某滑坡的特征機理研究及穩(wěn)定性評價

蒙 軍

(廣州誠安路橋檢測有限公司，廣東 廣州 51000)

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某滑坡的特征機理研究及穩(wěn)定性評價

蒙 軍

(廣州誠安路橋檢測有限公司，廣東 廣州 51000)

由于地形和地質(zhì)條件的限制，高速公路修建中難免會出現(xiàn)大填、大挖方路段，相伴而來出現(xiàn)了大量的滑坡問題。文章對某工程滑坡實例的滑坡特征及影響因素進行了深入探討，并結(jié)合該滑坡的形成機理，對其穩(wěn)定性進行定性的分析，提出了相應(yīng)的治理措施。

滑坡；滑坡特征；影響因素；機理分析；穩(wěn)定性評價

0 引言

滑坡是指斜坡上的巖土體在重力作用下，受自然或人為活動的影響，沿著斜坡內(nèi)部一個或幾個滑動面(或者滑動帶)整體地、緩慢地向下滑動(以水平位移為主)的現(xiàn)象[1]。隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，基礎(chǔ)工程建設(shè)的難度越來越大。修建的公路和鐵路常需要面臨各種復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境，由于這些地形和地質(zhì)條件的限制，難免會出現(xiàn)大填、大挖方路段[2-3]。由于受到人類改造自然的影響，大量的滑坡給公路建設(shè)、運營帶來了巨大的經(jīng)濟損失。面對不同性質(zhì)的滑坡，其處治方法也應(yīng)不同，這樣才能保證滑坡治理既經(jīng)濟合理，又安全可靠[4-5]。本

文結(jié)合相關(guān)滑坡實例，對滑坡的特征和形成機制進行了相關(guān)研究，分析滑坡產(chǎn)生的原因，對其穩(wěn)定性進行定性分析評價。通過以上分析，為該滑坡治理提供科學(xué)依據(jù)，供類似工程參考。

1 概況

1.1 工程概況

該滑坡地段屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候，氣候溫和，雨量充沛，四季分明。地勢西南高東北低，最大地形高程298 m，位于西北側(cè)斜坡坡頂，最小高程在東北側(cè)溝谷地帶，約230 m左右，地形坡度角一般為25°～40°，相對高差約70 m。受區(qū)域構(gòu)造影響，巖體節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體較破碎，完整性較差，在泥巖底部與砂巖頂部接觸帶，分析推測存在有軟若夾層。裂隙延展性較差，間距較大。地表淺部巖體風(fēng)化裂隙發(fā)育，方向分散，密度較大，由于層面與節(jié)理、裂隙相互組合切割，因而淺部巖體完整性顯著降低，在降雨等不利因素作用下，易形成滑坡、危巖等地質(zhì)災(zāi)害。

1.2 水文地質(zhì)概況

滑坡區(qū)地層上部以第四系統(tǒng)全新人工填土層為主，之下為殘坡積層，下部以侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組泥巖和砂巖為主。地下水主要是由松散巖類孔隙水和基巖裂隙水構(gòu)成。其中，松散巖類孔隙水以大氣降水為主要補給來源。由于人工填土結(jié)構(gòu)松散，透水性較好，同時受匯水面積小，補給條件差，加之沖溝切割，縱坡降大，地下水排泄條件好。基巖裂隙水賦存于侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組砂巖地層中，巖性以泥巖為主，為相對隔水層，巖體裂隙延展性較差，間距較大，貫通性差，賦水條件差。

2 滑坡特征

2.1 滑坡邊界、形態(tài)及規(guī)模

該滑坡為一巖質(zhì)滑坡，橫寬200～220 m，縱長約110 m，體積約1.2×105 m3，坡度25°～40°。滑坡后緣高程約297 m，前緣剪出口高程約250 m，主滑方向72°。滑體物質(zhì)主要為紫紅色泥巖及少量粉質(zhì)黏土，夾碎塊石。

