安岳縣鎮(zhèn)子鎮(zhèn)天臺(tái)村6組蔣家灣滑坡特征、形成機(jī)制及穩(wěn)定性分析

曾強(qiáng)，朱國(guó)寶，陳思堯，楊劍紅，劉虹強(qiáng)

（四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局區(qū)域地質(zhì)調(diào)查隊(duì)，四川成都 610213）

安岳縣地處四川盆地中部，地貌類型以丘陵為主，最大降雨基本集中在每年7月和8月，降雨入滲帶來(lái)的地下水活動(dòng)是引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的主要因素。天臺(tái)村6組蔣家灣滑坡就屬于典型的地表水下滲，使得巖體與第四系浮土接觸界面（滑面）失穩(wěn)，加之滑坡前緣長(zhǎng)期處于臨空狀態(tài)，從而改變了坡體應(yīng)力狀態(tài)，破壞了原有力學(xué)平衡，最終在連續(xù)強(qiáng)降雨后發(fā)生滑坡跡象。

1 滑坡特征

蔣家灣滑坡位于安岳縣西南部鎮(zhèn)子鎮(zhèn)天臺(tái)村6組蔣家灣，地理中心點(diǎn)坐標(biāo)為北緯29°58′39.74″、東經(jīng)105°13′22.19″，交通較方便，經(jīng)鄉(xiāng)村道路與省道S206相連，距離約1km，距安岳縣城區(qū)約24km。

圖1 蔣家灣滑坡全貌

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，該地質(zhì)災(zāi)害為一淺層土質(zhì)牽引式新滑坡，滑坡體特征如下：

該滑坡體位于勘查區(qū)中部，滑坡面積約0.007km2，占勘查區(qū)范圍53.85%，滑坡方向約295°，坡度5°～20°，平均坡度約10°左右?；虑熬壱远缚财履_邊沿水溝與牛蛙養(yǎng)殖池接觸處為界，滑坡后緣邊界總體走向大致與民房公路平行或微角度相交，平面形態(tài)呈半圓形，總體剖面形態(tài)呈階狀，見圖1。

滑坡體內(nèi)共見3個(gè)陡坎，由下至上分布為2處天然陡坎及1處人工開墾田地陡坎，滑坡總體地勢(shì)特征為前緣陡，中后部平緩，滑坡后緣及滑坡內(nèi)部地表層多發(fā)育拉伸張性裂隙，后緣頂部邊界裂縫于民房貫穿，裂縫寬度可達(dá)0.4m（圖2），且可見3-5條明顯的多級(jí)次級(jí)裂縫逐級(jí)下挫，滑坡后緣南東側(cè)裂縫穿過(guò)水泥硬化地面及磚混結(jié)構(gòu)房屋。滑坡體北東側(cè)邊界裂縫下挫明顯形成陡坎，下挫距離可達(dá)0.4m（圖3）。該滑坡體南東側(cè)邊界裂縫相對(duì)北東側(cè)邊界裂縫，規(guī)模明顯偏小，總體呈數(shù)條小型裂縫不間斷連續(xù)分布，總體形態(tài)呈一走向近280°的微彎曲曲線，滑坡體變形形跡大部分均為當(dāng)?shù)卮迕裉锏囟胃髟蜓谏w，未見裂隙下挫的形態(tài)特征。

滑坡寬度約72m，縱坡向水平最大距離約50m，總面積約3600m2，滑坡體土體厚度5.60m～6.20m，平均厚度約為5.9m，該滑坡體體積約2.12萬(wàn)m3，屬小型淺表層牽引式土質(zhì)滑坡。滑坡主要由殘坡積堆積體組成。

圖2 H1滑坡后緣拉伸裂縫照片

圖3 H1滑坡形成的陡坎照片

2 滑坡結(jié)構(gòu)特征

圖4 滑坡結(jié)構(gòu)特征剖面圖

滑坡規(guī)模較小，位于遂寧組地層之上，為牽引式淺層土質(zhì)新滑坡?；峦鈧?cè)及滑坡滑帶下部均為區(qū)域上大片分布的紫紅色薄層狀泥巖、粉砂巖，產(chǎn)狀較穩(wěn)定，傾角較緩，約1°～5°，小型交錯(cuò)狀裂隙較發(fā)育，滑坡結(jié)構(gòu)特征見圖4。

滑體：鉆探揭露滑體厚度為5.60m～6.20m，滑坡平均厚度約5.9m。鉆井揭露滑塌體特征，指示該滑坡體在縱向上表現(xiàn)為前、后緣厚度較薄，中部較厚；在橫向上表現(xiàn)為兩側(cè)厚度較薄，中部較厚；滑體物質(zhì)主要由粘土、砂質(zhì)粘土夾少量碎石等組成。

滑帶：根據(jù)鉆探揭露及地質(zhì)調(diào)繪結(jié)果分析，滑坡后緣及左側(cè)緣變形明顯，滑坡體邊部界線內(nèi)側(cè)呈明顯的下挫及拉伸變形特征，4個(gè)鉆孔所揭露巖芯均可見較為清晰的滑帶土特征?；禄嬷黧w為第四系殘坡積物與下伏遂寧組基巖的接觸面，整體呈現(xiàn)滑體厚度北東薄-南西厚的特征。

