某地滑坡地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征及穩(wěn)定性分析

吉 海

（貴州地礦地質(zhì)工程勘察有限公司，貴州畢節(jié) 551700）

1 概述

該滑坡的邊界均由明顯的變形破壞跡象控制，后緣因滑坡變形造成路面、房屋開裂，路面開裂下挫最大高度約0.2m 左右；滑坡左側(cè)緣由剪切裂縫L8 控制，且存在天然沖溝，常年有水，調(diào)查期間屬于枯水季節(jié)，流量約0.1L/s，據(jù)了解，雨季時(shí)，流量更大；右側(cè)緣未發(fā)現(xiàn)較大的剪切裂縫，僅發(fā)現(xiàn)剪切裂縫L13，后緣由連續(xù)的多條張拉裂縫L1、L2、L3、L4、L5等控制（各裂縫位置詳見勘查工作布置平面圖）；滑坡中部由張拉裂縫L7 控制，裂縫寬度0.2~0.3m，向西北下錯(cuò)高度30cm，可見深度0.2m；前緣因滑體整體剪出發(fā)生連續(xù)垮塌破壞，出現(xiàn)冒水現(xiàn)象，滑坡體內(nèi)地下水豐富，由于長期地下水作用，形成沼澤地。

2 滑坡發(fā)育特征

滑坡區(qū)域地形坡度15°左右，滑坡左側(cè)緣為天然沖溝，右側(cè)緣為垂直巖石陡坎，平面上呈“馬蹄”狀，橫寬平均180m，縱長190m，主滑方向275°，滑體物質(zhì)主要為第四系粉質(zhì)粘土，平均厚度5.8m 左右，體積19.8×104m3，為中型土質(zhì)滑坡。

3 巖土體特征

3.1 滑體

根據(jù)工程地質(zhì)鉆探揭露及鉆孔聲波測試情況，滑體土為第四系殘坡積層，物質(zhì)成份主要為粉質(zhì)粘土，厚3.7~7.8m，平均厚度5.8m，褐黃—褐灰色，密實(shí)，呈硬塑至可塑狀，滑體土在鉆工施工過程中，鉆機(jī)呈現(xiàn)“整體鉆進(jìn)平穩(wěn)，略有抖動”的特征。通過室內(nèi)試驗(yàn)得知，滑體天然重度19.7kN/m3，飽和重度20.1kN/m3。

3.2 滑面（帶）

（1）滑面類型。勘查期間，根據(jù)走訪調(diào)查，在滑坡范圍內(nèi)，本次勘查主要通過以下4個(gè)判據(jù)判斷滑動面為折線型巖土接觸界線：①工程地質(zhì)鉆探、鉆孔聲波測試揭露情況顯示，土層中未發(fā)現(xiàn)軟塑狀粉質(zhì)粘土，巖層中也未發(fā)現(xiàn)軟弱夾層；巖土接觸界面存在一定厚度的富水帶，是土體連續(xù)受到侵蝕、軟化的軟弱帶；②滑坡左前緣的斜坡上，發(fā)現(xiàn)冒水現(xiàn)象，結(jié)合ZK3 號揭露情況，推出冒水處標(biāo)高為ZK3 的巖土交界面附近；③鉆孔施工過程中，孔內(nèi)均無漏水點(diǎn)；④根據(jù)地質(zhì)調(diào)查，滑坡點(diǎn)為順向坡，巖層產(chǎn)狀306°∠18°。

（2）滑帶土物質(zhì)成份。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，在左側(cè)緣及其附近發(fā)現(xiàn)滑帶土和被剪切出的滑帶土，滑帶土物質(zhì)成份主要為褐黃色軟塑狀粉質(zhì)粘土，含水量極高，近乎飽和，手搓易起條，碎石含量約50%，厚度在0.1~0.3m范圍內(nèi)。

3.3 滑床

滑床為侏羅系中下統(tǒng)自流井組砂質(zhì)泥巖（J1-2z）地層，巖性主要為紫紅—灰白色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，中厚層狀，裂隙較發(fā)育，巖體較破碎，巖芯多呈碎塊狀、短柱狀，局部為柱狀、長柱狀，區(qū)域厚度66~122m以上。

