岳陽市珞珈山滑坡穩(wěn)定性分析評價(jià)

李常輝，謝繼明，張伏泉

（湖南省煤田地質(zhì)局第六勘探隊(duì)，湘潭，411100）

1 地質(zhì)環(huán)境條件

珞珈山滑坡位于岳陽市岳陽樓區(qū)（南湖新區(qū)）月山管理處圣安社區(qū)珞珈山，地理坐標(biāo)東經(jīng) 113°04′55″，北緯29°20′00″，距岳陽市區(qū)約3km。

1.1 氣象水文

區(qū)內(nèi)多年平均降雨量 1331.6mm，年最大降雨量2336.5mm（1954 年），日最大降雨量 246.1mm（1954年6月16日），時(shí)最大降雨量90mm/h（2002年7月22日6-7時(shí)），全年約45%的降雨集中在4～7月[1]。

1.2 地形地貌

勘查區(qū)地處洞庭湖平原東部，總體地勢北高南低，為剝蝕侵蝕低丘陵地貌，海拔標(biāo)高50～103m，地形坡度20°～35°。

1.3 地層巖性

勘查區(qū)內(nèi)揭露地層有第四系中更新統(tǒng)、震旦系上統(tǒng)燈影組。

第四系中更新統(tǒng)（Qp），位于在勘查區(qū)內(nèi)連續(xù)分布，厚薄不均，包含人工雜填土、殘坡積層。人工雜填土主要分布在勘查區(qū)萬佛塔四周，厚度最大為3.0m。殘坡積層以含碎石粉質(zhì)粘土為主，局部分布少量碎石土；多呈可塑狀，硬塑狀次之，局部軟塑狀分布，碎石成分為硅質(zhì)巖，含量為10%～45%，粒徑5～35mm，棱角狀或次棱角狀。

震旦系燈影組（Zdy），出露于滑體西側(cè)沖溝中，為青灰色、暗灰色硅質(zhì)巖，局部含石英脈，薄～中厚層狀，裂隙發(fā)育，產(chǎn)狀為290°∠65°。強(qiáng)風(fēng)化層厚度為1.5～11.5m，大多呈粉粒結(jié)構(gòu)，局部呈巖屑，巖質(zhì)軟，遇水易軟化、風(fēng)干即崩解。

1.4 地質(zhì)構(gòu)造、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與地震

勘查區(qū)及附近區(qū)域無大的斷層通過；新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)較為強(qiáng)烈，所在岳陽樓區(qū)以抬升作用為主；據(jù)《中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖（GB18306—2015）》，該區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.05g，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期值為0.35s，屬弱震區(qū)。

1.5 水文地質(zhì)條件

地下水主要為滑坡堆積及殘坡積層孔隙潛水，含水介質(zhì)由第四系粉質(zhì)粘土及硅質(zhì)巖全風(fēng)化層、強(qiáng)風(fēng)化層組成，含水介質(zhì)的物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)特征、厚度變化等決定了滑體的透水性和富水性不均。

滑體處于山坳中，上部萬佛塔地勢較高，滑體坡面裂隙發(fā)育、植被茂密、地表徑流條件差，有利于大氣降水直接滲入滑體，地下水滲入滑體由于滑體堆積、殘坡積層厚度較大，土體結(jié)構(gòu)松散，有利于地下水滲入，向滑體前緣徑流、排泄。

本次勘查施工鉆孔中，多數(shù)鉆孔見到地下水（非暴雨期），PH值7.29。依據(jù)規(guī)范，勘查區(qū)內(nèi)地下水對混凝土、鋼結(jié)構(gòu)具微腐蝕性。

1.6 人類工程活動(dòng)

近年來，在滑體后緣上部、滑體中后緣、滑體前緣增加了建筑物，修建過程中對滑體局部進(jìn)行坡體開挖、平整，人類工程活動(dòng)較強(qiáng)烈。

2 滑坡發(fā)育特征

2.1 邊界、規(guī)模、形態(tài)特征

依據(jù)工程地質(zhì)測繪、勘查資料，滑坡后緣位于涼亭之間的拉張裂縫處、前緣剪出口位于斜坡底部已修擋土墻之下，兩側(cè)以沖溝以及藥師殿房屋開裂、圣安寺圍墻開裂、地表裂縫等變形為邊界，劃定滑坡周界、圈定范圍（如圖1）。平面形態(tài)呈圈椅狀，剖面形態(tài)為前緣陡、中部緩、后緣陡，整體地形坡度較陡為30°～35°。后緣高程90.0～100.0m，前緣高程 50.0～55.0m，相對高差 35.0～50.0m。滑體最大寬約150m，最長約70m，厚3.0～8.5m、平均厚5.75m，面積約1.05萬m2，體積約6.038萬m3，規(guī)模等級為小型。主滑方向345°，為淺層土質(zhì)折線形滑坡。

