陳家灣滑坡成因機(jī)理分析

崔周通

摘要：文章詳細(xì)闡述了湖北省宜昌市夷陵區(qū)分鄉(xiāng)鎮(zhèn)陳家灣滑坡的地質(zhì)與變形特征，結(jié)合滑坡區(qū)地質(zhì)資料和實(shí)地調(diào)查訪問(wèn)，對(duì)滑坡的成因機(jī)理進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，影響滑坡穩(wěn)定的內(nèi)在因素是有利的地形地貌條件和松散堆積層構(gòu)成的滑坡體，誘發(fā)滑坡的主要因素是大氣降雨，并判定該滑坡為典型的慢速推移式滑坡。

Abstract： This paper expounds in detail the geological and deformation characteristics of Chen Jiawan landslide in Yiling district of Yichang city， Hubei province. Based on the geological data of landslide area and field investigation， the paper analyzes the cause mechanism of landslide. The results show that the internal factors affecting the stability of the landslide are favorable topographic and geomorphic conditions and landslide body composed of loose accumulation layers. The main factor inducing the landslide is atmospheric rainfall， and the landslide is determined to be a typical slow-moving landslide.

關(guān)鍵詞：陳家灣滑坡;成因機(jī)理;變形特征;降雨

Key words： Chenjiawan landslide;formation mechanism;deformation features;rainfall

中圖分類號(hào)：P642.22 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006-4311（2019）27-0246-04

0 ?引言

2016年4月27日至28日，受持續(xù)降雨影響，宜昌市夷陵區(qū)分鄉(xiāng)鎮(zhèn)陳家灣滑坡發(fā)生整體滑動(dòng)，致使普百公路（周邊村交通通行要道）損毀，將500米公路推至坡下，滑坡區(qū)房屋全部損毀，前緣養(yǎng)豬場(chǎng)部分損毀，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)1530.78萬(wàn)元。本文通過(guò)收集到的勘查資料和野外調(diào)查訪問(wèn)，研究了滑坡的地質(zhì)特征和變形特征，在此基礎(chǔ)上，對(duì)滑坡的成因機(jī)理與影響因素進(jìn)行了探討。

1 ?滑坡區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件

1.1 地形地貌

陳家灣滑坡在地貌單元上屬構(gòu)造侵蝕剝蝕中低山區(qū)，由一系列次級(jí)山脊和溝谷相間組成。滑坡區(qū)內(nèi)山勢(shì)高陡，溝谷切割較深，地勢(shì)總體呈東高西低，山體走向大致呈南北向，滑坡體所在斜坡山頂高程為650m，坡腳普溪河河谷高程約375m，相對(duì)高差達(dá)275m，坡角一般25-45°，局部呈陡坎狀地形，坡度70°左右。區(qū)內(nèi)溝谷發(fā)育，河谷多成寬緩“U”字形，寬20-50m（圖1）。

1.2 地層巖性

滑坡區(qū)出露地層主要為第四系滑坡堆積碎塊石土（Qdel）、第四系崩坡積碎塊石土（Qcol+dl）、第四系沖洪積卵礫石土（Qal+pl）和二疊系下統(tǒng)棲霞組（P1q）中厚層含碎石結(jié)核灰?guī)r及炭質(zhì)瘤狀灰?guī)r和志留系中統(tǒng)紗帽組（S2s）中厚層頁(yè)巖夾砂巖（圖2），其巖性特征分述如下：

第四系滑坡堆積碎塊石土：碎塊石巖性主要為砂巖、灰?guī)r，塊徑一般5-50cm，地表零星可見(jiàn)直徑約2m以上崩落塊石，棱角狀，大小混雜堆積。表層碎塊石土結(jié)構(gòu)松散-稍密，土為粉質(zhì)粘土，可塑，土石比5：5-3：7，密實(shí)度不均勻。主要分布于滑坡及牽引區(qū)范圍。

第四系崩坡積碎塊石土：塊石巖性主要為砂巖、灰?guī)r，塊徑小者10-80cm，大者2-5m，棱角狀，大小混雜堆積。表層土結(jié)構(gòu)松散-稍密，土石比5：5-3：7。主要分布于滑坡周邊斜坡部位。