3.4 變形破壞特征

2020 年7 月9 日，受連續(xù)強(qiáng)降雨的影響，小屯溝村六組發(fā)生滑坡，導(dǎo)致民房、公路、路堤墻、土體變形開裂；受降雨及地形的影響，滑坡目前仍處于蠕動變形階段，滑坡變形持續(xù)加劇，滑坡主要變形特征分述如下：

滑坡后緣：滑坡后緣為X709 縣道和民房，目前因滑坡變形形成后緣滑坡區(qū)域內(nèi)的房屋開裂及地表出現(xiàn)L1、L2、L 3、L 4、L 5、L22 等條狀張拉裂縫；房屋裂縫長度約5~20m，開裂寬度約5~20cm；地面條狀裂縫總體走向41°，延伸長度最大約90m，裂縫寬度5~30cm，裂縫兩側(cè)地表相對下錯(cuò)高度在8~30cm范圍內(nèi)，整體向西側(cè)下錯(cuò)，最大裂縫可見深度約60cm。裂縫基本與滑坡后緣平行，與主滑方向垂直。

滑坡側(cè)緣：滑坡左側(cè)緣因滑體整體下滑均形成明顯條狀剪切裂縫，裂縫L8走向約260°，延伸長度30m左右，裂縫寬度約5cm，裂縫兩側(cè)地表相對下挫高度在5cm左右，整體向北側(cè)下錯(cuò)，裂縫從滑坡中部延伸至滑坡前緣?；掠覀?cè)緣未發(fā)現(xiàn)剪切裂縫，右側(cè)為推測邊界。

滑坡前緣：在1-1′、2-2′工程地質(zhì)剖面所示區(qū)域由于滑坡前緣地勢開闊，滑坡已整體下滑在前緣形成高度1~2m 的陡坎，長度約40m，坡度在70°以上，且陡坎底部見冒水現(xiàn)象，冒水點(diǎn)標(biāo)高在1451.80m左右，根據(jù)對鉆孔ZK3 地下水位的觀測，其地下水位標(biāo)高在冒水點(diǎn)標(biāo)高附近，因?yàn)殚L期冒水，滑坡前緣寬闊地帶已形成沼澤地，陡坎底部即為滑坡整體剪出口。

滑坡區(qū)：在滑坡中發(fā)現(xiàn)擋土墻開裂、圍墻開裂及少量條狀張拉裂縫，分別為L7、L9、L10、L15、L16、L17、L18、L19等裂縫，張拉裂縫總體走向41°，基本與主滑方向垂直，延伸長度在為7~30m 之間，寬度裂縫在0.5~2.0m 之間，可見深度約5~30cm，裂縫兩側(cè)地表相對下錯(cuò)高度在3~60cm范圍內(nèi)，整體向西側(cè)下錯(cuò)。

由于地下水差異滲透作用，滑坡中上部產(chǎn)生鼓脹裂縫L12和L6，造成房屋地面隆起，且趙祖軍和李存先房屋內(nèi)出現(xiàn)多條鼓脹裂縫，出現(xiàn)鼓脹裂縫的原因主要是因?yàn)榱芽p前面土體較厚，對裂縫后面的滑體產(chǎn)生阻抗作用，導(dǎo)致裂縫后緣滑體從土層較薄位置剪出，從而在剪出口附近出現(xiàn)鼓脹裂縫。

4 地質(zhì)災(zāi)害成因分析

經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)查并綜合分析，影響該滑坡形成及變形發(fā)展的因素主要包括以下幾點(diǎn)。

4.1 地形地貌

滑坡所處位置為東—南向侵蝕斜坡地段，地形坡度15°左右，巖層產(chǎn)狀306°∠18°，為順向坡，斜坡表層土體易順巖層滑動形成地質(zhì)災(zāi)害；除此之外，滑坡區(qū)域處于較低洼處，滑坡區(qū)域不僅第四系殘坡積土厚度相對較大，且有利于地表水、地下水匯集，為滑坡地質(zhì)災(zāi)害的形成提供了必要的物源及水源條件。

4.2 建筑荷載

滑坡中上部為居民集中區(qū)，房屋較多，導(dǎo)致斜坡增加了較大的荷載，為斜坡的滑動，提供了動力條件，再結(jié)合地形地貌，斜坡前緣較平緩，無臨空面，從而形成了推移式滑坡。

