降雨對邊坡穩(wěn)定性的影響分析

魏 巍

（貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局一一二地質(zhì)大隊(duì)，貴州 安順 561000）

某滑坡位于水庫管理處辦公樓及其前緣臨水庫圈椅形地段，以蠕滑變形為主，其長約120 m，寬約150 m，平均厚約6 m，滑坡體總體積約為10.8 萬m3， 滑動(dòng)方向?yàn)闁|北向42°，主要為第四系殘坡積黏土，夾江洞溝組砂巖、砂質(zhì)泥巖和泥巖強(qiáng)風(fēng)化物。本文以該滑坡為例，分析降雨對邊坡穩(wěn)定性的影響。

1 滑坡基本特征

1.1 滑坡概況

滑坡區(qū)平面形態(tài)近似月牙形，整體地形西南高，東北低，滑坡兩翼高，中部低。邊坡總長約265 m，寬平均約215 m；滑坡變形區(qū)域縱坡長約120 m，橫寬平均約150 m，平均厚度約6.0 m，主滑方向?yàn)闁|北向42°，滑坡體總體積約為10.8 萬m3，其規(guī)模為中型，屬殘坡積物及強(qiáng)風(fēng)化巖沿巖層傾向滑移的順層滑坡，如圖1 所示。

圖1 滑坡基本形態(tài)特征衛(wèi)星圖片

1.2 滑坡體工程地質(zhì)特征

地表出露及勘探（鉆探、槽探）調(diào)查成果表明，滑坡與不穩(wěn)定斜坡滑體物質(zhì)上部為人工填土，呈灰褐色；主要成分為強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖；碎石呈碎塊狀、菱角狀；碎石粒徑介于2 ～4 cm，最大粒徑為 8 cm；碎石含量為51%；結(jié)構(gòu)松散。下伏為粉質(zhì)黏土，呈黃褐色，可塑至硬塑以黏粒及粉粒為主，含少量高嶺土。

2 滑坡影響因素

2.1 地形地貌

勘查區(qū)地處珠江流域北盤江水系與長江流域?yàn)踅祵捑彿炙畮X地區(qū)向黔南中低山丘陵盆地過渡的斜坡地帶。區(qū)內(nèi)地貌類型主要是以溶蝕為主形成的峰叢谷地和溶丘洼地以及以侵蝕-構(gòu)造作用為主形成的弱切割中山（切割深度小于500 m），屬巖溶溶蝕、侵蝕中低山地貌。區(qū)內(nèi)地勢北高南低，山峰谷地彼此相連，海拔介于1 100 ～1 500 m，相對高差為400 m，大部分地區(qū)海拔介于1 150 ～1 300 m。

2.2 地質(zhì)因素

2.2.1 地層巖性

區(qū)域內(nèi)出露地層主要為三疊系中統(tǒng)江洞溝組、青巖組、下統(tǒng)永寧鎮(zhèn)組，其次是第四系零星分布，巖性為碳酸巖與碎屑巖相間分布。

2.2.2 地質(zhì)構(gòu)造

區(qū)域上屬揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)黔北臺(tái)隆遵義斷拱貴陽復(fù)雜構(gòu)造變形區(qū)。區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造不甚發(fā)育，受區(qū)內(nèi)褶皺影響，只在西、北、東和東南面發(fā)育有斷裂，但規(guī)模均較小。主要的構(gòu)造形跡是沿東北向分布的一系列排列軸近南北的斜列褶皺帶，軸向呈東北25°～40°，包括新場背斜、馬頭寨向斜和豬場壩向斜等。由于評估區(qū)斷裂不發(fā)育，庫區(qū)地層受構(gòu)造影響較小，巖層產(chǎn)狀相對穩(wěn)定，傾角較緩，一般介于20°～30°。

2.3 水文、氣象因素

勘查區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候區(qū)，根據(jù)安順氣象站資料統(tǒng)計(jì)分析，多年平均氣溫為14 ℃，最冷月（1月）平均氣溫為4.1 ℃，最熱月（7月）平均氣溫為21.9 ℃，極端最高氣溫為34.3 ℃，極端最低氣溫為-7.6 ℃，年平均最高氣溫大于30 ℃的日數(shù)有 4.6 d，日最低氣溫小于0 ℃的日數(shù)有23.4 d，平均氣壓為860 hPa，年平均降雨日數(shù)（日降雨大于 0.1 mm）為193.1 d，降雨大于5 mm 的日數(shù)有60.1 d，暴雨日（日暴雨量大于50 mm）有3.8 d，最大一日暴雨量為193.1 mm。

