雷達(dá)崗滑坡形成機(jī)理及穩(wěn)定性分析

樊玉敬， 錢 龍， 劉 碩， 梁小勇

(1.河北省環(huán)境地質(zhì)勘查院，河北石家莊 050021；2. 河北科技大學(xué)建筑工程學(xué)院, 河北石家莊 050018)

雷達(dá)崗滑坡形成機(jī)理及穩(wěn)定性分析

樊玉敬1， 錢 龍1， 劉 碩1， 梁小勇2

(1.河北省環(huán)境地質(zhì)勘查院，河北石家莊 050021；2. 河北科技大學(xué)建筑工程學(xué)院, 河北石家莊 050018)

在詳述雷達(dá)崗滑坡形成機(jī)理基礎(chǔ)上，對(duì)該滑坡在多種工況下的穩(wěn)定性進(jìn)行了計(jì)算。結(jié)果表明，Ⅰ號(hào)滑坡均處于穩(wěn)定狀態(tài)，Ⅱ號(hào)滑坡在飽和工況條件下整體穩(wěn)定，局部(上部)坡體欠穩(wěn)定。研究結(jié)果為該滑坡的防治提供了重要的依據(jù)。

滑坡; 地震; 形成機(jī)理; 穩(wěn)定性

1 滑坡概況

雁鵝村14社雷達(dá)崗滑坡位于大邑縣金星鄉(xiāng)西北側(cè)約4 km的山坡的中上部，地理位置處于北緯30°42′03″，東經(jīng)103°26′46″?；聟^(qū)為斜坡地貌，坡度為20°～35°，滑坡后緣至基巖陡壁，側(cè)邊界至自然凹溝，前緣至雁鵝村14社村民房屋后，均有基巖出露，共有2處滑坡。

Ⅰ號(hào)滑坡主滑方向125°，滑坡寬約137 m，長(zhǎng)約122 m，平均厚度為10.5 m，滑坡體積約17.55×104m3。Ⅱ號(hào)滑坡，主滑方向73°，滑坡寬約148 m，長(zhǎng)約122 m，平均厚度為7 m，滑坡體積約12.64×104m3，規(guī)模屬于中型,如圖1所示。

圖1 雷達(dá)崗滑坡全貌Fig.1 Figure of Leidagang landslide

滑體物質(zhì)主要為含大塊石碎石土，碎石粒徑為2～10 cm，含量為50%～70%，塊石塊徑為2～4 m，夾粉土，厚度為3～10 m。滑坡中上部坡體碎石土碎石、塊石含量較高，多含1～2 m的大塊石。

Ⅰ號(hào)滑坡坡體中部及后緣出現(xiàn)裂縫，并且經(jīng)過(guò)雨季后,裂縫有輕微變形，變形跡象不太明顯。Ⅱ號(hào)滑坡開(kāi)始僅在上部發(fā)現(xiàn)裂縫，經(jīng)過(guò)雨季后，滑坡裂縫變寬，由原來(lái)的約10 cm變?yōu)楝F(xiàn)在的約15 cm，局部坡體下挫，約6 cm。

2 滑坡形成機(jī)理

2.1滑坡變形形成機(jī)制分析[1-7]

雷達(dá)崗滑坡地形坡度上陡下緩，坡體物質(zhì)為崩坡積成因的碎石、碎塊石土，前后緣均有基巖出露，從地形地貌上講，坡體易產(chǎn)生下滑。

此外，“5·12”大地震時(shí)，由于地震作用，導(dǎo)致滑坡體土體結(jié)構(gòu)、密實(shí)等性質(zhì)發(fā)生變化，表層形成多處張裂縫。降水沿土體裂縫或土體表面入滲，導(dǎo)致坡體土自重、物理力學(xué)性質(zhì)等發(fā)生變化，降水至巖土界面時(shí)，坡體易沿巖土界面產(chǎn)生滑動(dòng)，坡體裂縫加劇，從而形成滑坡。