第四系沖洪積卵礫石土：灰白色、灰黃色卵礫石土，濕，可塑，卵礫石成分主要為石英砂巖、頁(yè)巖、灰?guī)r等，粒徑一般1-20cm，部分直徑大于1m，呈圓-次圓狀，具一定的分選性。主要分布于斜坡坡腳的普溪河一帶。

志留系中統(tǒng)紗帽組中厚層砂巖夾頁(yè)巖：灰綠色頁(yè)巖，片狀結(jié)構(gòu)，中厚層狀構(gòu)造，巖體較硬脆，抗風(fēng)化能力差，風(fēng)化后易松弛解體呈片狀剝落，含水透水性差，力學(xué)強(qiáng)度低;砂巖巖體力學(xué)強(qiáng)度相對(duì)較高，巖體裂隙較發(fā)育，含水透水性較差。區(qū)內(nèi)地層產(chǎn)狀總體為110°∠15°。主要出露于坡腳部位普溪河一帶。

二疊系下統(tǒng)棲霞組含碎石結(jié)核灰?guī)r及炭質(zhì)瘤狀灰?guī)r：灰白色碎石結(jié)核灰?guī)r及炭質(zhì)瘤狀灰?guī)r，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，中厚層狀構(gòu)造，巖體較硬脆，抗風(fēng)化能力強(qiáng)，力學(xué)強(qiáng)度相對(duì)較高，巖溶發(fā)育。主要分布于斜坡山脊部位，零星出露。

1.3 地質(zhì)構(gòu)造

滑坡區(qū)所處斜坡位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)上揚(yáng)子臺(tái)坪鄂中褶斷區(qū)黃陵背斜核部南側(cè)，黃陵背斜構(gòu)造線軸向N15-20°E，長(zhǎng)約95km，寬約45km，核部地層為前震旦系變質(zhì)雜巖、結(jié)晶巖。其西側(cè)約17km處的仙女山斷裂，走向?yàn)镾SE-NNW向，長(zhǎng)數(shù)百公里，斷面傾向南西，斷裂性質(zhì)復(fù)雜，具張扭性和壓扭性，垂直斷距最大達(dá)數(shù)百米。其南側(cè)約15km處的天陽(yáng)坪斷裂，走向?yàn)镹WW-SEE向，長(zhǎng)數(shù)百公里，斷面傾向南西，具壓性（圖3）。

2 ?滑坡變形發(fā)展過(guò)程

2007年6月連日暴雨后，斜坡局部產(chǎn)生輕微變形，表層出現(xiàn)多條拉張裂縫，延伸長(zhǎng)度一般數(shù)米。斜坡中部的普百公路路面多處出現(xiàn)沉陷和拉張變形，普百公路下方農(nóng)戶房屋地坪也出現(xiàn)不同程度的拉裂和沉降變形。2008年8月底，斜坡變形進(jìn)一步發(fā)展，后緣出現(xiàn)拉張裂縫，而且裂縫寬度有變寬趨勢(shì)。2008年以來(lái)斜坡一直處于緩慢變形階段，至2016年4月26日，連續(xù)降雨后（分鄉(xiāng)4月23日-4月26日累計(jì)降雨量約80mm），滑坡整體失穩(wěn)破壞，滑坡后緣下座，并牽引上部坡體出現(xiàn)滑移變形，中前部受后部土體擠壓變形破壞，從前緣剪出堆積。

3 ?滑坡基本特征

3.1 滑坡邊界、規(guī)模、形態(tài)特征

陳家灣滑坡位于普溪河左岸一相對(duì)內(nèi)凹的斜坡地帶，滑坡所處斜坡坡向近西，斜坡坡度上陡下緩，坡角20-45°，滑坡中部高程450-465m分布有普百公路。

滑坡整體變形明顯，邊界條件較清晰，后緣邊界位于斜坡高程595m處，坡度30-40°，陡坡上部約30m處為一緩坡平臺(tái);滑坡前緣為斜坡坡腳的普溪河部位;滑坡南側(cè)邊界為滑動(dòng)后形成的側(cè)壁為界，北側(cè)邊界為斜坡的一條小山脊。滑坡主滑方向?yàn)?70°，平面形態(tài)呈不規(guī)則長(zhǎng)舌狀，縱長(zhǎng)約550m，橫寬約200m，面積約11×104m2，滑坡體厚度較大約30-40m，均厚35m，滑坡體體積約385×104m3，屬于大型滑坡（圖4）。

