北川山東產(chǎn)業(yè)園區(qū)滑坡變形特征及形成機(jī)制

劉文彬 閆小旗 劉峻豪

(1.四川省綿陽(yáng)川西北地質(zhì)工程勘察院，四川 綿陽(yáng) 621000; 2.西南科技大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院，四川 綿陽(yáng) 621010)

0 引言

北川山東產(chǎn)業(yè)園區(qū)滑坡位于北川縣山東產(chǎn)業(yè)園北側(cè)，屬侵蝕堆積類型。北側(cè)斜坡帶北高南低，地面高程555.47 m～580.12 m，相對(duì)高差24.65 m;西側(cè)斜坡帶地面高程555.51 m～566.05 m，相對(duì)高差10.54 m，整個(gè)場(chǎng)地地形起伏變化較大。坡下場(chǎng)地已整平，在坡腳處形成臨空面。北側(cè)斜坡帶上有板房?jī)勺⒂型ㄟ^(guò)的道路和新修水渠，呈東西走向，受5·12汶川大地震及北川山東產(chǎn)業(yè)園開發(fā)的影響，北側(cè)斜坡坡體由于滑坡局部沉陷變形較嚴(yán)重，在整個(gè)坡面上呈現(xiàn)多處裂縫，裂縫寬度達(dá)5 cm～10 cm。該滑坡給北川山東產(chǎn)業(yè)園的建設(shè)帶來(lái)一定的影響，為有效對(duì)該滑坡進(jìn)行治理，我們對(duì)北川山東產(chǎn)業(yè)園區(qū)北側(cè)滑坡的變形特征及形成機(jī)制進(jìn)行研究。

1 滑坡的地層結(jié)構(gòu)及巖土特征

場(chǎng)區(qū)出露地層為第四系全新統(tǒng)松散堆積物與侏羅系上統(tǒng)七曲寺組基巖，現(xiàn)將地層巖性自上而下進(jìn)行分述。

②侏羅系上統(tǒng)七曲寺組(J3q)。泥巖，淺紅色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，薄～中厚層狀為主，層理發(fā)育，軟巖，具有遇水軟化，失水后開裂崩解的特性，分布均勻，產(chǎn)出大，常見灰綠色斑團(tuán)和條帶。強(qiáng)風(fēng)化泥巖，長(zhǎng)期受水浸泡，巖體較破碎，強(qiáng)度較低，手可掰碎，鉆探揭示厚度2.2 m～3.5 m;中風(fēng)化泥巖，巖體完整性較好，未見有破碎情況，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅳ級(jí)，屬軟質(zhì)巖。

2 滑坡的基本特征

北側(cè)部分斜坡由于滑坡坡體產(chǎn)生變形(見圖1，圖2)，坡頂高程580.12 m，南側(cè)坡腳高程 556.42 m，相對(duì)高差 24.65 m，滑坡后壁明顯，坡體局部沉陷變形，在整個(gè)坡面上呈現(xiàn)多處裂縫，裂縫寬度可達(dá)5 cm～10 cm。西側(cè)斜坡相對(duì)高差約10 m，經(jīng)人工開挖，坡腳處形成臨空面，坡體上局部有小規(guī)模土體溜滑。所有斜坡帶均未設(shè)置擋土結(jié)構(gòu)。

圖1 北川山東產(chǎn)業(yè)園區(qū)北側(cè)滑坡平面圖

圖2 北川山東產(chǎn)業(yè)園區(qū)滑坡剖面圖

滑坡體剪出口前緣臨空面為坡腳。變形破壞明顯，變形體橫寬約60 m，縱長(zhǎng)約90 m。滑坡體地表為斜坡部位，坡度15°～30°，坡腳處接近90°，主滑方向?yàn)?45°，斜坡中部有道路通過(guò)，寬約8 m。

滑坡平面形態(tài)呈圈椅形，前緣至坡腳，標(biāo)高為556.4 m左右，后緣至標(biāo)高為580.1 m左右沉陷處為邊界，左右兩側(cè)以剪切裂縫為界。相對(duì)高差23 m左右，變形破壞明顯，變形體橫寬約60 m，縱長(zhǎng)約90 m，主滑方向?yàn)?45°。滑體方量約1.9×104m3，屬小型滑坡;該滑坡滑體厚度均小于10 m，屬淺層滑坡;根據(jù)運(yùn)動(dòng)方式該滑坡為牽引式滑坡。滑坡區(qū)后緣處地面出現(xiàn)明顯拉張裂縫，裂縫走向大多呈西南至東北向，縫寬多為5 cm～10 cm不等，且出現(xiàn)整體松弛下陷。

3 滑坡物質(zhì)組成及結(jié)構(gòu)特征

1)滑體:據(jù)勘察揭示滑體物質(zhì)主要為粉質(zhì)粘土，黃褐、淺黃、棕紅色，含少量塊石，碎石含量分布不均，結(jié)構(gòu)松散。滑體厚度為0.8 m ～5.5 m。

