某滑坡穩(wěn)定性及敏感性因素分析

摘要 文章以某滑坡工程為背景，采用現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪、勘探、原位測(cè)試及室內(nèi)試驗(yàn)等方法，分析了滑坡區(qū)內(nèi)的工程地質(zhì)條件，通過(guò)一系列的綜合勘探手段摸清了滑坡的結(jié)構(gòu)成分組成，以及變形破壞特征及其影響因素；同時(shí)，采用剩余推力傳遞系數(shù)法，研究了該滑坡在自然、地震及飽水狀態(tài)下的穩(wěn)定性，并對(duì)滑坡土強(qiáng)度、地下水位等因素進(jìn)行了敏感性分析。分析結(jié)果表明，該滑坡在自然工況條件下整體上基本穩(wěn)定，但安全裕度不高；在久雨、暴雨或地震條件下不穩(wěn)定。在理論分析的基礎(chǔ)上，針對(duì)性地提出了滑坡治理方案，可為類似工程防治提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞 滑坡；穩(wěn)定性；敏感性分析；治理方案

中圖分類號(hào) P642.22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2025）03-0096-03

0 前言

1974年以來(lái)，某地第三中學(xué)（以下簡(jiǎn)稱“三中”）滑坡明顯變形，主要是地表裂縫與坡體局部下坐，近年變形有加劇趨勢(shì)，滑坡整體發(fā)生下坐移，下沉、下坐變形量達(dá)50 cm，這次規(guī)模較大的活動(dòng)雖未造成房屋損毀和人員傷亡，但對(duì)學(xué)校造成了臨時(shí)停課、縮減招生、校舍停建等后果。滑坡若進(jìn)一步變形和發(fā)展，將可能危及教學(xué)樓、科教樓、宿舍樓，威脅全校師生的生命財(cái)產(chǎn)安全。

1 工程地質(zhì)特征

滑坡發(fā)育在早期泥石流堆積之上，屬第四紀(jì)堆積層滑坡?；w后緣在中學(xué)操場(chǎng)，高程為707 m，前緣到小溪溝邊，高程在660 m左右，主滑方向?yàn)槟衔飨?，軸向長(zhǎng)150 m，順小溪溝寬220 m，形態(tài)似倒扣的碗，面積約2.26×104 m2，體積約30×104 m3，間歇性活動(dòng)?；卢F(xiàn)場(chǎng)照片如圖1所示。

1.1 滑坡形態(tài)特征

滑坡地形總體平緩開闊，中前部平均坡度為14°，后部平均坡度為26°，滑坡后緣以上斜坡的平均坡度為15°。由于耕地及修建校舍，地形呈臺(tái)坎狀。高程672～673 m處有一臺(tái)地，寬30～50 m，長(zhǎng)80余米，相當(dāng)于滑坡的前緣平臺(tái)。

中學(xué)斜坡前緣、小溪溝左岸呈向南西突出的弧形，這可能是滑坡長(zhǎng)期多階段緩慢滑動(dòng)、滑體向前推進(jìn)的結(jié)果。

根據(jù)滑坡變形特征及勘察資料，滑體厚度有由后部往前部、由厚變薄的變化趨勢(shì)，中后部15 m左右（豎直厚度），前部8 m左右；滑面傾角后部陡（25°～65°），前部緩（5°～15°），滑面與坡面的形態(tài)基本相似。

1.2 滑坡物質(zhì)組成及結(jié)構(gòu)特征

通過(guò)鉆探發(fā)現(xiàn)，滑體主要由6～8 m深石英砂巖碎塊石上層及泥質(zhì)粉砂巖、泥巖碎塊石下層組成[1]。上層碎塊石大小混雜，以次棱角狀為主，個(gè)別磨圓明顯，中偏強(qiáng)風(fēng)化；塊石間充填粉質(zhì)黏土，總體暗紫紅色，中等密實(shí)，塊石含量占70%～80%[1]。下層多呈現(xiàn)次棱角狀，碎石尺寸小，中等密實(shí)可塑狀，碎塊石含量大約50%～60%[2]。

