西緣、綿陽(yáng)帚狀構(gòu)造的北翼，受構(gòu)造擠壓作用，巖層產(chǎn)狀向南東方向略微傾斜，巖層產(chǎn)狀較平緩，巖層產(chǎn)狀一般為142-152°∠2-6°。

區(qū)內(nèi)地震活動(dòng)較弱，歷史上5 級(jí)以上地震記錄為5 次，最大的地震為2008 年5 月18 日發(fā)生在江油市文勝鄉(xiāng)境內(nèi)的6.0 級(jí)地震，為汶川特大地震的余震，均在前龍門(mén)山區(qū)，主要受江油斷裂影響，該斷裂屬于一條弱活動(dòng)性斷裂；外圍區(qū)域的西北部平武—松潘地震，以及“5.12”汶川特大地震、“4.20”蘆山強(qiáng)烈地震、“11.22”康定地震，江油是地震波及區(qū)。根據(jù)規(guī)范，江油市抗震設(shè)防烈度為Ⅶ度第二組，地震動(dòng)峰值加速度為0.15g。

1.4 水文地質(zhì)條件

研究區(qū)氣候潮濕，降雨十分豐富，特別是汛期，降雨形成地表徑流，而研究區(qū)各巖土孔隙或裂隙發(fā)育，為地下水的形成和富集提供了良好的儲(chǔ)水條件?；聟^(qū)按儲(chǔ)水介質(zhì)分為松散層孔隙水和基巖裂隙水。

1.5 人類(lèi)工程活動(dòng)

滑坡區(qū)原為五星村居民居住墾植區(qū)，主要的人類(lèi)工程活動(dòng)為修房建屋及農(nóng)業(yè)墾種，對(duì)緩坡臺(tái)地進(jìn)行一定的改造，形成斜坡上的0.5-2.0 臺(tái)階狀地形，由于經(jīng)濟(jì)建設(shè)和西山公園建設(shè)等，人類(lèi)工程活動(dòng)十分頻繁，在勘查區(qū)南側(cè)一帶，進(jìn)行開(kāi)挖整平，形成寬緩平臺(tái)，不利于降雨的排泄。另外，修建西山公園環(huán)線(xiàn)，對(duì)公路邊坡進(jìn)行開(kāi)挖，形成了高陡臨空面，對(duì)后緣原槽谷進(jìn)行回填，一方面回填加載，另一方面回填改變了槽谷的地表水與地下水補(bǔ)、徑、排條件，槽谷回填改變了地表水原排泄通道，而回填土有黏土、泥質(zhì)卵石、粉質(zhì)黏土和卵石層等，黏土為隔水層，導(dǎo)致槽谷地下水排泄不暢，地下水位抬升，從而形成滑坡；因此，研究區(qū)人類(lèi)工程活動(dòng)較強(qiáng)烈。

2 滑坡基本特征

2.1 滑坡變形特征

該滑坡由于降雨影響，于2018 年7 月發(fā)生滑動(dòng)，出現(xiàn)強(qiáng)烈的變形，造成西山公園西環(huán)線(xiàn)上段近310 m 道路出現(xiàn)西下陷變形，內(nèi)側(cè)擋墻、排水溝及外側(cè)擋墻出現(xiàn)傾倒、下陷變形，道路完全破壞中斷破壞；南側(cè)近170 m 道路出現(xiàn)多處擠壓變形；斜坡臺(tái)地中部，特別是臺(tái)地北端一帶，擠壓、拉張裂縫密布，中部排水溝出現(xiàn)擠壓、拉張、錯(cuò)斷變形，已經(jīng)失效，南側(cè)臺(tái)地中部原蓄水池出現(xiàn)擠壓變形破壞；臺(tái)地前緣多處出現(xiàn)溜滑，造成交通中斷。

2.2 滑坡物質(zhì)結(jié)構(gòu)特征

2.2.1 滑坡體

平推式滑坡區(qū)域滑體主要主要為粉質(zhì)黏土、黏土、卵石及二次搬運(yùn)形成的泥質(zhì)卵石層。北側(cè)土質(zhì)牽引變形區(qū)域主要成分為砂質(zhì)黏土、泥質(zhì)卵石與強(qiáng)風(fēng)化的砂質(zhì)泥巖。

2.2.2 滑帶土

平推式滑坡區(qū)域順巖層產(chǎn)生滑動(dòng)，處于巖層的軟弱夾層、強(qiáng)風(fēng)化層內(nèi)，滑帶土為紫紅色軟弱的砂質(zhì)泥巖泥化層，為呈軟塑狀粉質(zhì)黏土。北側(cè)土質(zhì)牽引變形區(qū)主要以蠕滑為主，該帶處于泥質(zhì)砂質(zhì)黏土、卵石的軟弱夾層。