4.3 巖土體組合

勘查區(qū)斜坡表層為第四系殘坡積粉質(zhì)粘土，透水性差、賦水性好，下伏基巖為侏羅系中下統(tǒng)自流井組砂質(zhì)泥巖滑床，以中風(fēng)化為主，滑床結(jié)構(gòu)相對致密且透水性差，即整個(gè)斜坡地段巖土體呈“上軟下硬、上松下密”的組合關(guān)系。而且，因第四系殘坡積土及下伏基巖的透水性、賦水性差異，地表水滲入地下后在巖土界面匯集形成富水帶，有利于巖土接觸界線附近的巖土體侵蝕軟化，有利于滑坡地質(zhì)災(zāi)害的形成及發(fā)展。

4.4 大氣降雨

滑坡所在位置屬于中亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候區(qū)域，大氣降雨豐富，降雨主要集中在6~9 月。滑坡不僅受場地地表水和地下水的影響，還受縣道、高速公路遠(yuǎn)端補(bǔ)給的地表水和地形較高處地下水的影響；降雨時(shí)，因道路排水系統(tǒng)不暢，將遠(yuǎn)處的地表水沿著公路帶入到滑坡后緣居民生活區(qū)，由于地形地貌原因，地表水在后緣受到一定的阻隔后，地表水逐漸滲入滑坡體內(nèi)，從而導(dǎo)致斜坡在此處附近滑動；降雨時(shí)，地形較高處地表水滲入地下形成地下水，場地為順向坡，地下水沿巖層面逐漸滲透到場地內(nèi)。多處雨水和地下水滲入地下一是增加了斜坡表層土體重度，二是地下水對巖土接觸界線以上的土體有侵蝕、軟化的作用，尤其是在沿巖土界線以上一定厚度范圍內(nèi)形成軟弱面、富水面，特別是形成連續(xù)地下水位及滲透壓力時(shí)，極易使斜坡表層結(jié)構(gòu)松散的第四系殘坡積土沿巖土界線發(fā)生滑動變形。

綜上所述，該滑坡的形成及發(fā)展主要受地形地貌、建筑荷載、降雨、不利巖土組合等自然因素控制，屬于自然地質(zhì)災(zāi)害。

5 穩(wěn)定性計(jì)算及評價(jià)

5.1 計(jì)算工況及設(shè)防安全系數(shù)

該滑坡地質(zhì)災(zāi)害防治工程等級為二級，因此根據(jù)《滑坡防治設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB/T 38509-2020）6.2.3 節(jié)和表5，選擇穩(wěn)定性計(jì)算工況及相應(yīng)防治工程設(shè)防安全系數(shù)如下：

工況1（設(shè)計(jì)）：基本組合，即自重+地下水+附加荷載，設(shè)防安全系數(shù)1.25，模擬環(huán)境為“滑體部分飽和”。

工況2（校核）：特殊組合，自重+地下水+附加荷載+滑體大部分飽水，設(shè)防安全系數(shù)1.20，模擬環(huán)境為“滑體大部分飽和”。

5.2 計(jì)算方法

本次計(jì)算主剖面為1-1′、2-2′、3-3′，本次滑坡為折線型滑面，滑動面穩(wěn)定性計(jì)算方法為不平衡推力傳遞系數(shù)法，計(jì)算模型（圖1）及公式如下：

