千島湖某公路滑坡機理分析與穩定性分析

邵建然 周文斌 謝世剛

0 引言

千島湖某公路地貌單元為丘陵地貌，地勢整體北高南低，地形自然坡度下緩上陡。滑坡體處在山體下部，其前緣為千島湖大道。

測段內某段路北側斜坡，以挖方的形式從斜坡坡角通過某段路基右側130m長的挖方邊坡，挖方最深處 3.3m。開挖后地貌出現多條拉張裂縫，隨后快速發展成滑坡。滑坡發生后對滑坡進行了應急減載治理，本文根據地質勘察資料，對該滑坡的形成機理，減載前后的穩定性進行了評價，并對可能的幾種工況情況下滑坡的穩定性進行了評價。對該工程設計提供了依據，對了解該地區的地質災害的形成演化具有很重要的指導意義。

1 滑坡的地質條件

1.1 地形地貌

滑坡區地處淳安縣，地形呈下緩上陡的趨勢。滑坡體處在山體下部，其前緣為千島湖大道，現滑坡區為臺階狀地形，臺階寬度一般在3.0m～7.0m不等，臺階高度在9.0m～11.0m不等。

1.2 地質構造

滑坡區位置處于一倒轉向斜北西翼核部處，該向斜核部地層為侏羅系上統勞村組，產狀為 345°～0°∠20°～35°;向斜兩翼地層均為志留系上統，產狀為 142°∠45°，與下覆侏羅系上統勞村組呈角度不整合接觸。

1.3 地層巖性

區內揭露地層主要為:第四系殘坡積層(Qel-dl)含角礫粉質粘土、侏羅系上統勞村組(J3l)泥質粉砂巖局部夾凝灰質砂巖、凝灰巖、礫巖及志留系上統(S3)細砂巖局部夾黃綠色泥巖，現將地層由新至老闡述如下:

①含角礫粉質粘土:第四系，褐黃色，稍濕，可塑。角礫成分主要為強風化的砂巖，厚度在4.20m～19.30m，角礫分選與磨圓差。

②中～強風化細砂巖:暗紫色間夾黃綠色，細砂質結構第四系，屬較軟巖，巖體破碎，巖體基本質量等級為Ⅴ類。厚度在3.25m～9.2m。

③泥質粉砂巖:侏羅系上統勞村組(J3l)，砂巖巖體呈碎裂構造，強度低，質量差，質量等級為Ⅴ。粉砂質結構，中厚層狀構造，抗風化能力較弱，節理裂隙較發育。

1.4 水文地質條件

該滑坡區地下水主要為孔隙水和基層裂隙水，巖類孔隙水主要賦存坡腳堆積體，基巖裂隙水賦存于基巖的節理裂隙中，主要賦存于路基與坡體中下部，地下水主要靠大氣降水補給。

2 滑坡特征與機理分析

2.1 滑坡特征

1)滑坡周界:主滑方向為 165°，后緣寬約 64.00 m，前緣寬140m，后部寬64m，平均寬約100.00m，前后緣高差55.00m。剪出口位于目前路基開挖邊坡坡腳。滑坡體平面形似“圈椅”形(見圖1)。

2)滑坡面及滑床:滑床巖石被切割成碎塊狀，砂巖、泥質粉砂巖為碎裂結構。

3)滑體:該滑坡面積約1.20萬m2，鉆孔揭露滑體土平均厚度10.00m，體積約12.00萬m3，屬中型滑坡。

4)滑坡裂縫:滑坡后緣主要由兩條還未完全與側壁裂縫貫通裂縫L1，L2構成，最大錯落0.7m，左側緣裂縫較右側緣發育，而右側緣向坡下路基方向延伸時逐漸減弱至消失。

2.2 滑坡機理分析

該滑坡的形成與發展主要受基巖巖性、水、地質構造、人類工程活動等因素的控制。

1)地形條件:

地形呈下緩上陡的趨勢，四周高中部低，利于大氣降水匯集于滑體并下滲至滑床，且臺階狀地形也利于雨水在滑坡體內長時間積累，為滑坡變形和滑移的形成提供了有利的地形地貌條件。

