山區(qū)某滑坡變形破壞機理及穩(wěn)定性分析

李 強

(中國十九冶集團(tuán)有限公司，四川成都611730)

1 項目概況

該滑坡體位于四川省廣元市某縣境內(nèi)，前后緣高差14 m左右，平均地形坡度在25 °左右，呈圈椅狀，后緣寬30 m，前緣寬50 m，縱向長40 m，體積8 500 m3，后緣發(fā)育1條弧形裂縫，已經(jīng)基本貫通，前緣存在明顯剪出口，嚴(yán)重威脅分散農(nóng)戶的生命和財產(chǎn)安全。

2 自然條件

該縣屬亞熱帶濕潤性季風(fēng)氣候區(qū)，氣候溫和,四季分明，雨量充沛，多年平均氣溫16.9 ℃，極端最高氣溫39.3 ℃，最低-4.6 ℃，滑坡體地處西南部深丘地貌區(qū)，年平均降雨量在800～900 mm之間，滑坡所處地勢較高，處于斜坡階梯平臺地，地形較平緩，無地表水河水通過。

3 地質(zhì)環(huán)境條件

3.1 區(qū)域地質(zhì)條件概述

該縣在大地構(gòu)造上屬楊子準(zhǔn)地臺之川中臺坳，屬中國東部巨型新華夏系第三沉降帶四川盆地之川西褶皺帶和川中褶皺帶；縣域內(nèi)無斷裂構(gòu)造，構(gòu)造簡單，以北東或北東東向的寬緩褶皺為主；地震活動性弱，主要為4級以下小震，據(jù)GB 18306-2015《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》、GB50011-2010《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(2016版)，該縣地震動峰值加速度為0.05g，地震基本烈度為Ⅵ度。

3.2 地形地貌及地層巖性

滑坡所在區(qū)域，屬低中山區(qū)，地形標(biāo)高800～1 200 m，溝谷切割深度500～800 m，滑坡體前緣-中部相對較陡，坡度28～35 °，后緣已發(fā)生蠕動變形，地表下陷，坡度約25 °，滑坡內(nèi)主要為旱地。

滑坡區(qū)出露地層為第四系全新統(tǒng)殘坡積層(Q4el+dl)、第四系全新統(tǒng)滑坡堆積(Q4del)、白堊系下統(tǒng)劍門關(guān)組(K1j)基巖。

3.3 地質(zhì)構(gòu)造

該縣域內(nèi)無斷裂構(gòu)造，總體來看構(gòu)造較為簡單，區(qū)域內(nèi)褶皺平緩，北部以傾向南東的單斜形態(tài)為構(gòu)造特征，巖層傾角自北而南逐漸減緩，由7～10 °漸變過渡為1～3 °，甚至水平。

滑坡區(qū)內(nèi)地層平緩，未發(fā)現(xiàn)斷層通過。

3.4 水文地質(zhì)條件

滑坡區(qū)內(nèi)主要為松散堆積層孔隙水、基巖裂隙水兩大類。松散巖類孔隙水主要賦存于第四系殘坡積層、滑坡堆積物內(nèi)，主要受大氣降水補給，堆積物透水性較差，雨季不利于雨水排泄；基巖裂隙水賦存于基巖地層中，分布不均，多受構(gòu)造控制，并與巖體風(fēng)化卸荷有關(guān)，主要補給來源為上部松散介質(zhì)孔隙水，以泉點或滲流方式向前緣東河排泄，基巖巖體透水性差。

3.5 人類工程活動

滑坡區(qū)內(nèi)人類工程活動較頻繁，主要為修房筑路、開荒種田，破壞了原有植被，導(dǎo)致坡體排水系統(tǒng)紊亂，對坡體的穩(wěn)定性造成不利影響，土層較厚的地層極易發(fā)生小型滑塌。

