孟家槽不穩(wěn)定斜坡穩(wěn)定性分析評價

徐 挺 吳鈺梁 楊 可

(1．三峽大學三峽庫區(qū)地質(zhì)災(zāi)害教育部重點實驗室，湖北宜昌 443002; 2．永業(yè)行評估咨詢有限公司，湖北武漢 430032)

1 概述

孟家槽不穩(wěn)定斜坡位于汶川縣綿虒鎮(zhèn)場鎮(zhèn)東側(cè)老213國道東側(cè)斜坡地帶，坡腳處為綿虒鎮(zhèn)鎮(zhèn)區(qū)規(guī)劃建設(shè)區(qū)。孟家槽不穩(wěn)定斜坡上共分布有10個崩塌區(qū)，其中包括5個危巖段等規(guī)模較大的災(zāi)害體(見圖1)。孟家槽不穩(wěn)定斜坡在“5·12”地震前，未發(fā)生明顯的變形跡象。受地震作用，斜坡表層巖土體被松動，形成多個災(zāi)害體，坡腳處堆積體自身表層穩(wěn)定性差，斜坡表面有大量的危方危石，這些都嚴重危及坡腳處老213國道線和綿虒鎮(zhèn)城鎮(zhèn)居民的生命財產(chǎn)安全，同時嚴重制約綿虒鎮(zhèn)災(zāi)害重建工作的順利開展。

2 形成機制及主要誘發(fā)因素

2．1形成機制

孟家槽不穩(wěn)定斜坡區(qū)域內(nèi)，地形坡度、高差均比較大，在構(gòu)造及風化卸荷的強烈作用影響下，基巖的節(jié)理呈裂隙發(fā)育，尤其在“5·12”地震作用下，表層巖土體更加松動，大面積發(fā)生了崩塌破壞。

2．2 主要誘發(fā)因素

1)地形地貌。

處于孟家槽不穩(wěn)定區(qū)域中的斜坡，大部分坡角為35°～50°，某些局部較陡的巖段角度達到50°～75°，較陡的坡度給斜坡提供了變形的動力，使斜坡的穩(wěn)定存在一定隱患。

圖1 孟家槽不穩(wěn)定斜坡全貌

2)地質(zhì)結(jié)構(gòu)。

分析測繪和探槽所得出的數(shù)據(jù)，在斜坡表面層土體一般小于2．5 m，比較淺，結(jié)構(gòu)相對松散，給地表水往下滲提供了條件;下伏基巖表現(xiàn)為強～中風化形狀，巖體表現(xiàn)為碎裂形狀和碎塊石形狀;巖土體接觸面角度一般大于35°，比土體的內(nèi)摩擦角要小;斜坡上覆土體不穩(wěn)定，容易發(fā)生下滑崩塌變形。這些都會對斜坡的穩(wěn)定產(chǎn)生一定影響。

3)地質(zhì)構(gòu)造。

勘查區(qū)內(nèi)構(gòu)造強烈，茂汶斷裂即從坡腳附近穿過，在這種構(gòu)造的強烈作用下，巖體一般存在有3組～5組裂隙，極為發(fā)育;同時還存在有一些沒有順序和沒有規(guī)律的裂隙;巖體被切割，呈現(xiàn)出碎裂形狀和碎塊體形狀，這種地質(zhì)構(gòu)造對斜坡的穩(wěn)定會產(chǎn)生不利影響，特別是在基巖斜坡帶。

4)雨水作用。

雨水在進入坡體以后，使坡體的重量增加，從而造成坡體內(nèi)潛在的滑移面和結(jié)構(gòu)面的力學性能不穩(wěn)定，并且裂隙面間的孔隙水壓力也隨之增大，這些都會導致坡體的不穩(wěn)定。因而降雨是造成坡體穩(wěn)定性變化的主要誘發(fā)因素之一。

5)地震作用。

在地震作用下，坡體物質(zhì)都變得松動易滑，而且坡體的下滑力和外傾推力也隨地震而加大了，這也會對坡體的穩(wěn)定產(chǎn)生不利影響?？碧絽^(qū)所在的位置靠近龍門山斷裂帶西北側(cè)和茂汶斷裂帶，受地震的影響較大，故地震是影響斜坡穩(wěn)定性的主要誘發(fā)因素之一。

3 不穩(wěn)定斜坡穩(wěn)定性分析評價

本次勘查穩(wěn)定性分析評價主要采用赤平極射投影分析法和工程地質(zhì)類比法進行穩(wěn)定性分析和評價。

1)1號崩塌區(qū)及其WYD01～WYD05危巖段、2號崩塌體、3號崩塌體、4號崩塌體及10號崩塌體穩(wěn)定性分析評價。上述區(qū)域均屬巖質(zhì)陡坡，存在外傾型結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)組合面，其變形破壞模型以局部滑塌破壞為主。其次因地震的松動影響，局部巖體以墜落和傾倒破壞為主。根據(jù)其破壞模式采用赤平極射投影分析法進行穩(wěn)定性分析和評價。

