云陽愛國村變形體滑坡穩(wěn)定性分析

楊 明

1 概述

愛國村變形體位于重慶市云陽縣雙江鎮(zhèn)愛國村專業(yè)復(fù)建公路一帶,地處長江支流紫金溝左岸,構(gòu)造上處于硐村背斜南東翼,基座為侏羅系中統(tǒng)上沙溪廟組地層。變形體體積12.5×104m3,分布高程366 m～380 m。變形體后緣是云陽縣渝巴移民復(fù)建路雙白段,是云陽縣重要的交通要道?，F(xiàn)階段變形體上尚有十家農(nóng)戶居住,人口數(shù)十人。若變形體產(chǎn)生滑移,將危及這一帶居民生命及財產(chǎn)安全,造成較大的生命財產(chǎn)損失,并將影響雙白段的運營。估算直接經(jīng)濟損失達300萬元,間接經(jīng)濟損失1 000萬元。

愛國村變形體的變形主要集中于變形體的中后部,變形表現(xiàn)為地面裂縫、建筑物變形破壞等。據(jù)調(diào)查:目前滑體上發(fā)育橫向、切向拉裂縫數(shù)條,大部分延伸方向近東西向,延伸最大長度達40 m,裂縫開口寬度在5 mm～20 mm,最大拉裂寬度達60 mm。致使公路路面及居民房屋多處拉裂。而變形體的中前部變形則較弱,僅在變形體的前緣地段見有一處土體滑塌,滑塌體面積200 m2,體積500 m3。

2 變形體形成分析

1)變形體形成的影響因素。a.降雨。變形體的誘發(fā)因素主要是降雨的影響,降雨過程中,地表水入滲土體增大了變形體重量,降低了滑動面的抗剪強度,增大了下滑力。變形體區(qū)在連續(xù)降雨期間變形則說明降雨的影響是其主要的誘發(fā)因素之一[1,2]。b.人類工程活動。變形體的前、后緣均有公路通過,尤其是后緣渝巴移民復(fù)建路在修建過程中棄土直接置于變形體的后部,加大了變形體重量,增大了下滑力。據(jù)訪問,變形體發(fā)生變形的時間在修路之后,故可說明人類工程活動是其主要的誘發(fā)因素之一。

2)變形體成因機制分析。變形體所處紫金溝岸坡,溝谷不斷下切,形成斜坡,由于變形體前緣切坡和后部加載,使坡體內(nèi)積累的應(yīng)力釋放和集中,同時在臨空面附近,產(chǎn)生新的應(yīng)力集中,在以自重為主的坡體應(yīng)力長期作用下,坡體向臨空面方向沿坡腳部位剪應(yīng)力集中帶形成剪切破裂面,在地下水作用下軟化滑帶處巖土體,使其抗剪強度迅速降低,在源于土體自重而產(chǎn)生的下滑推力作用下,剪應(yīng)力高度集中,迅速向未被剪斷的聯(lián)系土體集中使其破壞,導(dǎo)致后緣拉裂面與前緣剪裂面貫通,最終產(chǎn)生突發(fā)性的破壞,形成滑坡。

3 變形體穩(wěn)定性計算與分析評價

愛國村變形體易滑帶受軟弱面及臨空面控制,呈起伏不平的折線形,故采用傳遞系數(shù)法來評價斜坡的穩(wěn)定性及計算變形體推力[3,4]。其變形體的計算方案的選取、剖面的選取見圖1。

3.1 計算方案

經(jīng)分析變形體土體的巖、土狀態(tài)及荷載組合,選定如表1所示的3種方案進行變形體穩(wěn)定性計算。

表1 變形體穩(wěn)定性及推力計算方案表

3.2 計算參數(shù)的選取

1)變形體土體重量。天然狀態(tài)下人工填土采用經(jīng)驗值19.6 kN/m3,粉質(zhì)黏土層重度采用20.01 kN/m3。飽水狀態(tài)下試驗成果平均重度20.14 kN/m3。

2)水的考慮。在5年一遇暴雨狀態(tài)下,按變形體1/3的厚度考慮地下水,并考慮動水壓力,滑帶按飽水考慮。50年一遇暴雨狀態(tài)下,滑體土按2/3厚度考慮地下水,并考慮動水壓力,滑帶按飽水考慮。入滲系數(shù)取0.50。

3)滑體上覆建筑荷載。穩(wěn)定性計算中,僅考慮中后部民房分布的地表荷載,荷載按15 kN/m的線荷載均布。

4)抗剪強度C,φ值。本次計算中變形體易滑帶土體抗剪強度反算值指標C=23.6 MPa,φ=7.2。

5)安全系數(shù)(K值)的選取。推力計算中,根據(jù)《三峽庫區(qū)崩塌滑坡與塌岸地質(zhì)災(zāi)害防治工程地質(zhì)勘查技術(shù)要求》(試行),勘查等級為Ⅲ級,正常工況下安全系數(shù)KS值取1.15(工況Ⅰ);在特殊工況下(工況Ⅱ,Ⅲ)安全系數(shù)KS值取 1.05。

3.3 計算結(jié)果

在對剖面進行條分時,采用3種荷載組合,變形體計算基本數(shù)據(jù)及變形體穩(wěn)定性計算結(jié)果和推力值見表2。

表2 愛國村變形體穩(wěn)定性及推力一覽表

4 結(jié)語

愛國村變形體在工況Ⅰ時,K=1.094,變形體處于潛在不穩(wěn)定狀態(tài);在工況Ⅱ時,K=0.994,變形體處于不穩(wěn)定狀態(tài);工況Ⅲ時,K=0.928,變形體不穩(wěn)定。從表2中可看出,現(xiàn)階段變形體處于基本穩(wěn)定狀態(tài),而在大暴雨或暴雨+地震時,變形體整體將會失穩(wěn)。因此,總體上愛國村變形體雨季不穩(wěn)定,存在滑動的可能。

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