貴州織金綺陌中學(xué)實(shí)驗(yàn)樓東側(cè)滑坡成因分析

李小玲, 胡才源

(貴州省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院,貴州 貴陽(yáng) 550018)

貴州織金綺陌中學(xué)實(shí)驗(yàn)樓東側(cè)滑坡成因分析

李小玲, 胡才源

(貴州省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院,貴州 貴陽(yáng) 550018)

在闡述綺陌中學(xué)實(shí)驗(yàn)樓東側(cè)滑坡地質(zhì)環(huán)境和變形特征的基礎(chǔ)上,對(duì)該滑坡成因機(jī)理及其穩(wěn)定性進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)。該滑坡屬小型淺層土質(zhì)推移式滑坡,大氣降雨入滲活動(dòng)是誘發(fā)滑坡變形的主要影響因素之一。計(jì)算分析表明,目前滑坡整體基本穩(wěn)定,在20年一遇暴雨的激發(fā)下,滑坡可能大規(guī)模下滑。

滑坡;成因分析;暴雨;穩(wěn)定性分析

綺陌中學(xué)位于織金縣北東7.1 km處,S209省道道路旁。2010年6月28日,綺陌中學(xué)在持續(xù)強(qiáng)降雨(降雨量為107.7 mm)的作用下,實(shí)驗(yàn)樓東側(cè)斜坡發(fā)生變形,一旦滑坡發(fā)生,將危及當(dāng)?shù)?戶16名村民和該中學(xué)師生690人的生命安全,潛在直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)600萬(wàn)元,因而有必要對(duì)該滑坡的成因機(jī)制及穩(wěn)定性進(jìn)行分析,為防治工程提供依據(jù)。

1 滑坡區(qū)地質(zhì)環(huán)境概況

1.1 地形地貌

滑坡所在區(qū)屬構(gòu)造剝蝕侵蝕中低山斜坡地貌區(qū),斜坡位于綺陌河右岸,坡頂為一緩平臺(tái),總體地勢(shì)西高東低,坡頂高程為1 290.9,坡腳最低點(diǎn)為北東側(cè)的綺陌河河谷,高程為1 271.5 m,滑坡段高程1 274～1 279 m,總體地形坡度為-36°的直線坡,為斜坡體上的殘坡積層的滑動(dòng)提供了勢(shì)能。

1.2 地質(zhì)構(gòu)造

織金縣處于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)黔北臺(tái)隆遵義斷拱畢節(jié)北東向構(gòu)造變形區(qū)、貴陽(yáng)復(fù)雜構(gòu)造變形區(qū)西部?jī)蓚€(gè)次級(jí)構(gòu)造單元交接部位,褶皺和斷裂均較發(fā)育?；聟^(qū)主要受北東向構(gòu)造控制,處于鼠場(chǎng)壓性斷裂次生斷層和關(guān)寨壓扭性斷裂之間,巖層呈單斜產(chǎn)出,受區(qū)域構(gòu)造影響,巖石節(jié)理裂隙發(fā)育,巖體破碎,完整性差。

1.3 地層巖性

滑坡區(qū)基巖主要為二疊系中統(tǒng)茅口組(P2m)淺灰色、灰白色中—厚層灰?guī)r及溶塌角礫狀灰?guī)r夾薄層狀淺灰色泥灰?guī)r,第四系覆蓋層以厚度<12.0 m的殘坡積黃褐色粘土、灰褐色碎石土為主,在校區(qū)、周邊建筑區(qū)以及公路一帶,坡體表部零星分布有厚薄不均(厚1～3 m)的人工填土。

1.4 氣象水文條件

滑坡區(qū)屬亞熱帶高原季風(fēng)溫潤(rùn)氣候,年平均氣溫14.1℃,年平均降水量1 436 mm,降水主要集中在4—9月,占全年降水量的75%以上。綺陌中學(xué)東面120 m有綺陌河呈南西—北東向向六沖河匯流,河流為雨源型,河面呈寬緩U字形,枯季流量一般10 m3/s。

1.5 人類工程活動(dòng)

滑坡區(qū)內(nèi)人類工程活動(dòng)較為強(qiáng)烈,主要表現(xiàn)為人類農(nóng)業(yè)耕種,筑房,修建教學(xué)樓。因此,可見人類工程活動(dòng)對(duì)滑坡區(qū)地質(zhì)環(huán)境的改變和影響較大。

2 滑坡基本特征

2.1 滑體形態(tài)特征

滑坡位于實(shí)驗(yàn)樓近東面,平面呈撮箕形,后緣最高標(biāo)高1 281.67 m,前緣最低標(biāo)高1 273.61 m,最大高差8.06 m,剖面上呈弧線狀,滑坡體平均坡度32°～43°。主滑方向89°,縱長(zhǎng)16 m,平均寬37 m,面積約592 m2,平均厚5.0 m,總體積約2 960 m3,屬小型淺層土質(zhì)推移式滑坡。