滑坡內(nèi)兩個(gè)鉆孔ZK2、ZK3都揭示滑帶。ZK214.5～15.1 m、ZK37.3～7.9 m為暗紫紅色含細(xì)礫黏土，礫石為紫紅色泥質(zhì)粉砂巖，礫石小，一般在1 cm以下，含量＜10％，礫石有一定的壓扁、磨圓；土質(zhì)部分為黏土，潮濕，黏性大，可塑性強(qiáng)。土性特征明顯區(qū)別于其上、下土層，可判斷為滑帶，滑帶厚度為0.6 m左右。

滑坡前緣剪出口不明顯，在滑坡前緣布置了3個(gè)探坑，深1.5～2 m，未遇到剪出口，但在斜坡前緣高程660 m左右有一線狀滲水帶，滲水帶平行岸坡，分析認(rèn)為是滑坡前緣上層滯水的外滲點(diǎn)，推斷為剪出口的位置。

1.3 滑坡水文地質(zhì)特征

滑坡區(qū)內(nèi)坡面完整，總體向南西突出，沒有形成明顯的沖溝，但由于“農(nóng)業(yè)學(xué)大寨”期間農(nóng)田改造及后來(lái)三中建設(shè)，地形發(fā)生較大改變，滑坡中部曾發(fā)育有小沖溝。在滑坡南東及北西側(cè)，分別相距50 m和200 m各有一條沖溝，構(gòu)成滑坡區(qū)斜坡的主要地表水排泄通道。

滑體前緣存在一個(gè)常年性的泉眼，在滑坡中的兩個(gè)鉆孔ZK2、ZK3中也遇到水，因此三中滑坡中存在地下水?？辈炱陂g屬于旱季，長(zhǎng)時(shí)間少雨，所以滑坡中的水量不豐。如下圖2所示，ZK3終孔的水位深度（7.6 m）貼近滑面，滑坡后緣外側(cè)ZK1終孔的水位深度為21.6 m，處于較深的位置。但ZK2水位深度較淺（3.5 m），在主勘探線上顯示在ZK2部位存在地下水分水嶺，這與常規(guī)斜坡中的地下水位趨勢(shì)不相符，分析認(rèn)為該部位可能存在外部水源的加入，該部位處在三中校園圍墻外側(cè)的排水溝旁，存在排水溝的水滲入地下的可能性。

2 滑坡穩(wěn)定性分析

該節(jié)在宏觀變形分析判斷的基礎(chǔ)上，針對(duì)三中滑坡穩(wěn)定性進(jìn)行定量計(jì)算，其穩(wěn)定性計(jì)算采用《巖土工程勘察規(guī)范》（GB 50021—2001）（2009年版）[3]推薦的剩余推力法，并進(jìn)行了影響因素的敏感性分析。

2.1 滑坡穩(wěn)定性極限平衡法分析

2.1.1 計(jì)算方法

采用《巖土工程勘察規(guī)范》中推薦的剩余推力傳遞系數(shù)法[3]，計(jì)算公式如下：

（1）

（2）

（3）

（4）

（5）

式中，ci——i土塊滑帶土的黏聚力（kPa）；——i土塊滑帶土的內(nèi)摩擦角（°）；Li——i土塊滑動(dòng)面的長(zhǎng)度（m）；Ri——i土塊的抗滑力（kN/m）；Ti——i土塊滑動(dòng)面上的滑動(dòng)分力（kN/m）；ψi——傳遞系數(shù)；θi——i土塊滑面與水平面夾角（°）；Fs——穩(wěn)定分析計(jì)算系數(shù)；Ni——i土塊垂直滑面力（kN/m）；Wi——i土塊重（kN/m）

2.1.2 巖土物理力學(xué)參數(shù)取值

對(duì)滑坡的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)而言，滑帶土的物理力學(xué)參數(shù)起著至關(guān)重要的作用，滑坡巖土力學(xué)參數(shù)選擇主要是滑帶土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)[4]。該文滑帶的物理力學(xué)參數(shù)取值應(yīng)綜合參照勘察試驗(yàn)成果、區(qū)內(nèi)類似滑坡地層的經(jīng)驗(yàn)參數(shù)，并進(jìn)行反演分析計(jì)算。

