謝燕霄,王 超
(廣東省有色礦山地質(zhì)災(zāi)害防治中心,廣東 廣州 510080)
2019年6 月中旬,廣東省龍川縣出現(xiàn)持續(xù)性強(qiáng)降水,全縣24個鎮(zhèn)352個村不同程度受災(zāi),其中貝嶺鎮(zhèn)米貝村是重災(zāi)區(qū)之一,出現(xiàn)連片山體滑坡,造成整村房屋、道路、橋梁、電力等設(shè)施受損。米貝村滑坡群呈現(xiàn)分布范圍大,涵蓋多個滑坡地災(zāi)體,潛在威脅人數(shù)多等特征,本文以1#滑坡體為例對其成因機(jī)制與穩(wěn)定性展開分析。
1?;滤幧襟w坡型為凸形,山體自然坡度45°~55°,坡高約50m。已滑體平面形態(tài)為半圓,滑體體積約2萬m3,屬于淺層大型滑坡。由于邊坡過陡及長時間強(qiáng)降雨,邊坡處于不穩(wěn)定狀態(tài),在外界因素誘發(fā)下,再次發(fā)生滑坡地質(zhì)災(zāi)害的可能性大,嚴(yán)重威脅到邊坡下部村民的生命和財(cái)產(chǎn)安全。
滑坡所處地貌單元屬于丘陵地貌,山勢陡峭、山峰尖銳呈圓錐狀,“V”型谷居多,地形切割強(qiáng)烈,相對高差100m~200m,地形坡度40°~45°。米貝村總體地形為南北高、中間低,似馬鞍形,北部為中低山地形,中部為谷地,南部為低山-丘陵地貌。地勢由東向西傾斜,構(gòu)成山地、丘陵、谷地相間分布的格局,山地、丘陵占面積比較多。
滑坡區(qū)域邊坡基巖主要為花崗巖,該坡體的巖層風(fēng)化強(qiáng)烈,表層主要為殘坡積土。根據(jù)勘查鉆探孔揭露,區(qū)內(nèi)巖土層按地質(zhì)年代和成因類型可劃分為殘坡積層(Qel+dl)和全、強(qiáng)、中風(fēng)化風(fēng)化巖。
其中粉質(zhì)粘土、砂質(zhì)粘性土多呈松散、稍密狀態(tài),工程性能差,在大氣降水的滲入情況下,土體的含水量趨于飽和,抗剪強(qiáng)度變小,導(dǎo)致其抗變形能力變差,極易產(chǎn)生滲透變形、滑坡。
另外全風(fēng)化花崗巖的巖體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低,透水率較大,浸水后易于軟化,抗變形能力差,風(fēng)化致使節(jié)理裂隙發(fā)育,物理力學(xué)性質(zhì)變差、土體抗剪強(qiáng)度變低,以上特點(diǎn)為滑坡地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生提供了有力的物質(zhì)條件。
滑坡區(qū)位于贛閩隆起區(qū),處于南嶺緯向構(gòu)造東亞帶與新華夏系東江斷裂帶的交匯處,由于經(jīng)歷了加里東期以來的多次構(gòu)造運(yùn)動影響,褶皺和斷裂較發(fā)育,形成以北東向構(gòu)造為主,北西向、東西向?yàn)檩o的構(gòu)造體系格局[2]。
其西部約4km處有一區(qū)域斷層-大雁山斷層,該斷層走向北西,長約20km,次級斷層會影響到米貝村,未見明顯構(gòu)造現(xiàn)象。
龍川縣地震烈度為Ⅵ度區(qū),地震加速度0.05g。北東向東江斷裂帶地震活動頻繁,從1918年南澳地震到1962年新豐江地震都波及到龍川縣,距離勘查區(qū)約7km的楓樹壩水庫從1970年至1981年間共發(fā)生33次輕微地震,且多發(fā)生于1973年以后,其原因可能是該水庫直接座落在北東向斷裂活動帶上,水庫建成后誘發(fā)地震明顯。
滑坡區(qū)域邊坡主要為殘坡積粉質(zhì)粘土、砂質(zhì)粘性土及全強(qiáng)風(fēng)化花崗巖組成,屬于中等偏弱透水地層,富水性差。據(jù)鉆孔揭露地下水水位埋深5.10m~10.50m,位于全風(fēng)化與強(qiáng)風(fēng)化花崗巖接觸面。
滑坡區(qū)域地下水補(bǔ)給主要為大氣降水,以地表徑流形式排出,部分滲入地下。地下水主要沿節(jié)理裂隙通道向南部坡腳排泄,部分以蒸發(fā)形式排出。地下水位變化主要與區(qū)內(nèi)降雨密切聯(lián)系,具有季節(jié)性和時段性變化,同時受地形控制。