以上崩塌體的坡向近一致，主崩方向為283°～312°。從表1可知，這個邊坡的結(jié)構(gòu)符合基本穩(wěn)定～不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，裂隙①的傾向和坡向基本相同，為一條主要控制裂隙，裂隙②、裂隙③投影判定為組合結(jié)構(gòu)面傾向和坡向基本相同或者二者以小角度相交，某些小范圍的巖體可能會沿著裂隙①、裂隙②和裂隙③組合結(jié)構(gòu)面出現(xiàn)滑塌式破壞。裂隙①、裂隙②及裂隙③相互交點在均坡肩附近，巖體在這里容易發(fā)生小范圍的掉塊。分析測繪和探槽所得出的數(shù)據(jù)，這段邊坡裂隙之間距離分布比較小，結(jié)構(gòu)面結(jié)合判定為一般～差，其中有幾對裂隙把巖體切割成為小碎塊狀體，在“5·12”地震作用下，巖體變得松動易滑。綜合判定這幾處崩塌體和危巖段整體穩(wěn)定性稍好，局部處呈基本穩(wěn)定狀態(tài)～欠穩(wěn)定狀態(tài)，但隨著降雨的長期作用和地震作用，局部穩(wěn)定性將下降，易發(fā)生局部滑塌破壞。

2)5號崩塌區(qū)、7號崩塌區(qū)、8號崩塌區(qū)及9號崩塌區(qū)穩(wěn)定性分析評價。上述崩塌區(qū)滑塌體厚度較小，一般1 m～3 m，局部陡坡地段達13 m，從其變形跡象看，其變形破壞模式以滑塌式或滑移式破壞為主。故通過坡體的地形特征、結(jié)構(gòu)特征、變形跡象分析對其穩(wěn)定性作定性的分析評價。

崩塌區(qū)所在斜坡坡角均較陡，一般45°～50°，坡體巖土體接觸面傾角37°～50°。為坡體的變形提供了有利的動力來源和潛在滑移面或結(jié)構(gòu)面。在受到地震誘發(fā)作用下，坡體沿巖土體接觸面和強風化帶內(nèi)結(jié)構(gòu)面發(fā)生了滑移變形，甚至失穩(wěn)破壞。目前崩塌體后緣及兩側(cè)均形成了斷壁，斷壁后緣有卸荷張拉裂隙，利于降雨的入滲。但巖土體接觸面和基巖結(jié)構(gòu)面的抗剪力學性能較高，故綜合判定其目前處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。但是，在崩塌區(qū)中部和中下部，均存在松散的崩積物，在暴雨時，易發(fā)生泥石流災(zāi)害。

表1 危石帶穩(wěn)定性分析一覽表

3)6號崩塌區(qū)穩(wěn)定性分析評價。6號崩塌區(qū)所在斜坡坡角較陡，一般在50°以上，為坡體的變形提供了有利的動力來源和潛在滑裂面或破裂面。崩塌區(qū)主要崩塌部位在坡肩處，已經(jīng)崩塌厚度約1．3 m，后緣形成卸荷拉張裂縫，卸荷帶寬度2 m～3 m。由于斜坡坡角較陡，表層土體受地震作用松動，隨著地下水長期作用，后緣卸荷裂隙將進一步發(fā)展，故該崩塌體表層土體目前處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，但整體的穩(wěn)定性好。

4)DJ01～DJ13崩塌堆積體穩(wěn)定性分析評價。除已有的老堆積體外，新近形成的崩塌堆積體坡角較陡，一般坡角35°～40°，上陡下緩，從崩塌體變形情況看，其變形主要表現(xiàn)在坡體表層危石發(fā)生滾落，表層土體在雨水和地表水沖刷下形成坡面泥石流和小型泥石流。從周邊穩(wěn)定堆積體坡體看，穩(wěn)定坡角小于35°，按35°坡角作為堆積體的穩(wěn)定坡角的界限值(自然休止角)。按此方法來判定堆積體表層的穩(wěn)定狀態(tài)。DJ01，DJ02，DJ04，DJ06，DJ08，DJ09，DJ011崩塌堆積體坡角均大于35°，處于欠穩(wěn)定狀態(tài);DJ03，DJ05崩塌堆積體坡角均接近35°，處于基本穩(wěn)定狀態(tài);DJ07，DJ10，DJ013崩塌堆積體坡角均小于 35°，處于穩(wěn)定狀態(tài)。除DJ07，DJ10，DJ013崩塌堆積體處于穩(wěn)定外，其余堆積體表層安全儲備不足。

4 結(jié)語

通過對孟家槽不穩(wěn)定斜坡的全面勘察，對其穩(wěn)定性的分析評價，為孟家槽不穩(wěn)定斜坡應(yīng)急治理設(shè)計提供可靠的地質(zhì)依據(jù)，為汶川縣災(zāi)后恢復重建工作的順利實施及居民的生命財產(chǎn)安全提供了有力保障。

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