北嶺村后組滑坡穩(wěn)定性分析

鄭光明，朱洪生，張 剛，劉登飛

（1.河南省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院，河南 鄭州 450016；2.河南省地質(zhì)災(zāi)害防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 鄭州 450016）

1 北嶺村后組滑坡概況

北嶺村后組滑坡位于洛陽市嵩縣東南部的木植街鄉(xiāng)北嶺村后組，地理坐標(biāo)為東經(jīng)112°10′31.00″，北緯33°56′6.87″。滑坡體長約370m，寬約402m，潛在滑體體積約423987.2m3，屬于中型不穩(wěn)定斜坡，主滑方向142°，坡度約17°。該滑坡體大部分為第四系覆蓋層，局部見基巖出露，威脅對象主要為滑坡體前緣的20戶70人的生命財(cái)產(chǎn)安全。

2 北嶺村后組滑坡形成機(jī)制分析

在短時(shí)間強(qiáng)降雨或者持續(xù)暴雨條件下，滑坡體很容易產(chǎn)生形變，發(fā)生滑移，導(dǎo)致滑坡災(zāi)害的發(fā)生。其形成機(jī)理大致如下：

（1）地形地貌。北嶺村后組滑坡地處中低山區(qū)，山腳為汝河，坡角部位有較陡的臨空面，客觀上為斜坡體產(chǎn)生不穩(wěn)定滑坡提供了空間要素[1]。為了平整出場地建設(shè)房屋，前緣位置削坡嚴(yán)重，破壞了斜坡體的力學(xué)平衡，因此，較陡的斜坡面構(gòu)成了不穩(wěn)定滑坡剪出口的滑移空間。

（2）地層巖性特征。北嶺村滑坡主要物質(zhì)組成為較厚的全新統(tǒng)第四系粉質(zhì)粘土，在大氣降水作用下，水體沿著第四系粉質(zhì)粘土的空隙下滲至相對隔水的坡積粉質(zhì)粘土層，形成淺層地下水，相對隔水層通過季節(jié)性地下水的反復(fù)浸泡，形成抗剪強(qiáng)度較低的飽和土體，很容易形成滑坡體的滑動(dòng)帶。淺層地下水在其內(nèi)部形成地下流體，不斷浸泡軟化滑動(dòng)帶處的土壤使滑動(dòng)帶連通，滑坡體沿滑動(dòng)帶整體下滑形成滑坡。

（3）大氣降水。大氣降水是不穩(wěn)定滑坡蠕動(dòng)變形、形成滑坡的主要誘發(fā)因素。在下滲過程中，遇到滲透性較差的粉質(zhì)粘土后開始向側(cè)向流動(dòng)，在水壓力不斷增加的條件下，沿弱透水層表面形成地下水運(yùn)移通道，使軟弱帶不斷遭受潛蝕擴(kuò)大面積，進(jìn)而形成滑動(dòng)帶，為滑坡體的滑動(dòng)提供了潤滑劑。

綜上所述，北嶺村后組不穩(wěn)定滑坡前緣存在較陡的臨空面，在短時(shí)間強(qiáng)降雨或者持續(xù)暴雨的作用下，滑坡體土體含水量不斷增加直至飽和狀態(tài)，坡體重度不斷增加，軟弱帶不斷遭受潛蝕直至貫通形成滑動(dòng)帶，最終導(dǎo)致滑坡災(zāi)害的發(fā)生。

3 北嶺村后組滑坡穩(wěn)定性分析

3.1 計(jì)算模型選定

北嶺村后組滑坡穩(wěn)定性分析計(jì)算模型是根據(jù)勘探工程控制的剖面鉆孔、探井等情況，結(jié)合對應(yīng)的地質(zhì)環(huán)境條件和已發(fā)生的滑坡變形破壞特征確定出來的滑帶確定。此外，建立該滑坡穩(wěn)定性分析計(jì)算模型還需同時(shí)滿足以下假設(shè)條件：①結(jié)構(gòu)面為折線，內(nèi)部結(jié)構(gòu)面基本上不豎直；②所有結(jié)構(gòu)面都適合摩爾-庫倫破壞準(zhǔn)則；③結(jié)構(gòu)面上抗剪強(qiáng)度和剪應(yīng)力的比值是安全系數(shù)的定義。

3.2 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算

3.2.1 滑坡巖土體物理力學(xué)參數(shù)

按照巖土工程《土工試驗(yàn)巖體標(biāo)準(zhǔn)》GB-50123-1999的相關(guān)要求，對北嶺村后組滑坡鉆孔及探槽中采集到的土樣進(jìn)行室內(nèi)土工試驗(yàn)的測定，具體結(jié)果見表1。

表1 滑體土物理力學(xué)參數(shù)綜合選取

3.2.2 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算與評價(jià)

（1）穩(wěn)定性計(jì)算。根據(jù)滑坡體的計(jì)算模型和破壞形式，采用《滑坡防治工程勘查規(guī)范》附錄E中推薦的滑坡穩(wěn)定性系數(shù)和推力計(jì)算公式。

a、穩(wěn)定性系數(shù)計(jì)算公式。

式中：ψj—第i塊段的剩余下滑力傳遞至第i+1塊段時(shí)的傳遞系數(shù)（j=i），

Wi—第i條塊的重量（kN/m）；Ci—第i條塊內(nèi)聚力（kPa）；φi—第i條塊內(nèi)摩擦角（°）；Li—第i條塊滑面長度（m）；αi—第i條塊滑面傾角（°）；βi—第i條塊地下水線與滑面的夾角（°）；A—地震加速度（重力加速度g）；Kf—穩(wěn)定系數(shù)。

b、剩余下滑推力計(jì)算公式。

式中 ：Pi—第i條塊推力（kN/m）；Pi～1—第i條塊的剩余下滑力（kN/m）；Wi—第i條塊的重量（kN）；Ci、ψi—第i塊的內(nèi)聚力（kPa）及內(nèi)摩擦角（°）；Li—第i條塊長度（m）；αi—第i塊的滑面傾角（°）；A—地震加速度（重力加速度g）；Ks—設(shè)計(jì)安全系數(shù)。

本次研究選定如下三種工況計(jì)算、分析評價(jià)該滑坡的穩(wěn)定性：自重工況；自重+暴雨工況；自重+地震工況。計(jì)算結(jié)果見表2。

表2 斜坡穩(wěn)定性計(jì)算成果匯總表

（2）穩(wěn)定性分析。按照《滑坡防治工程勘查規(guī)范》12.4.6規(guī)定，滑坡穩(wěn)定狀態(tài)分級由其穩(wěn)定系數(shù)按表3確定。

表3 不穩(wěn)定斜坡穩(wěn)定狀態(tài)分級表

根據(jù)計(jì)算結(jié)果可知：

（1）在“自重條件”和“自重+地震條件”下，滑坡土體的穩(wěn)定系數(shù)分別為1.67和1.44，滑坡整體上處于穩(wěn)定狀態(tài)。

（2）在“自重+暴雨條件”下，滑坡土體的穩(wěn)定系數(shù)為1.02，滑坡整體上處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。

4 結(jié)語

通過勘探和計(jì)算分析可見，北嶺村后組滑坡在自重和自重+地震工況條件下，滑坡土體整體上處于穩(wěn)定狀態(tài)，不易發(fā)生滑坡災(zāi)害。建議采取治理措施，加固滑坡體的抗滑能力，加強(qiáng)監(jiān)測，防止出現(xiàn)滑坡失穩(wěn)，造成人員傷亡及房屋毀壞的事故發(fā)生。