2.2.3 滑床

平推式滑坡區(qū)域滑床巖性為中風(fēng)化紫紅色泥質(zhì)砂巖、砂質(zhì)泥巖為主，巖體結(jié)構(gòu)完成，呈柱狀，巖層產(chǎn)狀為142°∠3°，構(gòu)造裂隙發(fā)育，共發(fā)育4 組構(gòu)造裂隙。北側(cè)土質(zhì)牽引變形區(qū)后緣滑床為泥質(zhì)卵石層，中部處于基覆蓋界面，為強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)泥巖，前緣處于強(qiáng)風(fēng)層內(nèi)。

3 滑坡形成機(jī)制

江油市太平鎮(zhèn)五星村居民區(qū)后山高位滑坡主要為老滑坡受降雨作用復(fù)活產(chǎn)生變形，但是各區(qū)形成機(jī)制不同，各區(qū)形成機(jī)制如下。

3.1 平推式主滑坡

由于人類(lèi)工程活動(dòng)，滑坡前緣形成高陡的臨空面，為其變形提供有利條件；后緣的陡坡，為地表降雨向滑坡區(qū)匯集提供地形條件。滑坡區(qū)下伏基巖為侏羅系砂泥巖及其互層，巖層產(chǎn)狀平緩，砂質(zhì)泥巖為相對(duì)隔水層，且在地下水的浸潤(rùn)下，極易風(fēng)化侵蝕呈土狀，形成軟弱夾層，力學(xué)指標(biāo)極低，為滑坡形成提供軟弱結(jié)構(gòu)面。另外，滑坡表層為松散的粉質(zhì)黏土、泥質(zhì)卵石等，結(jié)構(gòu)松散，利于雨水的入滲；且后緣發(fā)育老滑坡拉陷槽，利于地表水向拉陷槽匯集，形成相對(duì)封閉的儲(chǔ)水空間，由于降雨作用，導(dǎo)致地下水位急劇上升，從而形成巨大靜水壓力和沿軟弱結(jié)構(gòu)面形成楊壓力，誘發(fā)老滑坡的重新復(fù)活。

3.2 北側(cè)土質(zhì)牽引變形區(qū)

該滑坡滑動(dòng)變形主要受中部平推式滑坡影響，產(chǎn)生牽引式滑動(dòng)。區(qū)內(nèi)表層為松散的綿陽(yáng)組四級(jí)階地砂質(zhì)黏土和泥質(zhì)卵石，結(jié)構(gòu)松散，利于地表降雨下滲，受雨水浸泡，力學(xué)指標(biāo)急劇降低，導(dǎo)致后緣厚層的松散土體產(chǎn)生濕陷作用，地面出現(xiàn)拉裂。前緣修建步道切坡，形成臨空面，松軟的土體局部產(chǎn)生蠕滑拉裂。南側(cè)一帶，中部平推式滑坡產(chǎn)生滑動(dòng)，滑體產(chǎn)生向東南的位移，導(dǎo)致?tīng)恳酵临|(zhì)滑坡產(chǎn)生臨空面，從而導(dǎo)致?tīng)恳酵临|(zhì)滑坡局部產(chǎn)生牽引式滑移產(chǎn)生地面拉裂。

綜上所述，人類(lèi)的工程活動(dòng)以及短時(shí)間內(nèi)的大量降雨為誘發(fā)該滑坡滑動(dòng)的主要影響因素。

4 滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

4.1 穩(wěn)定性計(jì)算方法

根據(jù)勘察及分析，滑坡滑面基本沿著巖土界面發(fā)育，滑面呈折線(xiàn)型，因此采用折線(xiàn)型滑動(dòng)面計(jì)算公式，穩(wěn)定性系數(shù)和剩余下滑力按傳遞系數(shù)法計(jì)算，如公式（1）所示[3]。

式中：Fs為穩(wěn)定性系數(shù)；Wi為第i條塊的質(zhì)量（kN/m）；Ci為第i條塊黏聚力（kPa）；φi為第i條塊內(nèi)摩擦角；Li為第i條塊滑面長(zhǎng)度（m）；αi為第i條塊滑面傾角(°)；Rn為作用于第n塊（最末塊段）的抗滑力(kN/m)；Tn作用于第n塊段（最末塊段）的模擬滑動(dòng)面上的滑動(dòng)分力(KN/m)；A為地震加速度。Ψj為第i塊的剩余下滑力傳遞至第i+1 塊時(shí)的傳遞系數(shù)（i=j），ru為孔隙壓力比。

