山體滑坡地質(zhì)災害基本特征及穩(wěn)定性分析

張明翠， 周 平， 劉 敏

(云南省公路工程監(jiān)理咨詢有限公司，云南昆明 610031)

1 研究背景

勘查區(qū)位于強烈深切割地貌高山頂部一緩斜坡臺地上，后緣為高差30～70m的山體，前緣為陡崖臨空，左側(cè)為一沖溝，右側(cè)與后緣山體重合。該滑坡屬于較為典型的淺～中層土質(zhì)推移式滑坡，滑動方向約為116 °?；麻L約800m，寬約1 200m，滑體厚5～10m，體積375×104m3左右。

1.1 水文地質(zhì)條件

工作區(qū)內(nèi)地表水主要為水田灌溉水及池塘水，無較大河流、湖泊等大的水體存在，在滑坡區(qū)左邊界及中部有四條季節(jié)性沖溝，四條溝內(nèi)存在常年間歇性水流，海拔標高1 250～1 110m，高差140m，溝床縱坡將比160 ‰。溝水主要來源于降雨及水田灌溉水補給，水量主要隨大氣降水變化，流量較小，為1～1.6L/s，滑坡左側(cè)邊溝內(nèi)層狀砂質(zhì)泥巖出露。

1.2 工程地質(zhì)條件

本滑坡區(qū)域工程地質(zhì)主要為第四系全新統(tǒng)粉質(zhì)黏土夾碎石(Q4dl+el)：粉質(zhì)黏土、塊碎石，據(jù)鉆探揭露該層埋深較大，所有鉆孔均有揭露粉質(zhì)黏土及塊碎石土，塊碎石成分主要為粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖，塊碎石含量一般20 %～40 %，較松散，物理力學性質(zhì)主要受碎石含量多少而變化，根據(jù)區(qū)域經(jīng)驗值和規(guī)范取值，其承載力特征值取150～200kPa。防治工程布置地段滑體土厚度6.70～20.90m，抗滑樁應嵌入強—中風化砂泥巖互層內(nèi)1/3～1/2樁長。

2 山體滑坡地質(zhì)災害

2.1 滑坡規(guī)模及邊界范圍

按照《滑坡防治工程勘查規(guī)范》中規(guī)定，其規(guī)模屬于大型滑坡?；w主要為粉質(zhì)黏土，局部為塊碎石土，滑坡體上方主要為水田，地表水較豐富，滑坡區(qū)地形較平緩。根據(jù)現(xiàn)場踏勘調(diào)查，滑坡體上多處可見似基巖的地層，但其產(chǎn)狀十分凌亂，此外本次形成的后緣拉裂縫從20世紀80年代起一直貫通到滑坡最右邊界位置，據(jù)此推斷該滑坡為古滑坡，在特大降雨條件的激發(fā)下古滑坡再次復活造成表層蠕動變形。因此，根據(jù)滑坡體變形強烈程度本次將滑坡分為兩個變形區(qū)：強變形Ⅰ區(qū)和弱變形Ⅱ區(qū)。

(1)強變形Ⅰ區(qū)：總體地貌特征為，平面上近似為正方形，后緣依然以山體為界，左側(cè)以深切沖溝為左邊界，右側(cè)以滑坡體最右側(cè)的剪切裂縫右邊的凹地為Ⅰ區(qū)右邊界，前緣為陡崖臨空。強變形Ⅰ區(qū)后緣高程1 256m左右，前緣高程1 135m，高差120m左右，前緣為陡崖臨空。強變形Ⅰ區(qū)滑坡方向約為116 °，滑體長約800m，寬約800m，滑體厚5～10m，體積約為300×104m3左右，為淺～中層滑坡。該滑坡后緣形成2～3條近于平行的陣式拉裂縫，這些拉裂縫橫向上基本貫通，長度可達600m，最大拉裂縫寬度可達94cm，在后緣形成20～70cm的錯臺，造成多家房屋嚴重受損，甚至有2家房屋倒塌破壞。在強變形Ⅰ區(qū)左側(cè)左緣形成剪羽狀裂縫。

(2)弱變形Ⅱ區(qū)：總體地貌特征為，平面上近似為倒放的三角形，后緣依然以山體為界，右側(cè)與后緣重合，左側(cè)以滑坡體剪切裂縫右邊的凹地為Ⅱ區(qū)左邊界，前緣為陡崖臨空。弱變形Ⅱ區(qū)后緣高程1 242～1 225m左右，前緣高程1 188m，高差50m左右，前緣為陡崖臨空。弱變形Ⅱ區(qū)滑坡方向約為116 °，滑體長約320m，寬約440m，滑體厚度5m左右，體積約為75×104m3左右，為淺～中層滑坡。在本次實地勘察過程中，未發(fā)現(xiàn)Ⅱ區(qū)內(nèi)有變形跡象，并以弱變形區(qū)來區(qū)分。