2.2 滑坡物質(zhì)特征

2.2.1 滑體物質(zhì)特征

根據(jù)坡體不同的物質(zhì)組成及結(jié)構(gòu)特征，劃分為兩層：上層以碎石土為主，下層以含碎石的粉質(zhì)粘土為主。兩層巖土體在空間上分布極不均勻，厚度變化較大。

（1）上層土體：分布在滑體表層的0～4.0m深度范圍內(nèi)，為未完全風(fēng)化硅質(zhì)巖碎石土。碎石大小混雜，棱角狀、次棱角狀為主，粒徑5～100mm，中等偏強(qiáng)風(fēng)化；碎石間充填粉質(zhì)粘土，土質(zhì)稍密實(shí)。碎石含量10%～45%。

（2）下層：分布滑體0～8.5m深度范圍內(nèi)，主要為含碎石粉質(zhì)粘土，碎石含量2%～10%，次棱角狀，直徑均小于4cm；粉質(zhì)粘土，多呈可塑狀或硬塑，中等偏密實(shí)，個(gè)別為軟塑。

2.2.2 滑帶土

根據(jù)調(diào)查和本次勘探資料，只有前緣施工的ZK3、ZK5、ZK7比較明顯的顯示出滑帶的存在，ZK3顯示滑帶深度為5.9～8.5m，ZK5顯示滑帶深度為3.5～6.1m，ZK7顯示滑帶深度為4.0～5.2m?；瑤馏w為含碎石粉質(zhì)粘土，碎石含量、粒徑明顯小于上層土體，含水量明顯大于上層土體，呈軟塑狀。鉆孔ZK3、ZK5、ZK7揭露基巖面（強(qiáng)風(fēng)化頂面）分別在埋深8.5m、6.1m、5.2m處，故5.2～8.5m范圍內(nèi)存在滑動(dòng)面，也說明此處為巖土接觸面滑動(dòng)的滑坡。巖土力學(xué)性質(zhì)詳見表1[1]。

表1 滑帶土（Qdel） 巖土力學(xué)性質(zhì)成果統(tǒng)計(jì)表

2.2.3 滑床

據(jù)勘查各鉆孔揭露基巖分析，滑床為震旦系燈影組硅質(zhì)巖。巖土力學(xué)性質(zhì)詳見表2。

表2 硅質(zhì)巖巖石力學(xué)性質(zhì)統(tǒng)計(jì)表

2.3 滑坡變形發(fā)育過程及特征

據(jù)調(diào)查，滑坡第一次局部滑動(dòng)由大暴雨誘發(fā)，導(dǎo)致?lián)鯄ξ鱾?cè)部分損壞，后緣陡坎清晰可見。第二次局部滑動(dòng)滑體中部發(fā)生滑塌。目前野外能看到的裂隙、裂縫均發(fā)生在近10年之內(nèi)，且在不斷的變寬變長?；乱恢碧幵诔掷m(xù)變形活動(dòng)階段，主要表現(xiàn)在地面拉裂、局部崩滑、蠕動(dòng)等方面。

裂縫主要分布于滑體東側(cè)及滑體中部，呈弧形或折線展布?；w中、后部，因坡體蠕滑產(chǎn)生拉張裂隙，前緣剪出口有新產(chǎn)生的鼓張裂隙。剪切裂縫2處、拉張裂縫3處、鼓脹裂隙4處，裂縫寬0.5～6cm[1]。中部能發(fā)現(xiàn)樹齡稍大的馬刀樹，；區(qū)內(nèi)滑塌產(chǎn)生的垂直滑移最大距離4.2m，加劇了滑體的不穩(wěn)定性。

2.4 滑坡變形破壞模式及形成機(jī)制

2.4.1 變形破壞模式

滑體表面波狀起伏，滑體后部與滑動(dòng)方向直交的裂縫發(fā)育，切割角度大、呈壓性，按照滑坡受力狀態(tài)分析，屬于推移式滑坡。

2.4.2 形成機(jī)制

珞珈山滑坡變形表現(xiàn)在三大方面：（1）滑體整體蠕滑導(dǎo)致滑體上建筑墻體開裂、蓄水池開裂漏水、擋土墻下部前緣剪出口出現(xiàn)裂縫；（2）局部滑塌導(dǎo)致滑體后緣出現(xiàn)更多臨空陡坎、植被傾倒；（3）滑體局部鼓脹凸起導(dǎo)致護(hù)坡片石破壞、沿山臺階損壞。