3 滑坡體變形特征

根據(jù)野外調(diào)查訪問(wèn)，由于人類工程活動(dòng)（即滑坡體前緣左側(cè)人類開挖儲(chǔ)水池及蓄水池回填），滑坡體于2018年5月開始出現(xiàn)變形。坡體前后緣均先后出現(xiàn)小型微角度相交的裂隙，并伴有局部小型土體滑塌現(xiàn)象。受強(qiáng)降雨因素，滑坡變形加劇，滑坡體后緣邊界外側(cè)房屋后排水溝排水不暢等多方因素共同作用，形成新滑坡體?；麦w后緣邊界裂縫穿過(guò)民房，裂縫寬度可達(dá)0.4m，并見明顯的近平行狀排列的次級(jí)裂縫逐級(jí)下挫，滑坡體產(chǎn)生滑移后，當(dāng)?shù)卮迕褡园l(fā)進(jìn)行了一定程度的裂縫修補(bǔ)及人工填充，一定程度遏制了滑坡的進(jìn)一步變形及滑移，暫未發(fā)生進(jìn)一步明顯變形跡象，整體處于穩(wěn)定-基本穩(wěn)定狀態(tài)。

經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，滑坡體前緣北東側(cè)部位隨著內(nèi)側(cè)土應(yīng)力的釋放、雨水軟化、坡腳溝水的浸潤(rùn)沖刷等多重作用下，致使坡體中前部出現(xiàn)一處次級(jí)滑塌體，位于滑坡體前緣中部及北西部位，其寬度約為15m，長(zhǎng)度約45m，厚約4m～4.5m的次級(jí)滑動(dòng)，滑動(dòng)后該次級(jí)滑塌體后緣形成明顯的拉張裂縫及下挫現(xiàn)象，次級(jí)滑塌體拉張裂縫寬約5cm～10cm，多形成1cm～2cm的近平行狀小型次級(jí)裂隙，后緣邊界裂縫內(nèi)側(cè)滑坡體向下滑移下挫形成一陡坎，下挫距離約1m～2m，土體下挫后后緣邊界下方形成一寬約5m～10m的緩坡平臺(tái)。

根據(jù)野外實(shí)地勘查，結(jié)合鉆孔、槽探工程以及巖樣、土樣的取樣測(cè)試成果，確定該滑坡僅存在一個(gè)剪出口。

4 巖層物理力學(xué)參數(shù)

勘查區(qū)基底巖層為侏羅系遂寧組紫紅色薄層狀泥巖、砂質(zhì)泥巖夾紫紅色薄-中層狀砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖及少量淺灰綠色長(zhǎng)石石英砂巖。本次勘查在鉆孔共取7組中風(fēng)化巖石樣進(jìn)行了室內(nèi)物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)，巖石試驗(yàn)結(jié)果見表1。

5 滑坡形成機(jī)制

天臺(tái)村6組蔣家灣滑坡主要誘因?yàn)檫B續(xù)強(qiáng)降雨，次要原因?yàn)槿祟惞こ袒顒?dòng)開挖蓄水池及人為切放坡。開墾田地形成的0.6m～1.5m的陡坡，陡坡內(nèi)側(cè)為鄉(xiāng)村水泥公路，陡坡外側(cè)未做任何支護(hù)措施，陡坡坡度近于直立，滑坡原始地形總體坡度約10°，但滑坡內(nèi)分布2處天然陡坎及1處公路外側(cè)人工陡坎，為滑坡的剪出形成了良好的臨空面，利于內(nèi)側(cè)土應(yīng)力釋放；同時(shí)，滑體物質(zhì)成分主要為碎石土，結(jié)構(gòu)較松散，自身穩(wěn)定性較差，利于降雨及地表水下滲。2018年7月雨季，由于強(qiáng)降雨的誘發(fā)作用，下滲地表水改變了土體物質(zhì)成分或結(jié)構(gòu)，致使土體強(qiáng)度降低，后緣裂隙中靜水壓力作用，穩(wěn)定性進(jìn)一步降低，公路內(nèi)側(cè)邊坡開始變形，首先在坡腳形成塑性壓縮區(qū)，剪應(yīng)力集中，前部向臨空方向發(fā)生推移剪出。其次后部形成下錯(cuò)拉裂縫，裂縫貫通后，降雨導(dǎo)致土體抗剪強(qiáng)度急速降低，最終導(dǎo)致局部失穩(wěn)。

6 滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

本滑坡主要為松散堆積體沿粉質(zhì)、砂質(zhì)粘土與下伏基底侏羅系遂寧組紫紅色泥巖、砂質(zhì)泥巖接觸面滑動(dòng)的土質(zhì)滑坡。根據(jù)勘探剖面，滑面近似折線，因此本次穩(wěn)定性計(jì)算按照《滑坡防治工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》（DZ/T0219-2006）和《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001）2009版的有關(guān)規(guī)定，采用傳遞系數(shù)法對(duì)滑坡進(jìn)行穩(wěn)定性評(píng)價(jià)和推理計(jì)算，剩余下滑力計(jì)算按傳遞系數(shù)法。