滑坡體的物質(zhì)成分主要為崩坡積層的碎塊石土，其中斜坡中上部陡坡地帶坡表主要為碎塊石，散布的塊石之間多具架空現(xiàn)象;中下部相對(duì)內(nèi)凹的緩坡地帶崩坡積物土質(zhì)含量增多，現(xiàn)多經(jīng)人工改造成旱地，旱地內(nèi)、外側(cè)干砌石堡坎高度1-3m不等，形成階梯狀地形。

滑坡前緣處于普溪河洪水位以上地帶，滑坡不涉水?；轮星安糠植加芯用穹课菁肮罚祟惞こ袒顒?dòng)較強(qiáng)烈。

3.2 滑坡變形特征

滑坡最早出現(xiàn)變形是在2007年，變形后主要以緩慢的蠕動(dòng)變形為主，如地面沉降、拉張裂縫等，2016年4月底連續(xù)4天降雨后，滑坡整體發(fā)生變形破壞，且變形速度加快，整體變形明顯，變形特征如下：

3.2.1 滑坡后部

陳家灣滑坡整體變形下滑后，形成高約4-8m陡坎，南側(cè)陡坎較高，北側(cè)相對(duì)較低，臨空面后部山體出現(xiàn)向后擴(kuò)展變形，隨著裂縫變形逐步加劇，張開(kāi)下座，形成縱長(zhǎng)約100m的擴(kuò)展變形區(qū)，且區(qū)內(nèi)發(fā)育多條拉張裂縫，裂縫寬0.1-0.5m不等，延伸長(zhǎng)5-30m，下座1-7m，變形區(qū)產(chǎn)生擴(kuò)展變形時(shí)間為滑坡產(chǎn)生后加劇變形階段，即2016年4月28日-5月3日，5月3日以后變形逐步趨緩，之后主要以小范圍坍滑、拉張下座變形為主（圖5）。

3.2.2 滑坡兩側(cè)邊界

滑坡整體變形后兩側(cè)邊界清晰，南側(cè)邊界從后緣至公路上方，發(fā)育多處拉張裂縫及剪切裂縫，裂縫寬度為0.05-0.5m，局部可達(dá)1m，裂縫可見(jiàn)深度0.5-1.5m，裂縫延伸長(zhǎng)度約1-3m。

滑坡北側(cè)邊界緊靠公路上側(cè)，出現(xiàn)局部坍滑，拉裂斜坡表層，造成下部農(nóng)戶房屋變形，滑坡北側(cè)滑移后形成側(cè)壁陡坎，坎高約1m，局部高約5m（圖6）。

3.2.3 滑坡中部

滑坡中部變形主要表現(xiàn)為公路路基的下座變形及外擠變形（圖7）。公路路基下座約1-2m，堡坎呈現(xiàn)波浪起伏狀。且由于下座及外擠，公路下方漿砌石擋墻已經(jīng)坍垮，外推約4-5m。截止5月3日該處變形累計(jì)位移達(dá)19m，致使交通出行和通電中斷。

3.2.4 滑坡前緣

滑坡體前緣臨空面為普溪河河谷，臨空面高約10-15m，滑坡體前緣南側(cè)出現(xiàn)局部坍滑和樹(shù)木歪斜（醉漢林）以及巖石崩落（圖8），坍滑方量約200m3。隨著滑坡持續(xù)變形，5月3日前緣出現(xiàn)一定規(guī)模的剪出變形，造成位于滑坡前緣的養(yǎng)殖場(chǎng)部分房屋、圍墻損毀。

4 ?滑坡形成機(jī)理

4.1 滑坡成因機(jī)理分析

通過(guò)對(duì)陳家灣滑坡的工程地質(zhì)特征與變形特征分析，確定影響滑坡穩(wěn)定性的因素主要為地質(zhì)因素和自然因素。地質(zhì)因素與滑坡區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件及自身特點(diǎn)有關(guān)，主要包括滑坡區(qū)地形地貌條件與滑坡物質(zhì)結(jié)構(gòu)條件等;自然因素主要有水的作用及人類工程活動(dòng)等[1-6]。