4.2 計(jì)算剖面選取

根據(jù)滑坡的形態(tài)特征和地質(zhì)環(huán)境，選擇2-2`、3-3`、4-4`進(jìn)行整體和局部穩(wěn)定驗(yàn)算；北部土質(zhì)滑坡區(qū)前后緣均出現(xiàn)變形，該區(qū)地形較平緩，宏觀(guān)分析整體穩(wěn)定，局部不穩(wěn)定，因此選擇1-1`后緣次級(jí)進(jìn)行穩(wěn)定驗(yàn)算。

4.3 計(jì)算工況確定

根據(jù)影響因素和形成機(jī)制分析，考慮天然、暴雨以及地震3 種工況：自重+地表荷載+地下水（天然工況）（安全系數(shù)取值1.15）；自重+地表荷載+暴雨+地下水（暴雨工況）（安全系數(shù)取值1.10）；自重+地表荷載+地震+地下水（地震工況）（抗震設(shè)防烈度為Ⅶ度第二組，地震動(dòng)峰值加速度為0.15g，安全系數(shù)取值1.05）。

4.4 計(jì)算參數(shù)取值

根據(jù)工程地質(zhì)鉆探揭露土層內(nèi)部分界線(xiàn)，查明填土、粉質(zhì)黏土以及滑坡堆積體等，根據(jù)不同條塊面積，分別計(jì)算條塊重度；粉質(zhì)黏土天然重度和飽和重度分別為19.524.6 kN/m3、20.1524.6 kN/m3；滑體天然重度為24.6 kN/m3（砂質(zhì)泥巖）和24.57 kN/m3（泥質(zhì)砂巖）；滑床天然重度為25 kN/m3。

在進(jìn)行穩(wěn)定性分析和計(jì)算時(shí)，根據(jù)鉆孔、探槽原狀土樣的巖土力學(xué)參數(shù)試驗(yàn)值來(lái)綜合確定滑坡滑動(dòng)面的C值、Φ值，參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 滑帶土物理參數(shù)及抗剪強(qiáng)度參數(shù)綜合取值表

4.5 穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果及評(píng)價(jià)

4.5.1 穩(wěn)定狀態(tài)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)《滑坡防治工程勘察規(guī)范》（GB/T 32864—2016）結(jié)合滑坡現(xiàn)狀，對(duì)穩(wěn)定性系數(shù)Fs 進(jìn)行穩(wěn)定狀態(tài)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：1）不穩(wěn)定狀態(tài)。Fs＜1.0。2）欠穩(wěn)定狀態(tài)。1.0 ≤Fs＜1.05。3）基本穩(wěn)定狀態(tài)。1.05 ≤Fs＜Ks。4）穩(wěn)定狀態(tài)。Fs≥Ks。

根據(jù)上述確定的計(jì)算參數(shù)和計(jì)算模型對(duì)滑坡在不同工況條件下分別進(jìn)行穩(wěn)定性和推力計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算統(tǒng)計(jì)表

4.5.2 穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

對(duì)滑坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，北側(cè)土質(zhì)滑坡?tīng)恳冃螀^(qū)天然和地震工況均處于穩(wěn)定的狀態(tài)，暴雨工況下處于欠穩(wěn)定狀態(tài)；中部平推式滑坡整體在天然工況處于穩(wěn)定狀態(tài)，整體在暴雨工況2-2'處于基本穩(wěn)定和欠穩(wěn)定狀態(tài)，3-3'、4-4'處于穩(wěn)定狀態(tài)，地震工況2-2'處于基本穩(wěn)定和不穩(wěn)定狀態(tài)，3-3'處于穩(wěn)定狀態(tài)，4-4'處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。后緣強(qiáng)變形區(qū)天然工況處于穩(wěn)定狀態(tài)，暴雨工況處于不穩(wěn)定狀態(tài)，地震工況處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。

從滑體變形特征來(lái)看，1-1'、2-2'、3-3'剖面后緣拉張裂縫和擠壓裂縫明顯，屬于強(qiáng)變形區(qū)，目前而滑坡區(qū)后部已開(kāi)始時(shí)出現(xiàn)拉裂縫，中部出現(xiàn)推移擠壓裂縫，前緣產(chǎn)生大面積溜滑變形，2-2'整體處于基本穩(wěn)定或欠穩(wěn)定，3-3'、4-4'整體處于穩(wěn)定，局部基本穩(wěn)定或欠穩(wěn)定，與計(jì)算結(jié)果基本吻合；在天然條件下，滑坡整體處于穩(wěn)定狀態(tài)，但是在暴雨和持續(xù)降雨影響下，該滑坡處于基本穩(wěn)定或欠穩(wěn)定狀態(tài)，在不利條件誘發(fā)下，滑體可能繼續(xù)向前推移產(chǎn)生滑動(dòng)，致使整個(gè)滑面貫通，將誘發(fā)滑坡整體產(chǎn)生滑動(dòng)。