2.2滑坡主控條件及影響因素

1)地震因素 地震是雷達(dá)崗滑坡發(fā)生變形的誘因之一，“5·12”大地震的震動(dòng)使得滑坡體更加松散，造成土體力學(xué)性質(zhì)改變，產(chǎn)生變形，局部出現(xiàn)裂縫，在降雨等作用下，裂縫變形進(jìn)一步加劇。地震是雷達(dá)崗滑坡產(chǎn)生變形跡象的初始因素。

2)地質(zhì)構(gòu)造因素 本區(qū)地處大邑霧中山褶斷帶，霧中山褶斷帶由一系列北東向展布的褶曲、斷裂、飛來(lái)峰群組成。地層為三疊系——第三系地層。雷達(dá)崗滑坡位于霧中山背斜的東翼邊緣。所處砂巖、礫巖互層地層，局部地層變化較大，斜坡上形成了厚度較大的殘坡積層，在各種不利條件組合下容易失穩(wěn)造成滑坡災(zāi)害。

3)地形及物質(zhì)因素 該區(qū)為斜坡地貌，斜坡平均坡度為20°～35°，斜坡上部較陡，坡度為30°～35°，局部為45°；下部坡度較緩，坡度為20°左右。斜坡上松散碎石土較厚，前緣較陡，有較高的臨空面，為滑坡的形成創(chuàng)造了有利條件。同時(shí)，滑坡區(qū)表層為第四系殘坡積物，巖性為碎石土、碎塊石土，下伏基巖為白堊礫巖及泥質(zhì)砂巖，泥質(zhì)砂巖屬于親水巖，抗風(fēng)化能力弱，也極易被水軟化。碎石土含水且透水，而泥質(zhì)砂巖弱透水，在碎石土與千枚巖接觸面形成潤(rùn)濕滲流，降低了上覆碎石土的抗滑力，這為滑坡的變形失穩(wěn)創(chuàng)造了有利條件。

4)降水影響 降雨頻繁，接受大氣降雨后，地表水滲透至土體，既增大了土體重度，又降低了土體的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)?；w主要為碎石土，碎石含量較高，坡體物質(zhì)透水性較好，降雨多在重力作用下入滲至坡體內(nèi)，增加了坡體自重，軟化了土體，影響坡體的穩(wěn)定性。特別是“5·12”大地震后，滑坡體多處部位出現(xiàn)張裂縫，降水更易沿裂縫進(jìn)入滑坡體內(nèi)，為滑坡形成創(chuàng)造條件。

5)人為因素 坡體前緣為雁鵝村14社村民房屋，房屋的修建切坡，以及村民對(duì)前緣部分坡體進(jìn)行開(kāi)挖都是人為因素。另外滑坡體上農(nóng)業(yè)耕種，導(dǎo)致了坡體降雨入滲的加快，對(duì)滑坡的穩(wěn)定產(chǎn)生一定影響。

3 滑坡穩(wěn)定性分析及評(píng)價(jià)[8-10]

結(jié)合該滑坡的特點(diǎn)，采用剛體極限平衡法的傳遞系數(shù)法定量分析計(jì)算其穩(wěn)定性與剩余下滑推力。

3.1穩(wěn)定性計(jì)算

1)計(jì)算剖面的選取 選取原則是剖面盡可能與地形等高線垂直或與滑坡運(yùn)動(dòng)主方向平行；計(jì)算評(píng)價(jià)已有嚴(yán)重變形的巖土體穩(wěn)定性為主，適當(dāng)考慮未破壞但存在潛在不穩(wěn)定部位；剖面經(jīng)過(guò)部位要求數(shù)據(jù)可靠，能真實(shí)反映巖土體的情況。由此確定本次計(jì)算的剖面共2個(gè)。

2)計(jì)算工況 考慮到滑坡目前穩(wěn)定狀態(tài)，結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c(diǎn)，同時(shí)兼顧滑坡所處的地質(zhì)構(gòu)造部位，擬訂以下工況：天然狀態(tài)(自重)、飽和狀態(tài)、天然+地震。