2004年4月，滑坡發(fā)生了明顯的滑動(dòng)變形，滑動(dòng)變形范圍清楚，誘發(fā)條件明顯（久降大雨），為進(jìn)行滑坡參數(shù)反算提供了良好的條件。根據(jù)此次滑坡變形前的降雨特征及強(qiáng)度（20 d連續(xù)陰雨、后轉(zhuǎn)大雨，降水量200 mm），按1/3滑體厚度飽水條件考慮，取穩(wěn)定系數(shù)Fs=1，取黏結(jié)力c=16 kPa，反算得出=14.48°。

綜得到三中滑坡穩(wěn)定性分析的巖土體物理力學(xué)參數(shù)如表1所示：

2.1.3 穩(wěn)定性計(jì)算

綜合前文分析，確定三中滑坡穩(wěn)定性的計(jì)算工況如下：

（1）天然工況。

（2）暴雨工況（浸潤(rùn)線位于滑體1/3高）。

（3）地震工況，通常條件的地下水位+Ⅵ度烈度地震力。計(jì)算剖面如圖3所示，通過(guò)計(jì)算，以上3種工況的穩(wěn)定系數(shù)如表2所示：

結(jié)果表明，通常條件下Fs=1.088，滑坡基本穩(wěn)定，這與滑坡的實(shí)際情況基本相符；在其他兩種情況下，F(xiàn)s＜1，滑坡將會(huì)發(fā)生滑動(dòng)破壞。

2.2 滑坡穩(wěn)定性敏感因素分析

滑坡穩(wěn)定性受滑坡體的幾何特征等外在因素和巖土體物理力學(xué)特性（r、C、）、地下水、地表水變化等內(nèi)部因素的影響[2]。巖土體的物理力學(xué)性質(zhì)、地表水浸潤(rùn)、地下水變化，以及人工干擾等是影響滑坡穩(wěn)定性的重要因素[5]。

綜合考慮滑帶土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)、地下水位波動(dòng)因素等開展敏感性分析研究。

利用巖土體物理力學(xué)參數(shù)建議值，計(jì)算得出主滑剖面的滑坡體穩(wěn)定基本系數(shù)Ks0，將C、、水位作為可變因素指標(biāo)，計(jì)算得出敏感性系數(shù)S[6]：

S = （η1/η2）×100% （6）

式中，η1=△Ks/K0，η2=│△X│/（Xmax－Xmin）；

△X——某因素的變化量；Xmax－Xmin——某因素的最大變化量；△Ks——Ks對(duì)應(yīng)△X的變化量；Ks0——Ks的基準(zhǔn)值。

各參數(shù)敏感性分析計(jì)算結(jié)果如表3～5所示：

水位變化因素與滑坡穩(wěn)定性系數(shù)成正相關(guān)線性關(guān)系，如圖4～6所示：

可以看出，影響滑坡穩(wěn)定性的滑帶土抗剪強(qiáng)度指標(biāo)、地下水位波動(dòng)因素的敏感性系數(shù)分別如下：水位變化為6.9%、C為25.4%、為50.3%。滑帶土抗剪強(qiáng)度指標(biāo)、地下水位波動(dòng)因素均對(duì)滑坡體穩(wěn)定性有一定程度的影響，滑帶土的力學(xué)性質(zhì)對(duì)滑坡穩(wěn)定性影響最大，內(nèi)摩擦角φ對(duì)滑坡穩(wěn)定性的影響較C更為顯著。

3 結(jié)論與建議

（1）三中地處古泥石流堆積區(qū)，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期改造，目前已沒有形成新的泥石流堆積的明顯條件，三中主要的環(huán)境地質(zhì)問題是堆積層的滑坡改造問題。

（2）三中滑坡是一發(fā)育在古泥石流堆積區(qū)前緣的堆積層滑坡，滑坡滑帶特征明顯，滑坡周界清楚，厚度主體在8～16 m，面積為2.26×104 m2，體積為30×104 m3。

（3）滑坡穩(wěn)定性計(jì)算表明，一般條件下滑坡的穩(wěn)定系數(shù)為1.088，屬基本穩(wěn)定，但安全裕度不高，在久雨、暴雨及地震的條件下，滑坡將不穩(wěn)定，需要采取一定的工程防護(hù)措施。

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收稿日期：2025-01-22

作者簡(jiǎn)介：駱斌（1990—），男，碩士研究生，研究方向：鐵路工程地質(zhì)勘查與路基設(shè)計(jì)。