4.6 滑坡穩(wěn)定性敏感因素分析

滑體主要由于后緣平推產(chǎn)生滑動(dòng)破壞，暴雨是主要的誘發(fā)因素。暴雨入滲，軟化了滑帶土，降低了滑帶土力學(xué)性質(zhì)，且導(dǎo)致滑坡后緣槽谷地下水位抬升，形成對(duì)滑體巨大的靜水壓力和揚(yáng)壓力，從而順軟弱夾層產(chǎn)生平推式滑動(dòng)。根據(jù)3-3 剖面在暴雨工況下不同的內(nèi)摩擦角、地下水位取值進(jìn)行計(jì)算，得到不同的穩(wěn)定性系數(shù)，見(jiàn)表3。

由表3 可以看出，在Φ值相同的情況下，當(dāng)水位h 值提高1 m 時(shí)，穩(wěn)定性系數(shù)降低，變化范圍在0.09～0.35；在同一水位h值下，當(dāng)Ф值提高1°時(shí)，穩(wěn)定性系數(shù)升高，變化范圍在0.11-0.27，因此對(duì)這次滑坡來(lái)說(shuō)，Φ值和地下水位h值對(duì)滑坡穩(wěn)定性同樣敏感。

表3 3-3 次級(jí)剖面暴雨工況下參數(shù)敏感性因素表

4.7 防治與建議

北側(cè)土質(zhì)滑坡?tīng)恳冃螀^(qū)在天然和地震工況均處于穩(wěn)定狀態(tài)，暴雨工況處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，該區(qū)變形以蠕滑拉裂變形為主，其威脅對(duì)象為西山公園的休閑步道，不直接威脅太平鎮(zhèn)五星村居民區(qū)，其變形主要由于地表水排泄不暢，導(dǎo)致土體飽和，自重增加，且前緣平推式滑坡滑動(dòng)位移，為其變形提供臨空條件，從而導(dǎo)致該區(qū)產(chǎn)生牽引式變形破壞，因此只要對(duì)平推式滑坡進(jìn)行治理，北側(cè)土質(zhì)斜坡就無(wú)變形的臨空條件，該區(qū)將趨于穩(wěn)定；主要以完善該區(qū)的地表排水系統(tǒng)和進(jìn)行監(jiān)測(cè)為主。

平推式滑坡區(qū)的4-4'剖面主要受平推式滑坡北側(cè)擠壓推動(dòng)為主，目前整體處于基本穩(wěn)定和穩(wěn)定狀態(tài)，將2-2'、3-3`剖面一帶進(jìn)行工程治理，4-4'剖面受北側(cè)擠壓推動(dòng)的力消失，該區(qū)整體趨于穩(wěn)定，因此采用地表排水系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)為主。

平推式滑坡區(qū)的2-2'、3-3'剖面一帶，是這次滑坡強(qiáng)烈變形區(qū)，變形破壞嚴(yán)重，穩(wěn)定性差，須對(duì)該區(qū)進(jìn)行工程治理，主要采取完善地表排水系統(tǒng)、抗滑支檔、道路恢復(fù)和裂縫縫填等工程措施進(jìn)行治理。

5 結(jié)論

綜合上述滑坡變形特征、形成機(jī)制以及各工況下滑坡的穩(wěn)定性分析評(píng)價(jià)，最終得到以下3 個(gè)結(jié)論：1）該滑坡為中型滑坡，根據(jù)地質(zhì)類(lèi)型及形成成因分為平推式滑坡區(qū)、北側(cè)土質(zhì)牽引式變形區(qū)等2 個(gè)區(qū)。2）研究區(qū)的地形地貌以及人類(lèi)的工程活動(dòng)為該滑坡的形成提供了變形空間和臨空條件，復(fù)雜的巖性結(jié)構(gòu)不利于排水，為滑坡的形成提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，短時(shí)間的暴雨導(dǎo)致巖土體的強(qiáng)度降低，產(chǎn)生動(dòng)水壓力和孔隙水壓力，潛蝕巖、土，增大巖、土容重，對(duì)透水巖層產(chǎn)生浮托力，從而軟化滑面，降低其強(qiáng)度，使其滑動(dòng)變形。3）該滑坡在天然工況下整體基本穩(wěn)定。但是在不利條件誘發(fā)下滑體可能繼續(xù)向前推移產(chǎn)生滑動(dòng)。