(1) 后緣:為實(shí)驗(yàn)樓與附屬辦公室連接后側(cè),形成南北走向向近東側(cè)下錯(cuò)裂縫,裂縫長(zhǎng)18.3 m,寬1～5 cm之間,一般下錯(cuò)3 cm;

圖1 滑坡區(qū)工程地質(zhì)平面圖Fig.1 Planar graph of engineering geology in landslide area

(2) 左側(cè)緣:為滑體臨空面高度變小處,學(xué)校圍墻開裂最左側(cè);

(3) 右側(cè)緣:二疊系茅口組基巖出露,學(xué)校垃圾池中部;

(4) 前緣:近東面約20 m,形成高差3～7 m臨空面弧線范圍,居民住戶后側(cè)。

2.2 滑坡物質(zhì)組成與結(jié)構(gòu)特征

滑體主要由回填土及殘坡積土組成。回填土主要為灰?guī)r風(fēng)化粘土,可塑狀,浸水后膨脹,失水易龜裂,滑體上一般回填厚度為3 m,殘坡積層粘土層主要分布于回填土下部,約占滑坡面積的2/3,由二疊系中統(tǒng)茅口組(P2m)灰?guī)r風(fēng)化堆積形成,物質(zhì)成分以黃褐色粘土為主,局部為耕植土、腐植土及人工填土,可塑—硬塑狀,厚4.25～5.9 m。

滑帶土為黃褐色粘土,局部含碎石,結(jié)構(gòu)較密,天然狀態(tài)下呈可塑狀。滑床為殘坡積碎石粘土,與上部殘積層粘土接觸,碎石土受長(zhǎng)期荷載,崩解風(fēng)化,強(qiáng)度迅速降低,體積壓縮,形成滑床。

滑坡后緣,滑床埋藏較深,約1.0～4.5 m;滑坡中部實(shí)驗(yàn)樓附屬辦公室因人工填土堆積,厚度最大,約4.5～6.8 m;前緣受地形斜坡影響,滑床埋藏約0～6.9 m。左側(cè)緣,滑床埋藏較深,約0.2～3.8 m;右側(cè)緣,可見基巖出露,滑床埋藏較淺,約0～1.0 m。

2.3 滑坡成因機(jī)制

2010年6月28日,綺陌中學(xué)實(shí)驗(yàn)樓東側(cè)斜坡在持續(xù)強(qiáng)降雨的作用下發(fā)生變形,主要變形表現(xiàn)為地裂縫,墻體開裂,至2010年7月26日,裂縫錯(cuò)距由最初的局部細(xì)微裂紋增加到7.5 cm,且在后期降雨時(shí)裂縫仍繼續(xù)發(fā)展。

滑坡所處斜坡地形坡度較陡,為一坡度36°的直線坡,為斜坡巖土體提供了有利于向下滑動(dòng)的地形地貌條件;滑坡后緣分布有一棟3層實(shí)驗(yàn)樓及其附屬辦公樓,相當(dāng)于在滑坡后緣增加荷載,促進(jìn)了坡體變形發(fā)展。此外,滑體主要由回填土、殘坡積粘土組成,本身物質(zhì)結(jié)構(gòu)較為松散,該特定的巖土結(jié)構(gòu)為滑坡變形提供了物質(zhì)條件。人類工程活動(dòng)改變了坡體形態(tài);破壞了天然穩(wěn)定狀態(tài),大氣降雨入滲活動(dòng)是誘發(fā)滑坡變形的主要影響因素。據(jù)調(diào)查,2009年9月—2010年5月,貴州遭受100年一遇特大旱災(zāi),滑體中水分蒸發(fā)較大,粘土孔隙增大,形成架空。近幾年來(lái),織金縣頻頻出現(xiàn)極端天氣,地表水滲入結(jié)構(gòu)較為松散的第四系土體形成地下水順坡體運(yùn)移,一方面使上覆土體飽水,增加了滑體容重,滑帶土抗剪強(qiáng)度大大降低,另一方面地下水流動(dòng)帶走碎石土內(nèi)粘土,局部造成架空現(xiàn)象,坡體結(jié)構(gòu)遭受破壞。在上部荷載作用下,當(dāng)滑帶土抗剪強(qiáng)度不足以抵抗下滑力時(shí),即發(fā)生滑體移動(dòng)變形破壞,引起滑坡從后緣往前緣蠕滑,在滑坡后緣出現(xiàn)拉張裂縫,形成推移式滑坡,見照片1。

照片1 滑坡后緣荷載變形Photo 1 Load deflection of back edge of landslide

3 滑坡穩(wěn)定性分析

3.1 定性分析

2010年6月28日,該滑坡受強(qiáng)降雨影響,滑坡后緣出現(xiàn)拉張裂縫和錯(cuò)坎,已處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。未來(lái)遇強(qiáng)降雨等誘發(fā)因素,可促成滑坡。

