土—巖界面滑坡變形及成因分析—以陜西南部某滑坡為例

李 鵬，趙洋洋

1.長安大學(xué)地質(zhì)工程與測繪學(xué)院，陜西 西安 710054;2.長安大學(xué)地質(zhì)調(diào)查研究院，陜西 西安 710054

山區(qū)和丘陵地帶廣泛分布著松散堆積層滑坡，其中以土—巖界面滑坡最為常見，如三峽庫區(qū)96.63%和陜西南部山區(qū)92.3%的堆積層滑坡［1-2］、著名的長江雞扒子滑坡、甘肅灑樂山滑坡［3］。這些滑坡災(zāi)害嚴(yán)重威脅人類生命財產(chǎn)安全和制約著工程建設(shè)的順利實施。作為松散堆積層滑坡中較為常見的一種類型，相關(guān)學(xué)者進行了土—巖界面滑坡的變形規(guī)律、影響因素和形成機理研究［4-5］。

陜西南部地處秦巴山區(qū)，松散堆積層廣泛分布，以滑坡為主的地質(zhì)災(zāi)害十分發(fā)育，這其中又以土—巖界面滑坡類型最為常見，因此，研究該類型滑坡的變形破壞特點及其防護對策具有重要的理論和實踐意義。本文主要依托陜西南部某土—巖界面滑坡進行相關(guān)問題的分析研究。

1 研究區(qū)地質(zhì)概況

1.1 地形地貌

研究區(qū)地處陜西省西南部，總體地形為西高東低，地貌單元主要為河流二級階地和一級階地，后者地勢較低，人類工程活動破壞頻繁。坡面橫向形態(tài)起伏較大，溝溪發(fā)育。

1.2 地層巖性

區(qū)內(nèi)地層屬南秦嶺地層區(qū)的嵐皋～竹溪地層分區(qū)～高灘～兵房街地層小區(qū)。主要出露下古生界志留系和新生界第四系地層。

1.3 地質(zhì)構(gòu)造

研究區(qū)屬于揚子板塊北部邊緣北大巴山構(gòu)造系，褶皺、斷裂較為發(fā)育。距研究區(qū)約1.8km 有斷層通過，受其影響巖體中節(jié)理、裂隙發(fā)育，較破碎。

1.4 新構(gòu)造運動及地震

研究區(qū)在喜山期為斷塊升降構(gòu)造變形階段，至今仍有地震活動記載，主要以微弱震為主。根據(jù)有關(guān)資料，研究區(qū)歷史地震一般震級1～1.6 級，地震水平動峰值加速度為0.05g，對應(yīng)的地震基本烈度為VI度。

1.5 水文地質(zhì)特征

根經(jīng)勘察查明滑坡體地下水類型主要為賦存于第四系松散巖類含碎石粉質(zhì)粘土中的孔隙水和下伏基巖的基巖裂隙水。水補給來源較為豐富充足，由于局部滑塌堵塞公路邊溝，導(dǎo)致溝內(nèi)流水外溢向坡下直接滲流、補充于坡表土體裂隙中。

2 滑坡要素

該滑坡位于坡腳地帶，后緣為一陡坎，側(cè)緣錯斷公路?；录舫隹谖挥谄履_已建的擋墻上部。后緣高程455.0m，滑坡前緣高程427.0m，相對高差28.0m?；缕矫嫘螒B(tài)上窄下寬，后部呈弧形，狀似“大拇指”?？v向上，呈階梯狀形態(tài)，總體坡度20～30°。以公路為界，上部坡度較緩，下部較陡(圖1)，橫向上呈下凹的弧形。其長約62m，南北寬18～26m，滑坡體厚度3.2～5m，上部較薄，下部較厚，總方量約5.9 ×103m3(圖1)。

根據(jù)坡面地形地貌特征，確定滑坡主滑方向約為61°?？辈旖沂驹摶聻橐煌痢獛r界面滑坡，滑面呈弧形，上陡下緩，中部呈近直線狀，上部為含碎石粉質(zhì)粘土與基巖接觸面，下部為含碎石粉質(zhì)粘土層內(nèi)滑動面。滑坡滑體組成物質(zhì)為含碎石粉質(zhì)粘土?；瑤廖挥诤槭圪|(zhì)粘土底部，基巖面以上，厚度約1.2m，其顏色為灰褐色，富水，為凝灰質(zhì)礫巖全風(fēng)化殘積物，含水量較高，較為松散，有明顯擠壓變形跡象。滑床主要由強風(fēng)化～中風(fēng)化凝灰質(zhì)礫巖組成，其傾向坡內(nèi)，有利于坡體整體的穩(wěn)定性。

圖1 滑坡工程地質(zhì)剖面簡圖

3 滑坡成因及變形分析

3.1 成因分析

該滑坡是古滑坡體上因降雨誘發(fā)的局部新的滑動。滑體土具較弱的膨脹性能，裂隙發(fā)育，在大氣影響深度范圍內(nèi)，由于氣候的干濕交替變化，裂面多張開，導(dǎo)水構(gòu)造和儲水構(gòu)造發(fā)育。同時由于滑坡后緣公路邊溝堵塞導(dǎo)致滯水外溢緩慢滲流，加之大氣降水以及坡面上農(nóng)作物長期灌溉，使得淺層土體裂隙中地表、地下水來源豐富，長期對下部土體進行浸泡、軟化，使其含水量增加，裂隙水壓力和土體重度增大，抗剪強度逐步衰減。坡體內(nèi)部的土巖界面作為強度和地下水運移、徑流的分界面，會對滑坡的形成起到控制作用，在土巖界面處其強度最低、但又具有較大的動水壓力，從而使上部土體沿下部相對堅硬的滑床面向邊坡下部蠕滑變形，形成滑坡。

3.2 變形特點

滑坡變形表現(xiàn)為如下四個方面;(1)公路持續(xù)沉陷并向下部滑移，公路內(nèi)側(cè)的擋墻傾斜;(2)滑坡體上的樹木發(fā)生傾斜;(3)滑坡體上部表層土體有滑塌現(xiàn)象;(4)公路下部地形較陡處向下蠕動變形。

4 結(jié)論

以陜西南部山區(qū)土巖界面滑坡為研究對象，采用野外調(diào)查和地質(zhì)分析的方法進行了滑坡變形特點與成因分析，得出結(jié)論如下:(1)該滑坡為一典型的土—巖界面滑坡，滑面上部為土—巖分界面，下部為含碎石粉質(zhì)粘土層內(nèi)錯動帶;(2)該滑坡的形成受地形地貌、地層巖性、地下水及人類工程活動共同的影響;(3)土—巖界面為此類堆積層滑坡的強度分界面，同時也是主控滑動面，滑坡沿此界面發(fā)生滑動。

［1］何暉.微型樁加固淺層堆積層膨脹土滑坡機理與應(yīng)用研究［D］.西安:西安科技大學(xué)，2013.

［2］朱大鵬.三峽庫區(qū)典型堆積層滑坡復(fù)活機理及變形預(yù)測研究［D］.武漢:中國地質(zhì)大學(xué)，2010.

［3］黃潤秋.20 世紀(jì)以來中國的大型滑坡及其發(fā)生機制［J］.巖石力學(xué)與工程學(xué)報，2007(3):433-454.

［4］陽吉寶.基巖面形狀時堆積層滑坡復(fù)活的影響［J］.災(zāi)害學(xué)，1995(2):38-42.

［5］吳火珍，馮美果，焦玉勇等.降雨條件下堆積層滑坡體滑動機制分析［J］.巖土力學(xué)，2010(S1):324-329.