路塹堆積層滑坡變形失穩(wěn)誘發(fā)因素及形成機制分析

通江縣路塹滑坡為第四系崩坡積堆積層，根據(jù)調(diào)查分析，誘發(fā)滑坡失穩(wěn)主要因素包括雨水的滲入、松散坡體結(jié)構(gòu)以及巖土力學(xué)性質(zhì)，尤其是基覆界面泥化夾層遇水軟化特征。其形成機制概括為：由于道路施工及棄渣堆放，改變了地表水徑流系統(tǒng)，使得雨水進入滑坡后緣，增加坡體重度，降低了滑帶力學(xué)性質(zhì)，誘發(fā)滑坡發(fā)生推移式變形失穩(wěn)。針對該堆積層滑坡特征，提出了治理方案。

堆積層; 形成機制; 誘發(fā)因素; 滑坡

U416.1+3 A

［定稿日期］2022-07-08

［作者簡介］馬浩（1985—），男，碩士， 高級工程師， 主要從事巖土工程勘測研究。

四川東部是紅層主要分布區(qū)，特殊的水文地質(zhì)條件導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害的頻發(fā)區(qū)。四川巴中市通江區(qū)縣由于地質(zhì)環(huán)境等因素，大量滑坡在雨季失穩(wěn)破壞，造成人民生命財產(chǎn)的巨大損失，其中堆積層滑坡是主要類型之一。堆積層滑坡坡體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，巖土體力學(xué)性質(zhì)多樣性，在工程擾動、地震、降雨等條件易發(fā)生沿基覆界面軟化層失穩(wěn)破壞［1-2］。針對堆積層滑坡研究成果豐富。例如，馮玉濤等［3］以高速公路路塹堆積層滑坡為例，分析了變形失穩(wěn)機制并提出了搬遷、坡腳設(shè)置鋼管樁相結(jié)合的處理措施；胡愛國等［4］針對馬居堆積層滑坡提出地震與降雨誘發(fā)了失穩(wěn)破壞，進一步分析了形成機制，并提出了防治措施；郭鵬輝等［5］研究了貴州堆積體滑坡的典型特征、滑動機理，提出防治措施應(yīng)重視排水，及時采取措施進行治理；湯明高等［6］進行了降雨誘發(fā)震后松散堆積滑坡的啟動試驗研究，分析了強震后松散堆積體的降雨入滲過程及變形啟動機理。李子安等［7］采用物理模擬試驗研究了泉水補給地下水情況下堆積層斜坡演化過程， 結(jié)果表明泉水補給地下水流量對斜坡最終破壞形式具有控制作用。

1 滑坡基本概況

1.1 滑坡形態(tài)

曹家河滑坡位于巴中市通江縣沙溪鎮(zhèn)，區(qū)域內(nèi)無大型地質(zhì)構(gòu)造。滑坡在平面上整體形態(tài)呈“圈椅狀”，坡向為北偏東38°，西南高，東北低。曹家河主滑方向為38°。滑坡后緣高程為405.0 m，后緣以張拉裂縫為界（走向約：128°→ 110°→ 104°），長度為148.5 m；前后緣相對高差約35.0 m，滑坡前緣以坡腳陡坎剪出口為界（走向約：128°→ 143°），高程為370.0 m，長度為195.5 m。左側(cè)以近似直線型張剪裂縫為界（走向：35°→ 42°），右側(cè)以居民房屋右側(cè)小沖溝（走向約：34°→ 40°）。滑坡中部是居民房屋，滑坡縱剖面上中前部坡度相對較緩（7°～15°），中后部則坡度較大（20°～44°），縱向長度約128.0～138.0 m，橫向長度約為168.0～177.0 m，面積約23 220.0 m2，滑動面深度為8.8～13.7 m，滑坡體方量為26.94萬m3（圖1）。