滑坡區(qū)域山體坡型為凸形,滑坡平面呈不規(guī)則狀,坡腳標(biāo)高約316m,坡高約50m,自然坡度45°~55°,上覆第四系粉質(zhì)粘土為主,含碎石約10%,厚度4m~5m。下伏基巖為強(qiáng)風(fēng)化花崗巖,山體未被擾動的區(qū)域植被較發(fā)育。因村民切坡建房,導(dǎo)致坡體前部形成了高約40m,坡度約60°的高陡邊坡,且坡面植被大部分被破壞。2019年6 月受暴雨影響,該邊坡中部、東南部發(fā)生滑坡地質(zhì)災(zāi)害。滑坡體主要為邊坡前部臨空土體滑動,主滑方向200°,后緣可見下挫痕跡,滑體平面形態(tài)為半圓,剖面形態(tài)為凹形?;w巖性主要為粉質(zhì)粘土及全風(fēng)化花崗巖,滑體長約155m,寬約45m,厚度約3.0m,滑體體積約2萬m2,屬于淺層大型滑坡,是在特定的地形地貌、地層巖性和降雨形成的地下水共同作用下的產(chǎn)物。
滑坡早期呈蠕動變形狀態(tài),主要是由于滑坡體物質(zhì)為殘坡積土層和全風(fēng)化花崗巖,處于高陡的斜坡上,且前緣有臨空面,在長期的降雨及干濕交替作用下,巖土體應(yīng)力不斷進(jìn)行調(diào)整,滑坡體向臨空面發(fā)生變形,在滑坡體中、后部產(chǎn)生拉張裂隙,隨著變形的增加,拉裂縫逐漸向滑坡體深部擴(kuò)展,伴隨著雨水沿裂隙面下滲,在滲透壓力的作用下,拉裂面最終與滑坡體潛在滑移面相連,形成滑坡。
表1 邊坡穩(wěn)定性計(jì)算參數(shù)建議值表
圖1 復(fù)雜土層土坡穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果圖 (飽和狀態(tài):自重+暴雨)
根據(jù)邊坡各層巖土體的主要力學(xué)指標(biāo)參數(shù),并結(jié)合野外調(diào)查綜合分析確定其潛在滑動面,選取坡度最陡,覆蓋層最厚剖面,采用北京理正軟件土質(zhì)邊坡復(fù)雜土層穩(wěn)定模塊進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性分析。
根據(jù)滑坡勘查工作取得土工試驗(yàn)數(shù)據(jù),并結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)值,邊坡穩(wěn)定性計(jì)算巖土層物理力學(xué)參數(shù)按表1選用。
采用圓弧滑動法[1,3]進(jìn)行邊坡穩(wěn)定性計(jì)算分析,計(jì)算狀態(tài)分為兩個:①天然狀態(tài):自重;②飽和狀態(tài):自重+暴雨。
在天然狀態(tài):自重,邊坡的穩(wěn)定系數(shù)系數(shù)Fs=0.990,根據(jù)《滑坡防治工程勘查規(guī)范》(GB/T 32864-2016)滑坡穩(wěn)定狀態(tài)劃分,處于不穩(wěn)定狀態(tài)。在飽和狀態(tài):自重+暴雨,邊坡的穩(wěn)定系數(shù)系數(shù)Fs=0.883,處于不穩(wěn)定狀態(tài)。穩(wěn)定性系數(shù)計(jì)算公式如下:
式中:Fs-穩(wěn)定系數(shù);c-滑帶土粘聚力(kPa);L-滑帶長度(m);φ-滑帶土內(nèi)摩擦角(°);Wi-第i條塊的重量(kN/m);αi-第i條塊滑面傾角(°);
通過對該邊坡的定性分析和定量計(jì)算結(jié)果表明,邊坡人工開挖致使邊坡坡度過陡,本已經(jīng)處于不穩(wěn)定狀態(tài),在遭遇自重+暴雨工況下,由于長時間強(qiáng)降雨導(dǎo)致粘性土、全風(fēng)化巖變形及軟化崩解,將更加不利于邊坡穩(wěn)定性,在此條件下邊坡再次發(fā)生滑坡地質(zhì)災(zāi)害的可能性大,需對其采取防治措施。
(1)邊坡巖性為花崗巖風(fēng)化殘積土,厚度較大,滑坡平面呈不規(guī)則狀,屬于淺層大型土質(zhì)滑坡[4-7]。
(2)滑坡地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的誘發(fā)內(nèi)因是組成邊坡的粘性土層和花崗巖風(fēng)化層具有受水浸泡變軟特性,在強(qiáng)降雨作用下,抗剪強(qiáng)度降低,致使邊坡失穩(wěn)發(fā)生滑坡地質(zhì)災(zāi)害;外因是由于高強(qiáng)度的人類工程活動,導(dǎo)致邊坡坡面植被稀疏、邊坡過陡且前緣臨空,在雨水沖刷及干濕交替作用下引起巖土體應(yīng)力不利變化。
(3)根據(jù)邊坡地形地貌、巖土組成及邊坡穩(wěn)定性計(jì)算綜合分析,邊坡天然狀態(tài)下處于不穩(wěn)定狀態(tài),在外界因素(如強(qiáng)降雨等)誘發(fā)下,再次發(fā)生滑坡地質(zhì)災(zāi)害的可能性大,嚴(yán)重威脅到邊坡下部村民的生命和財(cái)產(chǎn)安全,應(yīng)及時采取措施進(jìn)行治理。