七泉村滑坡地質災害發育特征及其穩定性分析

段鵬飛

(山西省煤炭地質資源環境調查院，山西太原 030006)

七泉村滑坡始于1984年9月，由于連續40 d強降雨，使得組成坡體的粉質粘土呈飽和、軟塑～流塑狀態，坡體在重力作用下，發生整體性的塑性變形，致使覆蓋層與基巖接觸面發生滑動，滑坡后壁出現約3 m的錯臺，在滑坡體上發育有多條與主滑方向近垂直的拉張裂縫，滑坡前緣出現多處鼓脹及裂縫，造成村民房屋毀壞約30間、損毀耕地約60余畝。進入2011年9月汛期以來，由于該區降雨集中，且強度較大，特別是后壁沿黃公路上的水通過涵洞進入到滑坡體，使滑坡活動加劇，致使滑坡前緣的9戶村民房屋破壞，沿黃公路及耕地出現錯落裂縫。

1 滑坡特征

1)滑坡體特征。滑坡體總體呈南北長，東西短分布，該區后緣裂縫帶、沉陷帶明顯，前緣地面鼓脹，鼓脹高度約1.0 m，該區主滑方向長約100.0 m，寬約115.0 m，在前緣房屋向前推進約0.35 cm，主滑方向254°;在最北部牽引影響有一小型滑坡，其后緣有弧形裂縫(L1)，前緣僅有微小裂縫，長約74.0 m，寬約30.0 m。前緣處于村南沿黃公路上坡拐彎陡坎處，變形特征主要為地面開裂，泉水出露，并在前緣陡坎處有次生小型崩塌，崩塌體積約5 m3～8 m3，該區長約125.0 m，寬約100.0 m。滑坡體主要由第四系粉質粘土組成，褐黃、褐紅色，濕～飽和，軟可塑～軟塑，局部含礫巖塊及泥巖、煤矸石碎塊。主要為坡積形成，在后緣較薄僅2 m～5 m，中部前緣相對較厚，約8.0 m～12.0 m。2)滑床特征。滑床主要由二疊系下統山西組泥巖、砂巖等組成，全～強風化，在飽和狀態下，為較軟巖，飽和單軸抗壓強度為15 MPa～23 MPa，干燥狀態下為較硬巖，產狀275°∠7°。滑床面起伏不定，局部平緩。3)滑帶面特征。該滑坡自1984年開始活動，一直表現為后緣開裂、沉陷，不同的前緣鼓脹，位移量很小，滑坡整體并未形成明顯的滑動面，僅局部有滑動痕跡。依據變形特征，滑動面為上覆坡積的粉質粘土與基巖分界面，滑面呈不規則狀，隨界面變化呈起伏狀。

2 滑坡穩定性計算

1)計算工況及安全系數的確定。工況:暴雨+地震狀況，考慮勘察鉆探時揭露的地下水位線均在滑坡滑面以下，滑體整體都采用飽和重度進行計算;安全系數取1.2，并考慮地震水平力的影響。

2)計算原理。計算參數選擇依據JTG D30-2004公路路基設計規范，計算原理見圖1。公式為:

當Ti＜0時，應取Ti=0。

其中，Ti，Ti－1分別為第 i和第 i－1 滑塊剩余下滑力，kN/m;Fs為穩定系數;Wi為第 i滑塊的自重力，kN/m;αi，αi－1分別為第 i和第i－1滑塊對應滑面的傾角，(°);φi為第i滑塊滑面內摩擦角，(°);ci為第i滑塊滑面巖土粘聚力，kN/m;Li為第i滑塊滑面長度，m;ψi為傳遞系數。

圖1 滑坡穩定性計算原理

3)計算剖面的選取。選取了1—1'，2—2'這2個剖面作為七泉村滑坡穩定性分析的計算剖面(見圖2，表1，圖3，表2)。

圖2 1—1′剖面計算簡圖

圖3 2—2′剖面計算簡圖

表1 1—1'剖面滑坡推力計算表

表2 2—2'剖面滑坡推力計算表

4)計算參數的選取。

a.滑帶巖土體c，φ的取值。七泉村滑坡體為殘坡積土層，土質松散，給地表水下滲提供了有利條件，其下伏的全～強風化泥巖、砂巖、礫巖等組成隔水層，降雨季節地表水易沿松散的堆積層下滲，在巖土分界面形成軟弱帶，使滑帶(面)抗剪強度降低，加之后緣與剪出口高差很大，巖土界面傾角6°～50°，坡體在自然狀態下，處于穩定狀態。受長期降雨的作用，土體勢能將加大，在重力及疊加地震等不利因素作用下易造成土體失穩，沿巖土界面發生新的滑移。c，φ值的選取一般通過三種途徑確定，一是通過滑帶土的力學試驗直接獲得;二是通過滑坡體的穩定程度，反算求得c，φ值;三是通過經驗值類比確定。本滑坡由于要素發育完整，周界明確，勘察界定成果合理，c，φ值可通過反算法確定。根據滑坡勘察期間的穩定狀態，穩定系數按K=0.95取值，反算c，φ值。最終確定1—1'剖面的 c，φ 值分別為2.5 kPa，6°，2—2'剖面的 c，φ值分別為 6 kPa，7°。

b.巖體密度。滑體巖性以粉質粘土為主，結合試驗結果，密度平均值取為21.2 kN/m3。

5)滑坡穩定性及剩余下滑力計算結果。按上述計算模型和計算工況對七泉村滑坡進行了計算，滑坡穩定性及剩余下滑力的計算結果見表3。

6)計算結果評價。

a.評價標準。據DZ/T 0218-2006滑坡防治工程勘察規范(見表4)，滑坡穩定性狀態按穩定系數分四級。滑坡穩定狀態應根據滑坡穩定系數按表4確定。

表3 滑坡穩定性計算結果

表4 穩定性分級

b.滑坡穩定性評價。現狀條件下，滑坡后緣拉張裂縫沉陷帶由原始的2.4 m變為9.5 m，前緣鼓脹區域由0.5 m變為1 m。由穩定性計算結果表3以及穩定性分級表4可知，1—1'和2—2'剖面工況滑坡處于不穩定狀態。

7)滑坡發展變化趨勢。經滑坡的穩定性分析和推力計算，其結果表明該滑坡不穩定，若不治理，該滑坡在飽和狀態下有可能發生局部復活或全部復活的可能。需要對滑坡進行治理來保障沿黃公路穩定及七泉村安全。

［1］張隆剛.陳家溝滑坡特征穩定性分析及治理建議［J］.中國科技信息，2010(3):71-72.

［2］門青波，吳興輝，常玉娟.某滑坡機理分析與穩定性評價［J］.山西建筑，2013，39(21):74-75.