圖2 滑坡2-2′工程地質(zhì)剖面圖Fig.2 Profile of engineering geology of 2-2′ landslide

3.2 定量分析

根據(jù)滑坡的主要特點(diǎn)、形成機(jī)制及影響因素,選取2-2′剖面作為典型的穩(wěn)定性計(jì)算剖面,其計(jì)算工況為兩種[1]:工況一(天然狀態(tài))為坡體自重+地表荷載;工況二(飽和狀態(tài))為坡體自重+地表荷載+20年一遇暴雨條件。

根據(jù)滑坡體結(jié)構(gòu)特征,潛在滑動(dòng)面為粘土層,總體呈圓弧型[2],采用《滑坡防治工程勘查規(guī)范》[3](DZ/T 0218—2006)附錄E.1.1圓弧型滑動(dòng)面計(jì)算公式對(duì)該滑坡進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算分析,其計(jì)算參數(shù)通過野外鉆探取樣和室內(nèi)土工試驗(yàn)、反算法和類似工程經(jīng)驗(yàn)值來(lái)進(jìn)行分析確定,該滑坡穩(wěn)定性分析的物理力學(xué)計(jì)算參數(shù):天然重度γ=17.9 kN/m3;天然抗剪指標(biāo)C=38.1 kPa,ψ=8.8°;飽和重度γ′=18.7 kN/m3,飽和抗剪指

標(biāo)C′=16.5 kPa,ψ′=5.8°,并考慮地表荷載150 kN/m。其計(jì)算結(jié)果見表1。

綜上可見,該滑坡在天然狀態(tài)下處于穩(wěn)定狀態(tài);在飽和狀態(tài)下處于欠穩(wěn)定狀態(tài),與實(shí)際勘查情況相符[4]。

滑坡穩(wěn)定性劃分:F≥1.15,穩(wěn)定;1.05≤F<1.15,基本穩(wěn)定;1.00≤F<1.05,欠穩(wěn)定;F≤1.00,不穩(wěn)定。

表1 滑坡2-2′剖面穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果

4 結(jié)論

綺陌中學(xué)滑坡屬小型淺層土質(zhì)推移式滑坡,較陡的地形坡度、不良荷載加載和特殊的物質(zhì)結(jié)構(gòu)(回填土、殘坡積粘土)為滑坡變形奠定了有利的基礎(chǔ)條件,持續(xù)強(qiáng)降雨入滲活動(dòng)是滑坡變形破壞的主要誘發(fā)因素,該滑坡目前基本穩(wěn)定,但安全裕度不大,在20年一遇暴雨條件下,滑坡可能產(chǎn)生整體或大規(guī)模下滑,潛在危害較大,建議采取必要的工程治理措施進(jìn)行防治。

[1] 張卓元,王士天,王蘭生.工程地質(zhì)分析原理[M].北京:地質(zhì)出版社,1994.

[2] 中華人民共和國(guó)建設(shè)部.巖土工程勘察規(guī)范:GB50021—2001[S].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2002.

[3] 中華人民共和國(guó)國(guó)土資源部.滑坡防治工程勘查規(guī)范:DZ/T0218—2006[S].北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社,2006.

[4] 胡才源.織金縣綺陌街道辦綺陌中學(xué)滑坡勘查報(bào)告[R].貴陽(yáng):貴州省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院,2015.

(責(zé)任編輯：陳姣霞)

Genesis Analysis of the Landslide in the Eastern Side of the ExperimentBuilding of the Qimo Middle School in Zhijin,Guizhou

LI Xiaoling, HU Caiyuan

(InstituteofEnvironmentalMonitoringofGuizhouProvince,Guiyang,Guizhou550018)

Based on the analysis of geological environment and deformation characteristics of the Qimo middle school landslide in the eastern side of the experiment building,the deformation mechanism of the landslide is analyzed,and the stability of the landslide is evaluated. The results show that the landslide is easy to take place in the superficial layer of slope,rainfall infiltration into the landslide is one of the most important factors effecting slope stability. The evaluation results indicate that the landslide is stable for current state overall,but the landslide may decline in mass under a rainfall with frequency of 20 years.

landslide; genesis analysis; rainstorm; stability analysis

2016-03-15;改回日期:2016-06-14

李小玲(1986-),女,助理工程師,環(huán)境科學(xué)專業(yè),從事地質(zhì)災(zāi)害研究工作。E-mail:lixiaoling1111@126.com

P642.22

A

1671-1211(2016)04-0615-03

10.16536/j.cnki.issn.1671-1211.2016.04.015

數(shù)字出版網(wǎng)址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.X.20160707.1404.012.html 數(shù)字出版日期:2016-07-07 14:04