觀斗山背斜地區(qū)順層巖質(zhì)滑坡影響因素與形成機(jī)制分析

摘 要：針對(duì)宜賓市觀斗山背斜地區(qū)特殊的地質(zhì)構(gòu)造和巖性特征導(dǎo)致滑坡地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)的情況，該文以水井灣滑坡為研究對(duì)象，開展對(duì)該地區(qū)順層巖質(zhì)滑坡地質(zhì)災(zāi)害的影響因素和形成機(jī)制分析，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，了解水井灣滑坡的形態(tài)特征、邊界情況以及滑坡的物質(zhì)組成情況。再通過(guò)實(shí)驗(yàn)室相應(yīng)的土工試驗(yàn)，得到水井灣滑坡相關(guān)的物理力學(xué)參數(shù)，計(jì)算出其穩(wěn)定性。通過(guò)總結(jié)水井灣滑坡的影響因素和形成機(jī)制，以期為該地區(qū)順層巖質(zhì)滑坡的防治提供參考，有利于宜賓市對(duì)象鼻片區(qū)的規(guī)劃開發(fā)。

關(guān)鍵詞：觀斗山；水井灣滑坡；影響因素；變形破壞；順層巖質(zhì)滑坡

中圖分類號(hào)：P642.22 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2024）29-0106-04

Abstract： In view of the frequent occurrence of landslide geological disasters caused by special geological structure and lithologic characteristics in Guandou Mountain anticline area of Yibin City， this paper takes Shuijingwan landslide as the research object. in this paper， the influence factors and formation mechanism of bedding rock landslide in this area are analyzed， and the morphological characteristics， boundary conditions and material composition of Shuijingwan landslide are understood through on-site investigation. Then through the corresponding geotechnical tests in the laboratory， the physical and mechanical parameters related to Shuijingwan landslide are obtained， and its stability is calculated. By summarizing the influence factors and formation mechanism of Shuijingwan landslide， it is expected to provide reference for the prevention and control of bedding rock landslide in this area， which is beneficial to the planning and development of the object nose area of Yibin City.

Keywords： Guandou Mountain; Shuijingwan landslide; influencing factor; deformation and failure; bedding rock landslide

水井灣滑坡位于宜賓市翠屏區(qū)象鼻街道后山斜坡中部，觀斗山背斜北西翼。地層為三疊系上統(tǒng)須家河組（T3xj），巖性為砂巖、碳質(zhì)泥巖互層。觀斗山背斜核部地帶為觀斗山斷層所破壞，使其形態(tài)已不甚完整。巖層產(chǎn)狀緩傾，多為20～35°。因觀斗山背斜地區(qū)特殊的巖性和構(gòu)造情況，該地區(qū)多發(fā)順層巖質(zhì)滑坡這一地質(zhì)災(zāi)害，屬于典型的易滑地層[1-2]。由于觀斗山背斜區(qū)域特殊的地質(zhì)條件，該區(qū)域易誘發(fā)順層滑坡地質(zhì)災(zāi)害。歷史上該處發(fā)生過(guò)多起由于工程建設(shè)、切坡建房導(dǎo)致的順層巖質(zhì)滑坡，威脅著觀斗山背斜地區(qū)當(dāng)?shù)卮迕竦纳?cái)產(chǎn)安全，也影響著宜賓市對(duì)象鼻片區(qū)的規(guī)劃開發(fā)。因此，研究觀斗山背斜地區(qū)順層巖質(zhì)滑坡影響因素和形成機(jī)制是勢(shì)在必行的。本文以典型的牽引式順層巖質(zhì)滑坡——水井灣滑坡為例，通過(guò)對(duì)水井灣滑坡的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，得到水井灣滑坡的形態(tài)特征、邊界情況以及滑坡的物質(zhì)組成情況。并通過(guò)土工試驗(yàn)得到的相關(guān)參數(shù)，計(jì)算出水井灣滑坡的穩(wěn)定性。通過(guò)總結(jié)水井灣滑坡的影響因素和形成機(jī)制，以期為該地區(qū)順層巖質(zhì)滑坡的防治提供參考，有利于宜賓市對(duì)象鼻片區(qū)的規(guī)劃開發(fā)。