2)滑帶:據(jù)勘察揭示，滑坡主要沿著強(qiáng)風(fēng)化泥巖與殘坡積粉質(zhì)粘土接觸面滑動(dòng)，滑帶土主要是粉質(zhì)粘土，褐黃或淺紫紅色，較濕，可塑狀，稍有光澤，干強(qiáng)度高，韌性中等，無(wú)搖振反應(yīng)。土中含少量鐵錳質(zhì)斑團(tuán)。主要分布于強(qiáng)風(fēng)化泥巖上部，系基巖風(fēng)化產(chǎn)物，滑帶厚度為0.5 m ～2.0 m。

3)滑床:據(jù)勘察揭示滑床為侏羅系七曲寺組泥巖，淺紅色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，薄～中厚層狀為主，層理發(fā)育，軟巖，滑床長(zhǎng)期受水浸泡，易軟化開裂崩解，分布均勻，產(chǎn)出大，常見灰綠色斑團(tuán)和條帶。基巖面形態(tài)總體呈折線狀，基巖面傾角一般18°～43°，中，上部較陡、下部稍緩。

4 滑坡影響因素及形成機(jī)制

根據(jù)地面調(diào)查及勘探點(diǎn)揭露情況綜合分析，滑坡產(chǎn)生位移變形受控于地質(zhì)結(jié)構(gòu)、物質(zhì)組成、地形條件、大氣降水、地震、人類活動(dòng)因素等。

1)地層巖性。

該滑坡地層主要為粉質(zhì)粘土及強(qiáng)風(fēng)化泥巖，強(qiáng)風(fēng)化泥巖長(zhǎng)期受水浸泡，易軟化開裂崩解，為滑坡的形成提供了豐富的物質(zhì)基礎(chǔ)。滑體土主要以粉質(zhì)粘土夾碎石、基巖碎塊，透水性相對(duì)較好。滑帶為粉質(zhì)粘土層，下部為泥巖，透水性差，具有隔水性。故地下水易在巖土接觸帶匯集徑流，加劇泥巖的風(fēng)化、泥化，或使原基巖面的粉質(zhì)粘土飽水軟化，易形成軟弱面(帶)，為滑坡形成提供了良好的巖性組合，利于形成滑動(dòng)面。這種地層為易滑地層，為下滑力的形成提供了動(dòng)力源泉。

2)地形地貌。

工程區(qū)位于斜坡地帶，從地形上來(lái)看，呈梯坎狀，有利于地表水入滲，滑坡地表斜坡坡度在25°左右，基巖面坡度角15°左右。前緣由于場(chǎng)地施工開挖形成有效的臨空面，具備了臨空的滑移變形條件。

3)大氣降水與地下水的作用。

大氣降水與地下水的作用是滑坡形成的重要因素，區(qū)內(nèi)6月～9月降雨量最多，占全年降雨量的75%。多年平均降雨量1 058.4 mm，歷年極值降雨量1 587.2 mm。大氣降水隨雜填土滲透到滑帶，降低潛在滑帶土的強(qiáng)度，提高滑體容重，造成下滑力增大，抗滑力減小，為滑坡的最后形成起到了促進(jìn)作用。

4)地震和余震的作用。

地震對(duì)滑坡主要有兩種影響，一種是震中區(qū)土體受到垂直地震力的影響，使土體更加松散和發(fā)生崩滑;另一種是指向坡外的水平地震力易使土體失穩(wěn);“5·12”特大地震的發(fā)生，產(chǎn)生極大地震力，使原本處于穩(wěn)定狀態(tài)土體發(fā)生變形甚至破壞，這是產(chǎn)生滑坡的重要因素。

5 結(jié)論及滑坡治理建議

根據(jù)上述地質(zhì)環(huán)境、工程地質(zhì)條件和穩(wěn)定性宏觀分析等綜合分析，可得出以下結(jié)論:

1)在天然情況下，滑坡穩(wěn)定性系數(shù) Fs值為1.31～1.16，整個(gè)坡體處于總體穩(wěn)定狀態(tài)。

2)當(dāng)遇連續(xù)暴雨時(shí)，滑坡的發(fā)展趨勢(shì)發(fā)生了明顯變化，即各剖面的穩(wěn)定性系數(shù)Fs值為0.88～0.98，處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

3)在地震情況下，各剖面的穩(wěn)定性系數(shù)Fs值為0.92～1.05，處于不穩(wěn)定～欠穩(wěn)定狀態(tài)。

總之，滑坡隨著工況條件的變化，其穩(wěn)定性也發(fā)生變化，總體表現(xiàn)為由穩(wěn)定到欠穩(wěn)定，以致失穩(wěn)滑動(dòng)的發(fā)展過(guò)程，但由于坡體本身?xiàng)l件的不同，變形發(fā)展有一定的差異，各部分穩(wěn)定性也有一定的差異，變形狀況也不一致，其破壞形式表現(xiàn)為局部至整體的失穩(wěn)破壞。

針對(duì)滑坡的變形特征，特提出如下治理建議:加強(qiáng)滑坡區(qū)統(tǒng)一的規(guī)劃管理，嚴(yán)禁在滑坡區(qū)不合理的開挖、堆載，杜絕違章修建;采取必要的工程措施，根據(jù)滑坡的地形條件和地質(zhì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，結(jié)合規(guī)劃建設(shè)，對(duì)滑坡采取支擋及排水措施為主，局部護(hù)坡為輔進(jìn)行治理;新建擋墻整治施工應(yīng)分段開挖，并注意產(chǎn)生坑壁土體坍塌。

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