1.2 變形特征及過程

據(jù)調(diào)查，在2021年6月18日—21日連續(xù)強降雨期間，大量雨水排泄至滑坡區(qū)域內(nèi)，滑坡開始發(fā)生變形，具體表現(xiàn)為：滑坡后緣主要是由于雨水的集中沖刷，大量樹木折倒，滑坡后緣出現(xiàn)裂縫、錯落陡坎，局部垮塌；滑坡中部地表多處出現(xiàn)長大裂縫，居民房屋墻體出現(xiàn)剪切裂縫等?；虑熬壎缚矠楣拿浖舫隹冢霈F(xiàn)部分坡體垮塌現(xiàn)象；前緣巨大塊石傾斜位移為滑坡變形的明顯標(biāo)識之一。

1.3 坡體結(jié)構(gòu)特征

滑坡為典型的“二元結(jié)構(gòu)”坡體?；w分為第四系堆積層，厚度一般為8.8～13.7 m，以粉質(zhì)黏土、黏土夾雜大量塊石為主，塊石粒徑不等，一般為5.0～60.0 cm為主，最大約為80.0 cm，通常風(fēng)化嚴重，強度較低，手捏可碎裂，部分較大粒徑塊石風(fēng)化差異較大，含量約30%～45%，結(jié)構(gòu)疏松，強度較低?；矠橹酗L(fēng)化白堊系下統(tǒng)蒼溪組（K1c）層狀泥巖、砂巖，整體順層緩傾?；矠閷鶎优c基巖的接觸面，即基覆界面，含較小角礫的黏土，含水率較大，呈軟塑狀（圖2）。

1.4 變形模式及評價

滑坡在降雨后，首先由后緣產(chǎn)裂縫，隨后中部房屋及剪切破壞，最后前緣發(fā)生鼓脹剪切破壞，因此，曹家河滑坡是沿著基覆界面“推移式”滑移失穩(wěn)。目前，滑坡處于蠕變階段，處于基欠穩(wěn)定～本穩(wěn)定狀態(tài)；在后期雨水等不利條件下，若不采取治理措施，滑坡變形將持續(xù)增大，最終將發(fā)生整體滑移失穩(wěn)破壞。

2 誘發(fā)因素及形成機制

2.1 誘發(fā)因素

通?；伦冃问Х€(wěn)的影響因素較多，曹家河滑坡主要是與地形地貌、降雨、坡體結(jié)構(gòu)、人類工程活動等密不可分。

（1）滑坡總體西南高東北低，滑坡后緣面積較大，具有一定的坡度，有利于降雨匯流。整個滑坡呈現(xiàn)多級陡坎-平臺交替出現(xiàn)，次微地貌不利于降雨雨水的匯流排泄至坡體區(qū)域外，而更容易在坡表下滲。因此，該地形地貌對滑坡的坡表雨水匯聚、下滲、潛在滑帶的形成等具有直接的不利影響。

（2）滑坡體由第四系崩坡積堆積體組成，土體較松散，有利地下水的賦存，降雨時大量地表水下滲入土體內(nèi)，極大地豐富了土體內(nèi)含水量，既增大了土體重度，又降低了土體的抗剪強度指標(biāo)，并長期在土體內(nèi)緩慢運移而軟化了土體，為滑坡的變形失穩(wěn)提供了有利條件。因此，降雨將是滑坡變形破壞的主要影響因素之一。

（3）滑坡為典型的“二元結(jié)構(gòu)”坡體，上部滑體為崩坡積層，下部滑床為中風(fēng)化泥巖、砂巖互層，滑帶為基覆界面。坡體結(jié)構(gòu)的特征使得滑坡在降雨、地表水匯流下滲條件下易于發(fā)生變形。上部滑體結(jié)構(gòu)疏松，含有大量塊石，整體結(jié)構(gòu)較差，地表水下滲后強度降低，且坡體重量增大，為下滑提供了有力的動力條件；下部滑床易形成的隔水、滯水層，使得基覆界面帶含水量增大，強度降低?；潞缶壊糠值幕舱w坡度較大，約為38°～44°，較陡的斜坡面使得上部滑體下滑力增大，降低抗滑力，滑坡穩(wěn)定性降低。