1 滑坡區(qū)域地質(zhì)環(huán)境條件

水井灣滑坡位于宜賓市翠屏區(qū)象鼻街道，屬于侵蝕構(gòu)造中低山地貌區(qū)。水井灣滑坡地形整體上呈現(xiàn)出北東方向高而南西方向低這一特征。水井灣滑坡區(qū)第四系覆蓋層厚度薄，該區(qū)域可見三疊系上統(tǒng)須家河組地層出露，巖性主要為砂巖、碳質(zhì)泥巖互層，巖層產(chǎn)狀296°∠20°。滑坡坡度相對(duì)較緩，坡度20～35°，主滑方向約310°。水井灣滑坡作為典型的順層滑坡，其巖層傾向和傾角與斜坡基本一致。水井灣滑坡區(qū)地下水類型主要為基巖裂隙水，含水層主要為砂巖，賦存部位多為層面及節(jié)理裂隙?；轮苯油{兩側(cè)村民房屋的安全。

2 滑坡體特征

2.1 滑坡形態(tài)及邊界特征

水井灣滑坡在平面上呈“圈椅”狀，地形整體上呈現(xiàn)出北東方向高而南西方向低這一特征。滑坡坡度約為20～35°，滑坡前緣高程399 m，后緣高程426 m，相對(duì)高差27 m，滑體平均厚度約3 m，總體積約1.5×104 m3，屬淺層小型巖質(zhì)滑坡?；禄瑒?dòng)后在滑坡后緣、中部、前緣以及兩側(cè)出現(xiàn)多處不同程度的下錯(cuò)裂縫?；伦髠?cè)、右側(cè)邊界以地形轉(zhuǎn)折處為邊界，滑坡前緣為人工開挖形成的斜坡處，后緣為臨近公路，邊界特征較明顯。

2.2 滑坡物質(zhì)組成

根據(jù)鉆探、探槽揭露顯示，滑坡區(qū)內(nèi)滑體物質(zhì)組成部分主要為三疊系上統(tǒng)須家河組強(qiáng)砂巖。巖體呈土黃色，中厚層狀構(gòu)造，節(jié)理裂隙發(fā)育，裂隙間充填黏土，風(fēng)化程度高?；矠橹酗L(fēng)化的炭質(zhì)泥巖，薄～中厚層狀，位于砂巖之下。在滑坡前緣可見明顯砂巖與炭質(zhì)泥巖分界線，滑坡滑動(dòng)面主要為砂巖和炭質(zhì)泥巖交界處，滑帶處可見泥化夾層，呈可塑-軟塑狀?；聟^(qū)地層情況見表1。

2.3 滑坡變形破壞特征

滑坡于2017年6月的強(qiáng)降雨后啟動(dòng)，受連續(xù)降雨影響，滑坡開始出現(xiàn)緩慢變形現(xiàn)象，對(duì)原有地貌有較大改變。水井灣滑坡發(fā)生滑動(dòng)后，在滑坡地表形成眾多橫縱交錯(cuò)的裂縫。通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)踏勘得知，受2019年6月17日降雨的影響，滑坡中部公路出現(xiàn)沉降拉裂，中部條石堡坎出現(xiàn)拉裂錯(cuò)位等現(xiàn)象。該滑坡嚴(yán)重威脅到滑坡坡頂象鼻街道一品村2組5戶13人的生命財(cái)產(chǎn)安全和村道通行安全。滑坡的變形區(qū)主要為中下部，其分布高程為399～426 m，相對(duì)高差為27 m，地形坡度較大，坡度約20～35°，局部為陡坎，滑坡變形區(qū)主要由地震及降雨誘發(fā)巖土體變形引起，以橫向拉張裂縫為主，方向多與斜坡坡向垂直。變形區(qū)主要拉張裂縫為L(zhǎng)F01、LF02。

LF01裂縫位于滑坡中部入戶公路外側(cè)，其長(zhǎng)約40 m，寬8～15 cm，可見深度45～60 cm，下錯(cuò)高度10～30 cm，裂縫走向?yàn)?06°，與滑坡主滑方向近乎垂直，平面呈圈椅狀延伸，LF01造成滑坡中部入戶土質(zhì)公路開裂下錯(cuò)。