3)計(jì)算參數(shù)的選取 根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果、工程類比和參數(shù)反演確定雷達(dá)崗滑坡計(jì)算參數(shù)，見(jiàn)表1。

表1 計(jì)算參數(shù)

4) 計(jì)算方法 采用極限平衡法中的不平衡推力法。

5)計(jì)算結(jié)果 雷達(dá)崗滑坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2和表3。

表2 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算表(巖土界面滑動(dòng)模式)

表3 滑坡整體穩(wěn)定性計(jì)算表(局部滑動(dòng)模式)

3.2穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

Ⅰ號(hào)滑坡無(wú)論天然狀態(tài)、飽和狀態(tài)還是天然+地震工況條件下均處于穩(wěn)定狀態(tài)，穩(wěn)定系數(shù)大于1.3，比較穩(wěn)定。Ⅱ號(hào)滑坡在巖土界面滑動(dòng)模式的天然狀態(tài)及天然+地震工況條件下，穩(wěn)定性系數(shù)分別為1.334 2和1.191 6，滑坡處于穩(wěn)定狀態(tài)；飽和工況下，整體穩(wěn)定系數(shù)為1.140 2，整體處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。在局部滑動(dòng)模式時(shí)，Ⅱ號(hào)滑坡天然狀態(tài)下穩(wěn)定，穩(wěn)定性系數(shù)為1.226 7；飽和工況條件下欠穩(wěn)定，穩(wěn)定性系數(shù)為1.042 0；天然+地震工況條件下基本穩(wěn)定，穩(wěn)定性系數(shù)為1.109 1。

由此可見(jiàn)，無(wú)論何種工況條件下，Ⅰ號(hào)滑坡均處于穩(wěn)定狀態(tài)；Ⅱ號(hào)滑坡天然狀態(tài)下處于穩(wěn)定狀態(tài)，地震工況條件下穩(wěn)定-基本穩(wěn)定；飽和工況整體基本穩(wěn)定，局部欠穩(wěn)定，有可能局部失穩(wěn)定。

4 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)對(duì)該滑坡的區(qū)域環(huán)境進(jìn)行論述并對(duì)滑坡的形成機(jī)理進(jìn)行分析得出以下結(jié)論。

1)地震是雷達(dá)崗滑坡產(chǎn)生變形跡象的初始因素。暴雨是滑坡變形的主要影響因素，暴雨使滑坡穩(wěn)定性降低，飽和狀態(tài)下有可能整體失穩(wěn)或局部出現(xiàn)變形。

2)雷達(dá)崗Ⅰ號(hào)滑坡在天然狀態(tài)、飽和工況和地震工況下均處于穩(wěn)定狀態(tài)。Ⅱ號(hào)滑坡在天然狀態(tài)下整體穩(wěn)定，飽和工況條件下整體穩(wěn)定，局部(上部)坡體欠穩(wěn)定。

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Formation mechanism and stability of Leidagang landslide

FAN Yujing1, QIAN Long1, LIU Shuo1, LIANG Xiaoyong2

(1．Environmental Geological Exploration Institute of Hebei Province, Shijiazhuang Hebei 050021, China；2.School of Civil Engineering, Hebei University of Science and Technology, Shijiazhuang Hebei 050018, China)

The formation mechanism of Leidagang landslide was analyzed, and the stability was calculated under different loading conditions. The results show that landslide Ⅰ is in steady state, while under saturation condition landslide Ⅱ is in global stability except local (upper) slope being unstable. The conclusion provides important basis for the treatment of the Leidagang landslide.

landslide; earthquake; formation mechanism; stability

1008-1534(2013)02-0063-03

TU457

A

10.7535/hbgykj.2013yx0110

2012-10-15;

2012-11-05

責(zé)任編輯：馮 民

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51274079)

樊玉敬(1980-)，女，河北石家莊人，工程師，主要從事水文地質(zhì)與工程地質(zhì)方面的研究。

E-mail:liaxiayon_2001@163.com