（4）人類工程活動往往對于堆積層滑坡影響較大，是誘發(fā)的重要因素。人類工程活動主要是滑坡后緣上方修改高速公路工程，改變了坡表水徑流的路徑，使得大量雨水匯流后直接排泄至滑坡后緣區(qū)。突出表現(xiàn)為2點：首先，路基排水邊溝的排泄口位于滑坡后緣上方；其次，滑坡左側(cè)自然沖溝被棄土方堆填，致使坡表上方雨水匯流后不能以原來由沖溝排泄至河道，雨水徑流改道后直接排泄至滑坡后緣左側(cè)區(qū)內(nèi)。

2.2 變形失穩(wěn)形成機制

基于曹家河滑坡變形失穩(wěn)的誘發(fā)因素及演化過程，綜合分析來看，其形成機制總結(jié)為：首先，人類工程活動改變了原始地形地貌，尤其是道路排水溝不合理設(shè)置和自然沖溝堵塞使得大量雨水匯流后直接排泄至滑坡區(qū)內(nèi)，增加了滑坡區(qū)域內(nèi)的地表水徑流和下滲量，對滑坡影響較大；其次，滑體為崩坡積堆積體，結(jié)構(gòu)疏松，為雨水的下滲提供了通道，同時坡體內(nèi)部雨水由于排泄不及，滯留坡體內(nèi)部使得基覆界面滑帶遇水軟化，強度降低；同時更是增加大巖土體的容重；最后，滑床為砂泥巖互層基巖，后緣部分坡度較大，有利于下滑，滑坡前緣為陡坎，不具備足夠的抗滑能力，發(fā)生鼓脹剪切破壞，最終形成沿著基覆界面“推移式”滑移失穩(wěn)。

3 防治建議

根據(jù)上述滑坡誘發(fā)因素及形成機制，結(jié)合實際地質(zhì)環(huán)境條件，提出治理方案：封填裂縫+截排水溝+抗滑工程。

（1）封填裂縫：主針對滑坡坡體裂縫，采用黏土封填夯實，其目的主要是防止雨水下滲至滑帶處對滑帶土產(chǎn)生軟化，同時避免產(chǎn)生水壓力，增大滑體的下滑力。

（2）截排水溝：分為2部分：其一，對公路上方已修建排水溝進行進一步合理設(shè)計，將排水位置進行修改，避免大量地表水直接進入滑坡區(qū)域內(nèi)；同時對于滑坡左側(cè)溝道棄土區(qū)內(nèi)排水溝進行加固修繕；其二，在滑坡區(qū)后緣修建截排水溝，減少雨水等地表水匯流或滲入滑坡體內(nèi)。

（3）抗滑工程：根據(jù)滑坡變形特征及下滑力大小設(shè)置抗滑樁，布置在滑坡中部前位置，阻止滑坡進一步變形失穩(wěn)。

4 結(jié)論

（1）曹家河滑坡為典型“二元結(jié)構(gòu)”堆積層坡體，在地形地貌、坡體結(jié)構(gòu)、降雨、人類工程活動等因素條件下發(fā)生變形失穩(wěn)，其中降雨和人類工程活動是本滑坡誘發(fā)的主要因素。

（2）曹家河滑坡形成機制總結(jié)為：降雨和人類工程致使大量雨水匯入滑坡后緣，增加了坡體重度，降低巖土體力學(xué)性質(zhì)，尤其是滑帶遇水軟化，強度降低，發(fā)生由后緣產(chǎn)生裂縫至前緣鼓脹剪切變形，最終形成沿著基覆界面的“推移式”滑移失穩(wěn)破壞。

（3）綜合滑坡誘發(fā)因素及形成機制，結(jié)合實際地質(zhì)環(huán)境條件，提出治理方案：封填裂縫+截排水溝+抗滑工程。研究成果為該地區(qū)相似滑坡的勘查治理提供了參考依據(jù)。

參考文獻

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