LF02裂縫位于滑坡前緣耕地內(nèi)側(cè)，其長(zhǎng)約45 m，寬1～1.5 m，可見深度2.5～3.5 m，下錯(cuò)高度0.5～0.8 m，裂縫走向?yàn)?90°，與滑坡方向近乎垂直，平面呈圈椅狀延伸，LF02造成滑坡前緣耕地開裂下錯(cuò)。

總的來(lái)說(shuō)水井灣滑坡有著以下2個(gè)特點(diǎn)。

牽引式滑動(dòng)特征。水井灣滑坡前緣由于切坡形成了臨空面。此時(shí)其穩(wěn)定性已經(jīng)降低?；麦w在雨水的作用下，首先前緣的滑體向切坡形成的臨空面產(chǎn)生滑動(dòng)，坡體前緣巖體失穩(wěn)滑動(dòng)后，造成后部巖土體失去支撐，從而導(dǎo)致后部巖土體依次滑動(dòng)變形破壞，最終導(dǎo)致了水井灣滑坡的發(fā)生。

變形破壞強(qiáng)烈特征?；路秶冃纹茐妮^強(qiáng)烈，對(duì)原始地貌有顯著改變[3]?；w的滑動(dòng)導(dǎo)致地表形成了縱橫交錯(cuò)的裂縫（如圖1、圖2所示），地表種植的果樹等作物呈現(xiàn)“醉漢林”這一特征，前、中部表層砂巖沿其正交構(gòu)造節(jié)理面分解成似大小不一的塊體。

2.4 滑坡發(fā)育史

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，宜賓市翠屏區(qū)象鼻街道水井灣滑坡發(fā)生過(guò)程如下：

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查得知，在滑坡底部房屋未修建之前，該邊坡為自然斜坡，主要以殘破積粉質(zhì)黏土為主，整體穩(wěn)定性較好，未出現(xiàn)過(guò)滑塌現(xiàn)象。

在20世紀(jì)80、90年代，當(dāng)?shù)卮迕駷檫M(jìn)行房屋建設(shè)，對(duì)滑坡前緣坡腳進(jìn)行初次開挖并且場(chǎng)平，開挖完成后未采取任何支護(hù)措施，從而該滑坡中下部開始出現(xiàn)初次變形跡象，但由于開挖高度較小，未破壞斜坡整體穩(wěn)定性，故滑坡變形跡象不明顯。

2017—2018年期間，滑坡前緣居民計(jì)劃原址重建房屋，對(duì)原所處場(chǎng)平區(qū)域進(jìn)行機(jī)械修整與邊坡開挖，造成原邊坡高度增大，改變了坡體原始應(yīng)力，削弱了斜坡的抗滑能力，又為斜坡剪出提供了空間條件，降低了斜坡的穩(wěn)定性。在滑坡體自身重力及降雨的作用下，滑坡中部逐步出現(xiàn)下挫裂縫。

2019年6月17日，滑坡所處區(qū)域遭受連續(xù)降雨的影響，雨水滲入斜坡體，使得土體重度增加，軟弱面的抗剪強(qiáng)度降低，滑坡的下滑力增加，而相應(yīng)的抗滑力減少，使得該滑坡變形加劇，從而造成滑坡中部公路出現(xiàn)沉降拉裂，中部條石堡坎出現(xiàn)拉裂錯(cuò)位等現(xiàn)象，且滑坡前緣平臺(tái)出現(xiàn)較大型裂縫。滑坡逐步發(fā)展為不穩(wěn)定趨勢(shì)，從而發(fā)生失穩(wěn)破壞。

3 滑坡影響因素和形成機(jī)制

3.1 滑坡影響因素分析

如何科學(xué)合理地評(píng)價(jià)滑坡影響因素和形成機(jī)制是進(jìn)行滑坡變形預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)及制定防災(zāi)減災(zāi)措施的重要前提。綜合對(duì)水井灣滑坡的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查分析，可以將水井灣滑坡的影響因素進(jìn)行如下總結(jié)。

3.1.1 地形和巖層傾角

對(duì)于滑坡而言，地形和巖層傾角的相對(duì)關(guān)系，對(duì)于滑坡的穩(wěn)定性影響較大，是其主控因素之一。當(dāng)?shù)匦纹露群蛶r層傾角度數(shù)一致時(shí)，兩者為順層關(guān)系。隨著角度的增大，在重力的作用下巖體不斷增大下滑力[4]，當(dāng)下滑力大于自身抗滑力時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生滑動(dòng)破壞。水井灣滑坡屬于侵蝕構(gòu)造中低山地貌區(qū)，斜坡坡度20～35°，巖層傾角20°，這一地形為水井灣滑坡向下滑動(dòng)提供了重力驅(qū)動(dòng)。