圖l 折線滑坡滑坡穩(wěn)定性計(jì)算模型

式中：Pn——第n條塊單位寬度剩余下滑力，kN/m；

Pi——第i計(jì)算條塊與第i+1計(jì)算條塊單位寬度剩余下滑力，kN/m，當(dāng)Pi＜0（i＜n）時(shí)取Pi=0；

Ti——第i計(jì)算條塊單位寬度重力及其它外力引起的下滑力，kN/m；

Ri——第i計(jì)算條塊單位寬度重力及其它外力引起的抗滑力，kN/m；

ψi-1——第i-1 計(jì)算條塊對第i計(jì)算條塊的傳遞系數(shù)；

Fs——邊坡（滑坡）穩(wěn)定性系數(shù)；

Ci——第i計(jì)算條塊滑面粘聚力，kPa；

φi——第i計(jì)算條塊滑面內(nèi)摩擦角，（°）；

li——第i計(jì)算條塊長度，m；

θi——第i計(jì)算條塊滑面傾角，（°），滑面傾向與滑動方向相同時(shí)取正值，相反時(shí)取負(fù)值；

Ui——第i計(jì)算條塊滑面單位寬度總水壓力，kN/m；

Gi——第i計(jì)算條塊單位寬度自重，kN/m；

Gbi——第i計(jì)算條塊單位寬度豎向附加荷載，kN/m，方向指向下方時(shí)取正，方向向下時(shí)取負(fù)值；

Qi——第i計(jì)算條塊單位寬度水平荷載，kN/m，方向指向坡外時(shí)取正值，指向坡內(nèi)時(shí)取負(fù)值。

5.3 穩(wěn)定性分析與評價(jià)

根據(jù)前文確定的穩(wěn)定性計(jì)算方法、公式及參數(shù)等，對滑坡穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算剖面為1-1′、2-2′和3-3′剖面，根據(jù)《滑坡防治工程勘查規(guī)范》（GB 3284-2016）表7 滑坡穩(wěn)定性判定標(biāo)準(zhǔn)（詳見表1）對滑坡穩(wěn)定狀態(tài)進(jìn)行劃分，滑坡整體穩(wěn)定性計(jì)算及評價(jià)結(jié)果詳見表2，滑坡樁前穩(wěn)定性計(jì)算及評價(jià)結(jié)果詳見表3。

表1 穩(wěn)定狀態(tài)劃分標(biāo)準(zhǔn)

表2 滑坡整體穩(wěn)定性計(jì)算及評價(jià)

表3 滑坡樁前穩(wěn)定性計(jì)算及評價(jià)

結(jié)合表1、表2、表3，對滑坡整體穩(wěn)定性和樁前穩(wěn)定性進(jìn)行如下評價(jià)：

（1）工況1條件下，滑坡整體處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。

（2）工況2 條件下，1-1′和2-2′剖面處于不穩(wěn)定狀態(tài)，3-3′剖面處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。

（3）工況1條件下，樁前滑體處于穩(wěn)定狀態(tài)。

（4）工況2條件下，樁前滑體處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。

該滑坡目前處于蠕動變形階段，整體變形劇烈，后緣形成連續(xù)張拉裂縫且裂縫寬度不斷加大，左前緣地段已發(fā)生剪出破壞，定性分析該滑坡目前處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)。雖然滑坡匯水面積小，但遠(yuǎn)端補(bǔ)給來源豐富，水量大，滑坡區(qū)域匯水條件較好，結(jié)合自動化監(jiān)測數(shù)據(jù)曲線分析，降雨為滑坡啟動的決定性因素。且滑坡后緣、中部出現(xiàn)張拉裂縫，有利于地表水的滲入，加劇滑坡變形，滑坡前緣大部分位置臨空條件較好，該滑坡加劇變形甚至整體失穩(wěn)下滑的可能性極大。

6 結(jié)論

勘查區(qū)內(nèi)斜坡已發(fā)生蠕動滑動，該滑坡分為Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)，滑體物質(zhì)成份為第四系殘坡積土，滑體體積19.8×104m3，屬于屬于中型土質(zhì)滑坡，威脅當(dāng)?shù)鼐用?2戶149人的生命財(cái)產(chǎn)安全，危害等級及防治工程等級為二級。本次滑坡滑動面類型為折線型巖土接觸界線，發(fā)生折線滑動。

該滑坡屬于降雨控制型，即雨量大時(shí)，滑坡變形就大；雨量小時(shí)，變形就小；不下雨時(shí)，滑坡處于緩變狀態(tài)；降雨對滑坡的啟動起到?jīng)Q定性的作用。

經(jīng)綜合分析，滑坡發(fā)生時(shí)處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，目前氣象屬于少雨季節(jié)，滑坡處于緩變階段；該地質(zhì)災(zāi)害屬于自然因素主導(dǎo)影響誘發(fā)加劇的地質(zhì)災(zāi)害。

滑坡整體呈加劇變形和失穩(wěn)破壞的趨勢，受滑坡加劇變形影響，可能造成更大經(jīng)濟(jì)損失或造成人員傷亡，滑坡治理工程的實(shí)施十分必要和緊迫。