4 滑坡體的變形特征及破壞機制

4.1 變形特征

該滑坡的變形跡象較為明顯，滑坡后緣發(fā)育1條長大裂縫，長度約為25 m，貫穿滑坡體后緣(圖1)，形成錯落坎，其下錯距離約20～30 cm，滑坡體中部發(fā)育多條平行后緣的裂縫及多處錯臺，坡體中部裂縫現(xiàn)多數(shù)已被耕作時回填封閉。滑坡前緣為鄉(xiāng)村土路內(nèi)側(cè)坡體陡緩交界處，滑坡體前緣存在明顯剪出口，可見地下水滲出形成的水洼(圖2)。坡體物質(zhì)為含少量成分為砂巖及少量泥巖的碎石的坡積、滑坡堆積碎石土，碎石土粘粒含量較高，可搓細(xì)條。

圖1 后緣拉裂縫

圖2 前緣剪出口

調(diào)查走訪得知，滑坡前緣變形開始時間為1997年，當(dāng)時變形較少，2008年6月裂縫加大，變形加劇，主要表現(xiàn)為后緣及中部拉張裂縫?！?·12”地震后，后緣裂縫加寬，其下錯最大達(dá)30 cm，坡體上裂縫增多。

4.2 破壞機制

根據(jù)滑坡形成的因素分析，滑坡前緣臨空條件較好、組成物質(zhì)結(jié)構(gòu)松散，是導(dǎo)致滑坡形成的主要內(nèi)在原因；雨季強降雨，地表水不能很快排出坡體，地表水下滲導(dǎo)致土體軟化、增大土體容重和孔隙水壓力，是滑坡蠕滑變形的主要誘發(fā)因素。另外，“5·12”地震使坡體物質(zhì)進(jìn)一步松散、破碎，促進(jìn)了坡體的變形破壞。

該滑坡區(qū)域基巖產(chǎn)狀為310 °∠6 °，基巖自穩(wěn)性較好，綜合分析可知該滑坡變形破壞模式為沿基覆界面的蠕動拉裂破壞。

5 滑坡穩(wěn)定性計算及評價

5.1 計算模型、工況及計算方法

計算時，采用滑坡體中部最危險剖面，并考慮天然、暴雨和地震的各種組合工況，計算方法采用DZ/T 0218-2006《滑坡防治工程勘查規(guī)范》附錄E推薦公式。

5.2 計算參數(shù)

土體重度根據(jù)試驗結(jié)果綜合取值，抗剪強度指標(biāo)根據(jù)實驗及反演結(jié)果確定，根據(jù)GB 50011-2010《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》，該縣屬抗震設(shè)計地震第二組，抗震設(shè)防烈度Ⅵ度，地震動峰值加速度值為0.05g，特征周期0.35 s。

5.3 計算結(jié)果及評價

通過計算，該滑坡體在自重工況下的穩(wěn)定系數(shù)為1.244，穩(wěn)定；自重+暴雨工況下的穩(wěn)定系數(shù)為0.994，不穩(wěn)定，易發(fā)生失穩(wěn)破壞；自重+地震工況下的穩(wěn)定系數(shù)為1.136，基本穩(wěn)定。

5.4 滑坡發(fā)展變化趨勢

該滑坡體前緣臨空條件好，組成物質(zhì)結(jié)構(gòu)松散，在暴雨或持續(xù)降雨條件下，大量地表水入滲，一方面增加土體自重，降低強度指標(biāo)，另一方面，孔隙水壓力使有效應(yīng)力減小，降低巖土體的強度，逐步導(dǎo)致坡體變形失穩(wěn)。

6 防治方案建議

根據(jù)上述研究結(jié)論，綜合考慮施工安全、行車及居民出行，提出如下2種方案以供比選：

方案一：前緣建抗滑擋墻；對滑坡體上的裂縫進(jìn)行充填；后緣修建截水溝。

方案二：滑坡體上采用預(yù)應(yīng)力錨索框架地梁；對滑坡體上的裂縫進(jìn)行填充；在后緣修建截水溝。