李 宏，程 輝，江榮昊，張曉宇

(中國電建集團西北勘測設(shè)計研究院有限公司,陜西 西安 710000)

0 引言

滑坡作為自然災(zāi)害的一部分,對人類的活動有非常大的影響,因此對其進行調(diào)查、研究、分析及治理顯得尤為重要。滑坡的治理依據(jù)主要取決于滑帶土的黏聚力(c)和內(nèi)摩擦角(φ)等強度參數(shù)的正確與否[1],c值及φ值是滑坡穩(wěn)定性分析和防治工程設(shè)計中十分重要而又難于確定的參數(shù)之一,其取值方法大致有3類[2]:

1)根據(jù)現(xiàn)場及室內(nèi)試驗資料,結(jié)合滑帶土的地質(zhì)條件和物理特征選取。

2)根據(jù)滑帶土強度參數(shù)和物理性質(zhì)的經(jīng)驗關(guān)系進行估算。

3)假定滑坡體的狀態(tài),利用極限平衡法進行抗剪強度參數(shù)反演。

目前獲取滑坡體抗剪強度參數(shù)最常用的方法是基于極限平衡理論的反演分析[3],相對于其他兩種方法,反演分析相對可靠、簡單[4]。

通過反演分析方法,確定了某滑坡滑帶土抗剪強度參數(shù)指標,為后續(xù)滑坡穩(wěn)定性分析評價及后期治理方案的選擇奠定了基礎(chǔ)。

1 滑坡體特征分析

滑坡體物質(zhì)成分主要以黏土為主。褐黃色,含鐵猛質(zhì)氧化物,局部含鈣質(zhì)結(jié)核,以硬塑狀態(tài)為主。

根據(jù)現(xiàn)場鉆孔及探井資料顯示,該滑坡存在一個滑動帶,在滑坡帶土樣中出現(xiàn)明顯的擦痕(見圖1,圖2),滑帶中可見大量鈣質(zhì)結(jié)核。

2 滑坡變形機制

2.1 地質(zhì)條件

影響邊坡穩(wěn)定性的主要因素是巖土體的本身特性。對于土質(zhì)邊坡來說,主要受土體強度、軟硬接觸面的滲透性的約束。該滑坡隱患體及邊坡出露的地層主要為第四系上更新統(tǒng)風(fēng)成黃土。黃土地層垂直節(jié)理發(fā)育,內(nèi)含較多鈣質(zhì)結(jié)核、姜石等,孔隙率高,含水量低,且黃土具有一定的水敏性[5],遇水后抗剪強度會迅速降低,這是形成滑坡的內(nèi)在原因。同時受地形地貌、構(gòu)造剝蝕及風(fēng)化作用影響,風(fēng)化物厚度較大。

2.2 地形地貌

該滑坡所在勘查區(qū)域的地貌單元為構(gòu)造剝蝕中低山區(qū)?；虑熬壖盎潞缶壪鄬Ω卟钶^大,高差近25.0 m;坡度較陡,坡度約 30°～45°,按微地貌單元劃分為陡坡地帶。地貌形態(tài)見圖3。

2.3 人類活動

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查,滑坡體下緣將進行深基坑開挖,坡腳距基坑底近5.0 m,應(yīng)力重新分布而失穩(wěn)破壞。就本勘查區(qū)而言,基坑開挖易產(chǎn)生高陡地形,形成臨空面。

2.4 水文、氣候條件

勘查區(qū)地下水類型主要為第四系孔隙、裂隙水,主要接受大氣降水補給,以下降泉水的形式排泄。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查,滑坡前緣匯聚有一積水坑(見圖4),為滑坡形成的明顯特征,積水無法及時排泄,通過滲透使土體結(jié)構(gòu)面的抗剪強度降低,抗滑力減小,而土體重度增加,下滑力增大。同時地下水溶解土體中的易溶物質(zhì),改變土體結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分,對坡體的穩(wěn)定性產(chǎn)生了影響。

以上因素均對斜坡的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響,其中降雨對巖土體的浸潤作用使其抗剪強度降低是導(dǎo)致崩滑的主要誘發(fā)因素。

3 試驗參數(shù)與反演結(jié)果對比

3.1 室內(nèi)試驗數(shù)據(jù)分析

通過人工探井方式在該滑坡采取18組土樣(包括滑坡土、滑帶土)分別進行了快剪、飽和剪切及殘余剪切試驗,具體試驗結(jié)果詳見表1。

表1 室內(nèi)試驗成果統(tǒng)計表

3.2 抗剪強度參數(shù)反演計算

滑帶土力學(xué)參數(shù)的反演計算是通過已有資料恢復(fù)已破壞滑坡的原始狀態(tài),推求處于極限平衡狀態(tài)時滑坡幾何形態(tài)參數(shù)與滑帶土力學(xué)參數(shù)的關(guān)系,從而確定滑帶土的力學(xué)參數(shù)[6]。