傳遞系數(shù)法的計(jì)算公式如下：

表1 天臺(tái)村6組蔣家灣滑坡巖石試驗(yàn)成果統(tǒng)計(jì)表

式中：Kf穩(wěn)定性系數(shù)；Wi：第i計(jì)算條塊的重量（kN/m）；αi：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(zhǎng)度（m）；αi：第i條塊滑面傾角（°）；βi：第i條塊地下水流向（°）；A：地震加速度（重力加速度g）；ψi：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）；RDi：第i條塊地下水滲透壓力產(chǎn)生的垂直滑面分力（kN/m）；TDi：第i條塊地下水滲透壓力產(chǎn)生的平行滑面分力（kN/m）；γw：水的容重（kN/m3）；γU：孔隙壓力比。

剩余下滑力計(jì)算公式：

其中：Ei～1：第i-1條塊的剩余下滑力(KN/m)，作用于分界面的中點(diǎn)；αi：第i條塊所在滑面傾角(°)；k：滑坡推力安全系數(shù)，本次計(jì)算分別取值k=1.10、1.05、1.02，分別對(duì)應(yīng)天然、暴雨和天然+地震3種工況。

表2 潛在滑帶土抗剪強(qiáng)度參數(shù)綜合取值表

C、φ值選?。夯路€(wěn)定性評(píng)價(jià)與計(jì)算中選取的巖土物理力學(xué)參數(shù)合理與否有很大關(guān)系，特別是滑帶土體的抗剪強(qiáng)度參數(shù)C、φ取值。本次考慮滑坡體物質(zhì)結(jié)構(gòu)、各種試驗(yàn)條件及方法的局限性，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)綜合確定了本次滑坡的穩(wěn)定性和推力計(jì)算中潛在滑帶土的抗剪強(qiáng)度參數(shù)取值表，見表2。

根據(jù)蔣家灣滑坡穩(wěn)定性計(jì)算成果，表明該滑坡目前在天然工況下處于穩(wěn)定狀態(tài)，地震工況下處于基本狀態(tài)，在暴雨工況下處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。

7 結(jié)論及建議

①蔣家灣滑坡為第四系殘坡積土體沿與下伏侏羅系遂寧組紫紅色泥巖、砂巖接觸面向下滑動(dòng)的小型牽引式土質(zhì)滑坡?；w物質(zhì)成分主要為含碎石粉質(zhì)黏土，結(jié)構(gòu)較松散，自身穩(wěn)定性較差，利于降雨及地表水下滲，下滲地表水在滑面富集、運(yùn)移，致使滑帶土強(qiáng)度降低，不利于斜坡的穩(wěn)定。同時(shí)受人類工程活動(dòng)在滑坡體前緣北西側(cè)部位開挖蓄水池、魚塘，形成4m～5m的陡坡，且并未對(duì)陡坡采取相應(yīng)的加固措施，存在較大的隱患，使前緣降低斜坡抗滑力，后緣增加斜坡下滑力，為地質(zhì)災(zāi)害的形成提供了良好的外界誘發(fā)條件。

②蔣家灣滑坡總體剖面形態(tài)呈階狀，滑坡體內(nèi)共見3個(gè)陡坎，由下至上分布為2處天然陡坎及1處人工開墾田地陡坎，滑坡總體地勢(shì)特征為前緣陡，中后部平緩，滑坡后緣及滑坡內(nèi)部地表層多發(fā)育拉伸張性裂隙?；聦挾燃s最大約72m，縱坡向水平最大距離約50m，總面積約3600m2，滑坡體土體厚度5.60m～6.20m，平均厚度約為5.9m，滑坡體體積約2.12萬(wàn)m3，屬小型淺表層牽引式土質(zhì)滑坡。

③蔣家灣滑坡目前處于穩(wěn)定階段，但滑坡后緣及中部裂縫較為發(fā)育，前緣臨空界面依然存在，在降雨匯集下，仍可能發(fā)生變形滑動(dòng)。經(jīng)本次穩(wěn)定性評(píng)價(jià)得知：在天然工況下趨于穩(wěn)定狀態(tài)，地震工況下處于基本狀態(tài)，在強(qiáng)降雨或持續(xù)降雨等不利條件作用下趨于欠穩(wěn)定狀態(tài)，暴雨工況下更易失穩(wěn)。

④在持續(xù)降雨的作用下，蔣家灣滑坡將會(huì)由天然條件下的穩(wěn)定狀態(tài)向欠穩(wěn)定狀態(tài)轉(zhuǎn)變，直接可能影響當(dāng)?shù)鼐用竦纳?cái)產(chǎn)安全。因此，建議對(duì)蔣家灣滑坡采取“抗滑樁+既有排水溝硬化（局部為新挖排水溝）+裂縫充填”地質(zhì)災(zāi)害工程治理。