圖1 珞珈山滑坡勘查平面示意圖

圖2 1-1＇剖面示意圖

表3 穩(wěn)定性計(jì)算工況、荷載組合

圖3 折線滑動(dòng)法模型及條塊劃分圖（折線形滑動(dòng)面）

形成原因：（1）人類開挖坡腳形成的臨空面、坡面自然侵蝕形成多個(gè)臺階陡坎，增加了坡體的不穩(wěn)定性；（2）降雨導(dǎo)致滑體重量增加、巖土體抗剪參數(shù)降低，使得滑坡穩(wěn)定性降低。其形成過程總體可劃分為蠕滑～拉裂～滑塌。

3 穩(wěn)定性分析及預(yù)測

3.1 穩(wěn)定性宏觀分析

滑體變形已有多年，目前處在緩慢變形階段，局部處于變形加速階段。上部為含碎石粉質(zhì)粘土層，大氣降水易于快速下滲，土體易于飽和，抗剪能力顯著下降。區(qū)內(nèi)水體富集、運(yùn)移，極易形成軟弱滑帶，在暴雨等因素作用下，加劇變形，滑坡體可能發(fā)生更大的滑移，威脅滑坡體下方居民生命、財(cái)產(chǎn)安全。

3.2 穩(wěn)定性極限平衡法分析

3.2.1 計(jì)算剖面的確定

本次在滑體上布置 1-1＇、2-2＇、3-3＇三條勘查剖面（見圖1、圖2），獲取了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)作穩(wěn)定性計(jì)算分析。

3.2.2 計(jì)算工況及荷載組合

（1）滑體自重：非降雨工況下，地下水位以上采用天然重度，地下水位以下采用飽和重度；降雨工況下，應(yīng)考慮雨水入滲對滑坡體自重的影響，入滲范圍內(nèi)按飽和重度計(jì)算，入滲范圍以下及地下水位以上仍采用天然重度，入滲深度視當(dāng)?shù)亟涤陱?qiáng)度、土體入滲系數(shù)和滲透系數(shù)確定。區(qū)內(nèi)滑體土松散，雨水易于入滲，地下水位抬升，滑體侵潤面以上采用天然重度，侵潤面以下采用飽和重度，滑面抗滑強(qiáng)度采用飽和抗剪強(qiáng)度[2]。

（2）地表荷載：區(qū)內(nèi)滑體表層未見大的堆載，地表荷載不予考慮。

（3）水壓力：包含靜水壓力、動(dòng)水壓力和浮托力。

（4）地震荷載：區(qū)內(nèi)地震基本烈度為 VI 度，屬弱震區(qū)，可不計(jì)入地震力[3]。且地震荷載屬于偶然因素，發(fā)生的概率極小，本次滑坡穩(wěn)定性計(jì)算未考慮地震荷載。

參照規(guī)范[4]，滑坡穩(wěn)定性計(jì)算工況、荷載組合及抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)如表3：

3.2.3 計(jì)算方法

折線行滑面采用傳遞系數(shù)法計(jì)算：

依據(jù)《滑坡防治工程勘查規(guī)范》（DZ/T 0218—2006）中土質(zhì)滑坡極限平衡理論，滑坡的穩(wěn)定系數(shù)及傳遞系法計(jì)算滑坡剩余下滑推力如下：

（1）滑坡穩(wěn)定系數(shù)Kf計(jì)算：

（2）滑坡推力計(jì)算

采用傳遞系數(shù)法計(jì)算，由于滑坡區(qū)內(nèi)無地下水，因此滑坡推力計(jì)算時(shí)不考慮地下水作用，計(jì)算公式如下：

其中：

3.2.4 計(jì)算參數(shù)

滑面抗剪強(qiáng)度指標(biāo)根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)、反演分析、工程類比及參考地區(qū)經(jīng)驗(yàn)等綜合確定。

（1）室內(nèi)試驗(yàn)