勘查區(qū)屬珠江流域西江水系，河流為北盤江打幫河支流王二河的左支流?；码[患點(diǎn)北部約130 m為新場河，河流發(fā)源于安順市南部的木山堡桂家院，發(fā)源處高程為1 332 m，總體由東北向西南流動(dòng)，于龍宮天池下游500 m 的三岔河與油菜河匯合后注入王二河，匯入高程為1 127 m。

2.4 人類工程活動(dòng)影響

勘查區(qū)內(nèi)有水庫及附屬設(shè)施建設(shè)、進(jìn)壩公路修建等人類工程，因此，人類工程活動(dòng)比較強(qiáng)烈。

3 降雨對滑坡的影響機(jī)制分析

3.1 模型建立

該滑坡體為第四系殘坡積物，下伏基巖為中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，土巖分界面上存在一層厚度約0.5 cm的軟弱泥層。由于進(jìn)場道路的修筑，施工單位對原有的自然邊坡坡腳進(jìn)行了開挖，卻降低了上部坡體的抗滑能力。受強(qiáng)降雨的影響，大氣降水滲入軟弱夾層，降低軟弱結(jié)構(gòu)面的物理力學(xué)強(qiáng)度，同時(shí)強(qiáng)降雨致使水庫水位抬升，壓力增大，地下水入滲軟化巖土體，降低巖土體的力學(xué)參數(shù)，使滑體的重度增加[1-2]。綜合以上不利因素，邊坡產(chǎn)生沿基巖面向下的蠕滑變形。

根據(jù)雨水入滲規(guī)律，設(shè)定邊界條件為：滑坡表面根據(jù)不同的降雨工況給定不同的流量邊界；模型兩側(cè)在穩(wěn)態(tài)分析中為常水頭邊界，水頭大小由鉆孔內(nèi)實(shí)測水位確定，瞬態(tài)分析中僅左側(cè)設(shè)為常水頭邊界；底部基巖為不透水邊界。

3.2 計(jì)算結(jié)果

在本次勘查中，取滑體粉質(zhì)黏土樣，開展抗剪試驗(yàn)、飽和單軸抗壓試驗(yàn)及常規(guī)試驗(yàn)，其間主要考慮9 項(xiàng)物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)[3-5]，如表1 所示。

表1 滑體粉質(zhì)黏土樣的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)

3.3 機(jī)制分析

研究區(qū)特有的地形地貌、地質(zhì)是滑坡發(fā)生的內(nèi)在因素，持續(xù)降雨和人類工程活動(dòng)是誘發(fā)滑坡的外在因素[6-7]。

3.3.1 內(nèi)在因素

研究區(qū)屬侵蝕、溶蝕低中山溝谷地貌，山體總體展布方向?yàn)闁|北—西南向，山體高大，山頂多呈圓頂狀。海拔一般介于1 149.2 ～1 330.0 m，相對高差約為180.8 m，山體地形較陡，坡度一般為30°～60°。區(qū)內(nèi)斷裂不發(fā)育，滑坡體西部發(fā)育有一條東北—西南向展布的背斜，區(qū)內(nèi)巖層為單斜巖層，巖層產(chǎn)狀為74°∠24°，巖層傾向與斜坡坡向基本相同，為順向坡。

3.3.2 外在因素

外因主要包括降雨和人類工程活動(dòng)。勘查區(qū)內(nèi)有水庫及附屬設(shè)施建設(shè)、進(jìn)壩公路修建等人類工程，人類工程活動(dòng)比較強(qiáng)烈?？辈閰^(qū)地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，不良地質(zhì)現(xiàn)象多樣，主要有滑坡、滑塌及水庫蓄水時(shí)庫岸侵蝕引起的局部垮塌。

4 結(jié)論

經(jīng)詳細(xì)勘查，水庫管理處辦公樓區(qū)域滑坡平面形態(tài)近似月牙形，滑坡變形區(qū)縱坡長約120 m，橫寬平均約150 m，平均厚度約6.0 m，主滑方向?yàn)闁|北向42°，體積約為10.8 萬m3，其規(guī)模為中型，屬推移式順層滑坡?；泼鏋橐粚雍穸燃s0.5 cm 的軟弱泥質(zhì)夾層，滑體物質(zhì)為人工填土及強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖，含少量高嶺土，下伏基巖為中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖。水庫管理處辦公樓完工后，滑坡上段已經(jīng)出現(xiàn)沉降及張拉裂隙，之后，在強(qiáng)降雨及水庫蓄水動(dòng)水位的影響下，坡體抗滑能力顯著降低，從而產(chǎn)生裂縫增大的蠕滑變形現(xiàn)象。