4.1.1 地質(zhì)因素

地形地貌：滑坡區(qū)前部及后部地形較陡，坡度30-35°，局部發(fā)育陡坎;中部分布有居民房屋、公路及改造后的梯形地貌，地形相對(duì)平緩，坡度15-25°?；虑啊⒑蟛坑欣呐R空面是滑坡形成的基礎(chǔ)條件;同時(shí)，陳家灣滑坡后部為中間低三面高的圈椅狀地形，且滑坡區(qū)后部具有較大的承雨面積，易于地表水匯聚下滲。

地層巖性：滑坡體所含碎塊石土厚度較大，結(jié)構(gòu)松散，利于雨水入滲，且碎塊石土中局部粘粒含量較高，具備一定的隔水能力，大氣降雨易在粘粒含量較高帶富集，一方面飽和軟化該層土體，降低土的抗剪強(qiáng)度，另一方面使上部碎塊石土飽和，增加土體容重。

4.1.2 自然因素

重力卸荷：陳家灣滑坡所處斜坡第四系覆蓋層較厚，且滑坡體積較大，從而使滑坡體在空間上具有較大的重力勢(shì)能。

大氣降雨：滑坡區(qū)降雨具連續(xù)集中、強(qiáng)度大和夏日暴雨頻繁的特點(diǎn)，雨水下滲，一是對(duì)碎塊石土中的粘粒相對(duì)集中的隔水粉質(zhì)粘土層進(jìn)行潤(rùn)滑和飽和，使土體的抗剪強(qiáng)度降低;二是增加了土體容重和動(dòng)、靜水壓力，使滑坡體巖土體穩(wěn)定性降低。且滑坡變形主要發(fā)生在強(qiáng)降雨期間，判定大氣降水是誘發(fā)滑坡的主要因素。

4.2 滑坡變形破壞機(jī)制分析

陳家灣滑坡最早出現(xiàn)變形在滑坡中前部，普百公路以下，斜坡坡度15-35°，前緣坡腳普溪河河谷臨空條件較好，存在一坡度約35°，高約15m的陡坡段，2007-2008年雨后，普百公路出現(xiàn)下座變形，公路下部居民房屋地坪出現(xiàn)變形，該變形持續(xù)蠕動(dòng)變形至2016年4月。據(jù)勘查資料顯示斜坡碎塊石土層厚度較大（達(dá)60m），且碎塊石土中存在軟弱層（粉質(zhì)粘土密集分布帶，埋深約30-40m），該層相對(duì)隔水，在強(qiáng)降雨或持續(xù)降雨入滲飽和后，在土體間順?lè)圪|(zhì)粘土含量較高層滑動(dòng)變形，后緣出現(xiàn)拉張裂縫，當(dāng)后緣拉張裂縫基本貫通后，出現(xiàn)整體下座，下座后形成新的臨空面，進(jìn)而牽引后部山體沿臨空面方向出現(xiàn)擴(kuò)展變形，由于南側(cè)下座高度較大，北側(cè)后緣下座高度較小，故牽引區(qū)滑動(dòng)方向與滑坡方向存在一定夾角，由于中后部滑動(dòng)深度較大，坡度相對(duì)較陡，形成的滑動(dòng)深度及推力較大，滑坡中后部滑動(dòng)變形推動(dòng)下部坡體滑動(dòng)，滑坡向下部延伸滑體厚度逐步減小，致使滑動(dòng)在滑坡下部南側(cè)緩坡平臺(tái)（基巖埋深約5m）的穩(wěn)定土體處受阻，滑坡滑動(dòng)方向及范圍發(fā)生略微扭轉(zhuǎn)，形成目前的滑坡及牽引區(qū)形態(tài)。

5 ?結(jié)語(yǔ)

根據(jù)滑坡地表裂縫的發(fā)展過(guò)程，確定滑坡屬于慢速滑坡，從2007年6月連日暴雨后，滑坡首次出現(xiàn)變形，并且蠕動(dòng)變形持續(xù)發(fā)展，2008年8月底，滑坡變形進(jìn)一步發(fā)展，直至2016年4月底，連續(xù)降雨導(dǎo)致了滑坡的整體失穩(wěn)破壞。表明該滑坡經(jīng)歷了蠕動(dòng)變形與加速變形階段。