通過樣品測試得出滑體土、滑帶土天然、飽和狀態(tài)粘聚力C值、內(nèi)摩擦角φ值，如下表4所示。

（2）反演分析

根據(jù)滑坡穩(wěn)定狀態(tài)，假設(shè)穩(wěn)定系數(shù)及滑面、荷載等條件，反算滑面的巖土抗剪強(qiáng)度參數(shù)。當(dāng)荷載條件、滑面抗剪強(qiáng)度參數(shù)與滑坡的實(shí)際情況一致時(shí)，邊坡的理論最小穩(wěn)定系數(shù)接近于1；相對應(yīng)的最危險(xiǎn)滑面，與滑坡的實(shí)際滑面一致。

該滑坡局部曾發(fā)生滑移，勘查期間整體處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，在暴雨工況下，可能進(jìn)入變形失穩(wěn)狀態(tài)。

反演分析選取1-1＇作計(jì)算剖面，穩(wěn)定系數(shù)取Fs=1.15，采用圖解法反算，依次取C=0、φ=0，分別反求φ、C值，在C～φ坐標(biāo)圖上求出直線，反演結(jié)果取值。當(dāng) φ=0 時(shí)，求得 C=70.813kPa；當(dāng) C=0時(shí)，求得φ=30.54°。

反演公式如下：

內(nèi)聚力：

內(nèi)摩擦角：

（3）參數(shù)的綜合取值

根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)、反演分析、工程類比及參考地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，綜合確定滑面抗剪強(qiáng)度指標(biāo) C、Φ 值及其它物理力學(xué)指標(biāo)取值如下表5：

3.2.5 計(jì)算結(jié)果

滑坡各剖面穩(wěn)定系數(shù)見表6。

根據(jù)《滑坡防治工程勘查規(guī)范》（DZ/T 0218—2006），對滑坡進(jìn)行穩(wěn)定性分析評價(jià)。經(jīng)計(jì)算，該滑坡1-1＇在自然狀態(tài)下為不穩(wěn)定狀態(tài)，在暴雨?duì)顟B(tài)下為不穩(wěn)定狀態(tài)；剖面2-2＇、在自然狀態(tài)下為穩(wěn)定狀態(tài)，在暴雨?duì)顟B(tài)下為穩(wěn)定狀態(tài)，剖面3-3＇在自然狀態(tài)下為基本穩(wěn)定狀態(tài)，在暴雨?duì)顟B(tài)下為不穩(wěn)定狀態(tài)。因此該滑坡局部存在著安全隱患。

3.3 滑坡發(fā)展趨勢預(yù)測

珞珈山滑坡體中部發(fā)生滑塌，西部坡體鼓脹凸起，前緣擋土墻底部形成了多條剪出口裂縫；滑體范圍內(nèi)發(fā)育多個(gè)平臺陡坎，陡坎邊緣易發(fā)生局部再次溜滑。近期坡體變形、建筑物墻體開裂比較明顯，根調(diào)查結(jié)果和穩(wěn)定性計(jì)算可知，在降雨的影響下坡體局部將處于不穩(wěn)定狀態(tài)，極可能產(chǎn)生滑動(dòng)。

4 防治建議

4.1 預(yù)防措施

表4 滑體土和滑帶土抗剪指標(biāo)及試驗(yàn)值

表5 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算參數(shù)綜合取值

表6 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果表

加強(qiáng)區(qū)內(nèi)滑坡地質(zhì)災(zāi)害宣傳工作，做好預(yù)案、搞好監(jiān)測，對現(xiàn)場裂縫進(jìn)行封填；加強(qiáng)區(qū)內(nèi)地質(zhì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)，規(guī)范人類工程活動(dòng)，避免人為誘發(fā)或加劇滑坡形變。

4.2 工程措施

根據(jù)珞珈山滑坡特點(diǎn)，建議及時(shí)采取工程治理方案：地表排水+坡面整形+抗滑樁+格構(gòu)錨桿（局部）。

（1）排水：在滑坡周界，尤其是在滑坡后緣位置設(shè)置截排水溝，快速將久雨以及暴雨形成的坡面流排出滑體，減少降雨入滲；

（2）削坡整形：結(jié)合不穩(wěn)定計(jì)算分析，總體上應(yīng)避免大挖大填，僅對滑塌區(qū)、鼓脹凸起區(qū)進(jìn)行坡面整形；

（3）支擋：在滑坡前緣布置抗滑樁，可以有效地起到防止滑坡整體滑動(dòng)的效果；在滑體東側(cè)的陡坎，坡腳較大，存在局部變形，且由于場地范圍以及建筑影響，不能進(jìn)行大挖大削，適合采用格構(gòu)錨桿對其進(jìn)行加固；