內(nèi)摩擦角φ值的變化相對黏聚力c值的變化對滑坡穩(wěn)定系數(shù)的影響更加敏感[7],故此次反演計算將固定黏聚力c值來反算內(nèi)摩擦角φ值。

其四，當今農(nóng)業(yè)正向綠色化方向發(fā)展，臨澤縣農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中也應(yīng)塑造綠色品牌。制定綠色生產(chǎn)審核制度，加大綠色產(chǎn)品生產(chǎn)力度，重視綠色環(huán)境的維護，加強農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的整治力度勢在必行。

根據(jù)GB 50330—2013建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范及DZ/T 0218—2006滑坡防治工程勘查規(guī)范對邊坡的整體穩(wěn)定性分級標準劃分:穩(wěn)定、基本穩(wěn)定、欠穩(wěn)定和不穩(wěn)定,見表2。

表2 穩(wěn)定性安全系數(shù)分級標準

選取滑坡最不利滑動面進行反演計算,按天然工況進行,依據(jù)相關(guān)規(guī)范穩(wěn)定性安全系數(shù)分級標準選取穩(wěn)定系數(shù)K=1.05。

反演計算公式如下:

反演計算詳見表3。

反演計算結(jié)果詳見表4。

表3 滑帶土抗剪強度參數(shù)反演過程計算表

表4 滑帶土抗剪強度參數(shù)反演計算表

3.3 滑帶參數(shù)的選取

綜合室內(nèi)土工試驗、原位測試試驗、反演分析計算、工程類比地區(qū)經(jīng)驗等因素綜合分析確定該滑帶土的參數(shù):黏聚力c=17.0 kN,內(nèi)摩擦角φ=15.2°。

4 穩(wěn)定性分析

4.1 定性分析及評價

根據(jù)探井顯示,滑坡體中上部位上覆坡殘積土厚度較小,地形相對較陡;滑坡體下部坡殘積土厚度較大,地形坡度相對較小。天然狀態(tài)下處于穩(wěn)定狀態(tài),發(fā)生滑塌的可能性較小。但是,滑坡前緣與側(cè)邊道路具有高差、易形成臨空面,土體孔隙性大,降雨或強降水作用下雨水易下滲、土體重度增加、強度降低,易發(fā)生失穩(wěn)。

在滑坡體前部削坡、修路及施工等人類活動的強烈影響下,坡腳及表面可見少量碎屑物從高陡切坡面散落,這些跡象充分說明該滑坡已重新復(fù)活,發(fā)生二次滑坡的可能性較大。

4.2 定量分析及評價

選取天然和暴雨兩種工況進行穩(wěn)定性驗算,依據(jù)表2穩(wěn)定性安全系數(shù)分級標準。運用北京理正軟件,按照圓弧法計算各剖面穩(wěn)定性系數(shù)計算結(jié)果,見表5。

表5 穩(wěn)定性系數(shù)計算結(jié)果表

根據(jù)表5計算結(jié)果,該黃土邊坡總體處于欠穩(wěn)定狀態(tài),且不能夠滿足滑坡穩(wěn)定的需求,在強降雨或人為因素的作用下,易產(chǎn)生失穩(wěn)破壞。

5 結(jié)論

本文依托某工程,在實際地質(zhì)勘查資料的基礎(chǔ)上,對滑坡的變形機制、抗剪強度參數(shù)確定及滑坡穩(wěn)定性進行了詳細的分析計算,得出以下結(jié)論:

1)通過現(xiàn)場人工探井,確定了滑坡的最不利滑動面。

2)采用極限平衡法對滑帶土的抗剪強度參數(shù)進行了反演計算,采用最不利原則,確定滑帶土的抗剪強度指標為:黏聚力c=17.0 kN,內(nèi)摩擦角φ=15.2°。

3)結(jié)合地質(zhì)環(huán)境和空間分布特征,對該滑坡體的穩(wěn)定性進行了定性及定量分析。在滑坡體前緣施工等人類活動及降雨天氣的強烈影響下,該滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài),發(fā)生二次滑坡的可能性較大。根據(jù)計算結(jié)果,在天然狀態(tài)下處于欠穩(wěn)定狀態(tài),暴雨狀態(tài)下為不穩(wěn)定狀態(tài)。

4)對滑坡的研究分析為穩(wěn)定性分析提供了一定的理論依據(jù),同時為后續(xù)滑坡的防治提供強有力的支撐。