2)巖土體性質:

滑坡體第四系殘坡積層含角礫粉質粘土、強風化粉砂質泥巖，厚度較大，呈散體結構，巖性以粉質粘土及碎石為主，透水性較好，力學性能差，抗剪強度低，特別是強風化細砂巖，巖性軟硬相間，層間多軟弱結構面。下伏的中等風化細砂巖及全風化泥質粉砂巖，結構均較致密，透水性差，為一天然的隔水層。在長期雨水作用下，強風化細砂巖層間軟弱層飽和，強度降低，呈軟塑粉質粘土狀，易發生層間滑動，是滑坡形成的內在條件，且滑坡的縱向滑床均是后緣陡，前緣逐漸變緩，為滑坡滑動提供了有力的條件。且巖層傾向與主滑方向基本一致，易形成良好的順坡滑動面，是滑坡形成的內在條件。

3)水的影響:

由于開挖時正處于雨季，斜坡降水全部沿松散的土層下滲，增大巖土重度，粘土侵入坡體結構面構成潤滑介質。降低了軟弱結構面的抗剪強度，誘使坡體失去平衡下滑變形。裂隙水與孔隙水張性節理裂隙發育，加劇裂隙水沿節理、裂隙滲入，對穩定造成不利影響。

4)人類工程活動:

挖方形成臨空面，削減了邊坡的抗滑力，使一定范圍內的巖體應力狀態出現調整，導致此范圍內的巖體更破碎、松散，原生剪節理出現拉張現象，坡體穩定狀態被打破。使前部坡體失穩向前滑移，進而牽動后部土體滑動，這種滑動過程經歷多次，逐級向外擴展，形成牽引式滑坡[1-3]。

3 滑動面穩定性分析

3.1 滑坡計算工況

論文針對開挖前后、減載前后分別在天然狀態與連續降雨兩種工況下進行分析。

3.2 滑坡穩定性計算

1)計算指標。根據原狀土試樣室內浸水快剪、浸固快、多次剪切試驗成果，確定各滑動面的驗算強度指標參數取值情況(見表1)。

表1 滑帶土參數取值表

2)計算公式選取。

滑面呈折線形，故穩定計算采用規范推薦如下所示折線形滑動面計算公式，剩余下滑力計算按傳遞系數法[4]。限于篇幅，在此不描述字母含義。

3)計算方案選取。

經綜合分析滑坡滑體、滑床巖土體特征，本次選定如表 2所示兩種計算工況計算評價滑坡穩定性。選擇主滑剖面 2—2′進行計算，并對開挖前后、減載前后的穩定性進行計算。減載前后滑坡在不同工況下穩定性見表 2，表 3。

表2 開挖前后滑坡穩定性系數

表3 減載前后滑坡穩定性系數

4)穩定性評價。

開挖前滑坡在天然條件下處于穩定狀態，連續降雨條件處于基本穩定狀態，減載前滑坡在天然條件，連續降雨或地震條件下處于不穩定狀態;減載后滑坡在天然條件下處于基本穩定狀態，而在連續降雨條件下處于不穩定狀態，上述計算與滑坡目前所處狀態一致，計算結果可信，為此滑坡在減載后仍需要治理。

4 結語

1)此滑坡周界基本形成滑帶，屬牽引式滑動。2)人工開挖是滑坡發生的直接原因，地形、巖性、水、人類工程活動為其誘因。3)滑坡在開挖前處于穩定狀態，開挖后未減載時在天然、降雨工況下均處于不穩定狀態，減載后在連續降雨情況下處于失穩狀態。滑坡整體穩定性分析，其結果與滑坡實際情況基本吻合。

[1] 張倬元，王士天，王蘭生.工程地質分析原理[M].北京:地質出版社，1994.

[2] 王恭先，徐峻齡，劉光代，等.滑坡學與滑坡防治技術[M].北京:中國鐵道出版社，2004.

[3] 謝守益，徐衛亞.降雨誘發滑坡機制研究[J].武漢水利電力大學學報，1999，32(1):21-23.

[4] GB 50330-2002，建筑邊坡工程技術規范[S].