3.1.2 地層巖性

地層巖性是影響滑坡穩(wěn)定性的基本因素之一，觀斗山背斜地區(qū)的巖層主要為三疊系上統(tǒng)須家河組地層。巖性為砂巖、碳質(zhì)泥巖互層。砂巖強(qiáng)度高，硬度大，孔隙率較大，有良好的透水性。碳質(zhì)泥巖強(qiáng)度相對(duì)較低，黏滯性較低，有易碎脆性，吸水性強(qiáng)且具有一定的膨脹化和崩解[5]。砂巖和炭質(zhì)泥巖互層這一軟硬相間的地層巖性，為水井灣滑坡滑動(dòng)提供了物質(zhì)條件基礎(chǔ)。

3.1.3 結(jié)構(gòu)特征

斷層、裂隙等結(jié)構(gòu)面對(duì)滑坡有著較大的影響。如果在滑坡的后緣，存在著較大的斷層和裂隙，這對(duì)于滑坡穩(wěn)定性來(lái)說(shuō)是不利的。這些結(jié)構(gòu)面會(huì)為雨水的下滲提供通道，會(huì)導(dǎo)致砂巖、碳質(zhì)泥巖之間的軟弱夾層快速軟化[6]。水井灣滑坡位于觀斗山背斜北西翼，沿觀斗山背斜核部展布的觀斗山斷層為滑坡區(qū)主要斷裂構(gòu)造，破壞了原始構(gòu)造格局，使砂巖沿垂直于層面的結(jié)構(gòu)面拉裂張開增大，為雨水入滲到坡體內(nèi)部提供了通道。

3.1.4 降雨的影響

降雨往往是導(dǎo)致滑坡的重要影響因素，水對(duì)滑坡穩(wěn)定性影響顯著。這是因?yàn)樵诮涤旰?，雨水?huì)沿著巖體裂隙流入到坡體的內(nèi)部，這導(dǎo)致了滑坡體內(nèi)部含水率的增加，從而增加了滑坡體的下滑力。雨水的滲入可以在短時(shí)間內(nèi)提高地下水位，改變了滑坡內(nèi)部應(yīng)力狀態(tài)和物理力學(xué)參數(shù)。水井灣滑坡在降雨后，雨水通過(guò)豎向通道下滲到坡體內(nèi)部，當(dāng)遇到相對(duì)隔水的泥巖層（或軟弱夾層）后在接觸界面附近富集并緩慢沿接觸界面近水平流動(dòng)，進(jìn)一步對(duì)碳質(zhì)泥巖進(jìn)行泥化和軟化[5]。大量雨水沿裂隙滲入滑坡，對(duì)滑坡體的豎向裂縫和滑面處分別形成靜水壓力和揚(yáng)壓力，為其提供了驅(qū)動(dòng)力。

3.1.5 人類工程活動(dòng)

對(duì)自然斜坡而言，在未受人類工程活動(dòng)前，其是處于一個(gè)相對(duì)平衡狀態(tài)。水井灣滑坡前緣人工切坡開挖之前，是處于自然平衡狀態(tài)的，前緣的人工開挖切坡，導(dǎo)致臨空面產(chǎn)生，抗滑力減小，導(dǎo)致了巖體內(nèi)部應(yīng)力變化。水井灣滑坡前緣的人工切坡開挖，導(dǎo)致了整個(gè)滑坡坡面巖體的應(yīng)力松弛，此外還導(dǎo)致了節(jié)理裂隙的進(jìn)一步發(fā)育和增大，造成巖土體物理力學(xué)性質(zhì)的減弱。在這些因素相互作用影響下，最終導(dǎo)致了變形破壞的產(chǎn)生。人類切坡活動(dòng)造成了滑坡前緣形成較陡臨空面，這為滑坡的產(chǎn)生去除了阻力。