2.2 滑坡變形特征

在地質(zhì)災害排查期間，山腳村喬家院子滑坡后緣已形成兩條近于平行間隔約10～15m左右的陣式排列的拉裂縫，后緣拉裂縫基本貫通，延伸長達700m，裂縫寬度一般5～15cm，最寬可達94cm，并形成錯臺，錯臺高30～70cm；在滑坡的右側(cè)還發(fā)育了多條羽狀剪切裂縫，這條基本貫通的裂縫造成裂縫附近的房屋不同程度受損，其中有兩家的房屋倒塌，多家房屋墻體開裂變形破壞；滑坡前部可見水泥路面拱起(圖1)，水池受擠壓變形破壞較嚴重，幾家房屋變形較嚴重。在又一次強降雨過程中，造成山腳滑坡再次變形加劇，根據(jù)調(diào)查，山腳村喬家院子滑坡共造成2戶房屋倒塌，7戶房屋嚴重變形破壞而無法居住，另外有26戶房屋也受達不同程度損害，房屋墻體開裂最大寬度可達40cm，大多為2～50mm。

圖1 滑坡前部路面拱起

在強變形Ⅰ區(qū)，目前滑坡體上大部分為農(nóng)田，其中水田占70 %左右，滑坡體上有四條縱向的灌溉水渠，根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，這四條水渠存在多處裂縫或斷裂，水渠中的水部分滲入地下；再加上水田中的水也在不斷的滲入地下，在特大降雨的激發(fā)下引發(fā)了古滑坡表層滑坡復活，造成了不同程度的損失。山腳滑坡強變形Ⅰ區(qū)目前處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

在弱變形Ⅱ區(qū)，目前滑坡體上未發(fā)現(xiàn)有變形跡象，同時最近幾年沒發(fā)生的變形跡象，但滑坡體上大部分為水田，在水田中的水不斷入滲或在連續(xù)降雨情況下，弱變形Ⅱ區(qū)也有復活的可能性。山腳滑坡弱變Ⅱ區(qū)目前處欠穩(wěn)定狀態(tài)。

根據(jù)變形情況推測出滑坡后緣位于拉裂縫處，前緣剪出口位置應位于被破壞的水池及路面拱起位置附近。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，推測滑坡兩處變形區(qū)均是由于灌溉水渠水及水田水入滲并在強降雨的激發(fā)下引起的推移式土層滑坡。

3 滑坡穩(wěn)定性分析

3.1 滑坡巖土體物理力學參數(shù)

計算采用的巖土物理力學參數(shù)合理與否，是計算評價滑坡穩(wěn)定性的關鍵，其中滑帶土的抗剪強度參數(shù)C、取值更是關系重大。一般采用如下途徑選取巖土物理力學參數(shù)。

3.1.1 滑體土容重

滑體物質(zhì)重度選?。河捎诨w物質(zhì)為第四系松散堆積物，通過大容重試驗和室內(nèi)土工試驗數(shù)據(jù)，滑坡區(qū)粉質(zhì)黏土天然重度平均值18.4kN/m3，飽和重度18.9kN/m3；碎石土天然重度平均值20.3kN/m3，飽和重度20.5kN/m3。

3.1.2 土體抗剪強度參數(shù)

山腳滑坡滑帶土物理力學參數(shù)見表1。

表1 勘查室內(nèi)試驗所得的滑帶土抗剪強度參數(shù)

結(jié)合滑坡目前變形情況，確定其穩(wěn)定性系數(shù)，以此進行滑坡滑帶土的抗剪強度參數(shù)反演(表2)。

根據(jù)勘查試驗數(shù)據(jù)和參數(shù)反演分析，結(jié)合工程類比分析，最終確定滑帶土的抗剪強度參數(shù)，見表3。

表3 穩(wěn)定性計算滑帶土抗剪強度參數(shù)

3.2 穩(wěn)定性計算成果分析

按照上述工況及方法進行滑坡穩(wěn)定性計算，計算結(jié)果匯總于表4。根據(jù)計算結(jié)果，對不穩(wěn)定進行穩(wěn)定性分析評價，將穩(wěn)定性劃分為四級：穩(wěn)定系數(shù)Fs≥1.15為穩(wěn)定，1.15>Fs≥1.05基本穩(wěn)定，1.05>Fs≥1.0為欠穩(wěn)定，F(xiàn)s<1.0為不穩(wěn)定。根據(jù)滑坡區(qū)地表及建筑物變形情況，將滑坡分為強變形Ⅰ區(qū)和弱變形Ⅱ區(qū)，在強變形Ⅰ區(qū)共布設縱斷面4條，在弱變形Ⅱ區(qū)布設縱斷面1條。本次對5條剖面分別進行了穩(wěn)定性計算及成果分析。

表4 滑坡穩(wěn)定性和推力計算成果表

分析表4中各剖面在各工況下的剩余下滑力，得出滑坡 強變形Ⅰ區(qū)工況Ⅰ(天然工況)下滑坡處于穩(wěn)定狀態(tài)，工況Ⅱ(自重+暴雨工況)下滑坡處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，工況Ⅲ(自重+地震工況)下滑坡處于基本穩(wěn)定狀態(tài)；滑坡弱變形Ⅱ區(qū)在工況Ⅰ(天然工況)下滑坡處于穩(wěn)定狀態(tài)，工況Ⅱ(自重+暴雨工況)下滑坡處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，工況Ⅲ(自重+地震工況)下滑坡處于穩(wěn)定狀態(tài)。

4 結(jié)論

在現(xiàn)場勘查的基礎上，獲取了油庫邊坡區(qū)域的地形地貌和地層巖性特征。在此基礎上對危巖帶和危巖體進行分析，得到了危巖形態(tài)及變形特征并對其穩(wěn)定性進行評價，建議采用主動防護網(wǎng)。