通過(guò)對(duì)陳家灣滑坡的地質(zhì)與變形特征分析，認(rèn)為有利的地形地貌條件與松散的堆積層構(gòu)成的滑坡體是滑坡形成的內(nèi)在因素，而大氣降雨是誘發(fā)滑坡的主要因素。

從滑坡后緣的變形特征中可以看出，滑坡后部的牽引區(qū)與滑坡主體的滑移方向存在一定的角度，造成這種現(xiàn)象的原因是滑坡南側(cè)下座高度較大，北側(cè)后緣下座高度較小。

在分析了滑坡的變形機(jī)制的基礎(chǔ)上，可以判定該滑坡為一典型的推移式滑坡。

參考文獻(xiàn)：

[1]許強(qiáng)，黃潤(rùn)秋，殷躍平，等.2009年6·5重慶武隆雞尾山崩滑災(zāi)害基本特征與成因機(jī)理初步研究[J].工程地質(zhì)學(xué)報(bào)，2009，17（4）：433-444.

[2]易武，黃鵬程.湖北省杉樹(shù)槽滑坡成因機(jī)制分析[J].重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2016，35（3）：89-93.

[3]盧書(shū)強(qiáng)，張國(guó)棟，易慶林，等.三峽庫(kù)區(qū)白家包階躍型滑坡動(dòng)態(tài)變形特征與機(jī)理[J].南水北調(diào)與水利科技，2016，14（3）：144-149.

[4]彭令，牛瑞卿.三峽庫(kù)區(qū)白家包滑坡變形特征與影響因素分析[J].中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào)，2011，22（4）：1-7.

[5]易武，孟召平，易慶林.三峽庫(kù)區(qū)滑坡預(yù)測(cè)理論與方法[M]. 北京：科學(xué)出版社，2011.

[6]郭果，陳筠，李明惠，等.土質(zhì)滑坡發(fā)育概率與坡度間關(guān)系研究[J].工程地質(zhì)學(xué)報(bào)，2013，21（4）：607-612.

[7]黃潤(rùn)秋.中國(guó)西部地區(qū)典型巖質(zhì)滑坡機(jī)理研究[J].第四紀(jì)研究，2003，19（6）：640-647.

[8]張敏.大連岔鞍村滑坡機(jī)理及治理優(yōu)化研究[D].吉林大學(xué)， 2013.

[9]盧書(shū)強(qiáng)，易慶林，易武，等.三峽庫(kù)區(qū)樹(shù)坪滑坡變形失穩(wěn)機(jī)制分析[J].巖土力學(xué)，2014（4）：001123-1202.

[10]Zhou C， Dianqing L I. Advances in Rainfall-Induced Landslides Mechanism and Risk Mitigation[J]. Advances in Earth Science， 2009， 24（5）：477-487.

[11]王森，許強(qiáng)，羅博宇，等.南江縣淺層土質(zhì)滑坡降雨人滲規(guī)律與成因機(jī)理[J].長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào)，2017，34（8）：96-100.

[12]Tang H M， Liu X， Hu X L， et al. Evaluation of landslide mechanisms characterized by high-speed mass ejection and long-run-out based on events following the Wenchuan earthquake[J]. Engineering Geology， 2015， 194：12-24.

[13]王雄博.印臺(tái)山滑坡形成機(jī)理與穩(wěn)定性分析[D].長(zhǎng)安大學(xué)，2011.

[14]俸錦福.向家山滑坡機(jī)理及穩(wěn)定性研究[D].重慶大學(xué)， 2006.

[15]張群，許強(qiáng)，易靖松，等.南江紅層地區(qū)緩傾角淺層土質(zhì)滑坡降雨入滲深度與成因機(jī)理研究[J].巖土工程學(xué)報(bào)，2016，38（8）：1447-1455.

[16]Fiorillo F. Geological features and landslide mechanisms of an unstable coastal slope （Petacciato， Italy）[J]. Engineering Geology， 2003， 67（34）：255-267.

[17]郭軍東，耿興濤.某滑坡成因分析及治理措施[J].價(jià)值工程，2017，36（15）：67-68.