3.2 形成機(jī)制分析

水井灣滑坡屬于侵蝕構(gòu)造中低山地貌區(qū)，斜坡坡度20～35°，巖層為砂巖、碳質(zhì)泥巖的互層。人工切坡后，由于重力的作用，上部砂巖在地形因素的影響下產(chǎn)生向下的滑動(dòng)力，這導(dǎo)致砂巖內(nèi)部因觀斗山斷層影響產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)面進(jìn)一步張開，形成與地表相連的貫通裂縫，為地表水入滲到坡體內(nèi)部提供了下滲通道。此外砂巖、碳質(zhì)泥巖接觸面也會(huì)形成泥化層和層間裂縫。炭質(zhì)泥巖層具有較強(qiáng)的親水性，雨水經(jīng)過(guò)砂巖裂隙下滲滯留在砂巖、碳質(zhì)泥巖接觸面泥化層中，這就造成了含水量增大，力學(xué)強(qiáng)度降低，抗剪強(qiáng)度降低，并逐步貫通形成滑動(dòng)面。同時(shí)，雨水在巖體中的逐漸集聚，會(huì)產(chǎn)生地下水浮力作用。使得滑體因自重產(chǎn)生的抗摩阻力降低。雨水通過(guò)透水性較好的砂巖孔隙以及裂隙網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)入坡體內(nèi)部轉(zhuǎn)化為地下水[7]，沿潛在滑帶流動(dòng)形成靜水壓力和揚(yáng)壓力，同時(shí)對(duì)滑帶土產(chǎn)生軟化效應(yīng)。當(dāng)靜水壓力和揚(yáng)壓力達(dá)到一定程度，最終驅(qū)使上部砂巖滑體沿著與炭質(zhì)泥巖間的滑動(dòng)面產(chǎn)生滑動(dòng)[8]。

4 滑坡穩(wěn)定性分析

滑坡的穩(wěn)定性分析計(jì)算，是進(jìn)行滑坡評(píng)價(jià)及防治的重要依據(jù)[9-10]。通過(guò)鉆探揭露滑帶，調(diào)查分析出滑坡剪出口位置，得出滑坡大致沿砂泥巖接觸面發(fā)生了近似直線型滑動(dòng)。本文分別選取了“天然”“降雨”2種工況，分別對(duì)坡體的穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算，其中后一種工況巖土體采取飽和狀態(tài)的物理力學(xué)參數(shù)。據(jù)室內(nèi)土工試驗(yàn)成果并結(jié)合參數(shù)反演計(jì)算，得出滑坡體主要物理力學(xué)參數(shù)，詳見表2。滑坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果見表3。

根據(jù)水井灣滑坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果，滑坡在一般天然工況下處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，在降雨工況下處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，與滑坡現(xiàn)場(chǎng)宏觀實(shí)際情況吻合。這一結(jié)果也表明，降雨是誘發(fā)本次滑坡體失穩(wěn)的關(guān)鍵因素。

5 結(jié)束語(yǔ)

觀斗山背斜地區(qū)巖質(zhì)滑坡主要為牽引式順層巖質(zhì)滑坡，變形破壞多為前緣臨空導(dǎo)致的由前向后逐漸依次發(fā)展的過(guò)程?；聟^(qū)巖性組合為上部中厚層砂巖，下部薄層碳質(zhì)泥巖，砂巖節(jié)理裂隙發(fā)育，利于地表水下滲。對(duì)于翠屏區(qū)觀斗山背斜地區(qū)巖層滑坡而言，順層巖質(zhì)滑坡通常發(fā)生在強(qiáng)降雨雨勢(shì)減弱之后，這是由于滑動(dòng)面的貫通以及靜水壓力和揚(yáng)壓力達(dá)到滑動(dòng)臨界點(diǎn)需要一定時(shí)間。降雨入滲后主要沿含砂巖、炭質(zhì)泥巖交界面及其網(wǎng)狀裂隙排泄，水的滲流過(guò)程將促使碳質(zhì)泥巖進(jìn)一步軟化崩解，形成更為通暢的排泄通道，并最終演化成潛在滑面。當(dāng)靜水壓力和揚(yáng)壓力達(dá)到一定程度，最終驅(qū)使上部砂巖滑體沿著與炭質(zhì)泥巖間的滑動(dòng)面產(chǎn)生滑動(dòng)，這也與滑坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果中在降雨工況下處于欠穩(wěn)定的情況一致。

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