滑坡兩側(cè)邊界以剪切裂縫為界，邊界條件十分明顯。滑坡后緣拉裂縫與兩側(cè)剪切裂縫已經(jīng)相互貫通，后緣拉裂縫最寬達3.50 m，最大可見深度5.8 m。后緣拉裂縫剛形成時，寬1～2 m，最深處約為8～9 m。兩側(cè)剪切裂縫最寬達1.20 m(南側(cè))，裂縫延伸長約250 m，后壁垂直錯距最大0.5 m，裂縫呈弧形圈椅狀沿滑坡邊界分布，由外向內(nèi)，共有4組近平行方向的裂縫。外部一條裂縫寬度最大，已貫通，最大可見深度4.50 m。滑體內(nèi)部拉裂縫分布較多，走向一般與滑坡主滑方向近于平行或垂直。

前緣位于斜坡坡腳人工切坡處，剪出口被滑坡堆積體覆蓋。滑坡前緣由于滑坡滑動堆積，顯得非常雜亂，堆積塊石大小不一，其中最大塊體體積達5 m3，前緣拉裂縫分布密集，將滑體分割破碎。滑坡縱長95 m，橫寬140 m，整體呈半圓狀，面積為9 650 m2，平均厚度為10.12 m，方量為97 700 m3，主滑方向68°。

2.2 滑體特征

滑坡滑體厚度為6.45～19.60 m，平均厚度為10.12 m，滑體縱向上具中上部緩下部陡、上部厚度小中下部厚度大，橫向上具中間厚兩側(cè)稍薄的特點。由于滑坡沿巖體層面發(fā)生，因此，滑體總體上厚度差異不大。滑體物質(zhì)主要為砂質(zhì)泥巖、砂巖及表部少量殘坡積粉質(zhì)黏土。砂質(zhì)泥巖、砂巖互層，以砂質(zhì)泥巖為主，常見尖滅和相變現(xiàn)象[6]。

2.3 滑帶特征

滑坡是在基巖中產(chǎn)生的滑動，滑體滑帶受控于基巖層面。滑帶發(fā)育于一層厚0.26～0.54 m的軟弱夾層中。軟弱夾層主要為砂質(zhì)泥巖，呈紫紅色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)。滑帶為粉質(zhì)黏土夾礫石，在現(xiàn)場勘探過程中，滑帶位置巖芯破碎。滑坡主滑方向68°，滑面傾角總體上與基巖層面傾角一致，傾角約為13°。

2.4 滑床特征

滑床主要為一套厚大完整的砂巖，在滑坡范圍的埋深為6.58～20.53 m。該層砂巖頂部有厚0.1～1 m的砂質(zhì)泥巖，其上就是滑面。

3 影響因素

根據(jù)該滑坡所處的地質(zhì)環(huán)境、滑坡時間、誘發(fā)因素和滑坡變形規(guī)律綜合考慮，分析該滑坡發(fā)生滑動的影響因素，可總括為內(nèi)因和外因兩類，其中外因為誘發(fā)因素。

3.1 內(nèi)因

(1)地層巖性

滑坡發(fā)生于侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組砂泥巖地層中，該層砂質(zhì)泥巖具有層面裂隙發(fā)育，露頭易風(fēng)化的特點，而且成層明顯。特別是巖層中普遍存在一層砂質(zhì)泥巖軟弱夾層，巖石強度低，裂隙發(fā)育，較破碎，遇水易崩解，坡體容易沿該軟弱層面發(fā)生滑動而形成滑坡。

(2)構(gòu)造裂隙

沿現(xiàn)滑坡后緣、兩側(cè)邊界及前緣南側(cè)和北側(cè)，X狀陡傾裂隙密集發(fā)育，將巖體分割成塊狀，有利于巖體的滑動。

(3)地形地貌

滑坡區(qū)地形坡度角平均15°左右，前后緣地形高差較大，前緣為一人工切坡形成的邊坡，具有滑坡產(chǎn)生滑動的臨空面。

(4)坡體結(jié)構(gòu)

滑坡區(qū)斜坡為順向坡，基巖層面傾向與斜坡坡向近于一致，層面裂隙發(fā)育，且?guī)r層傾角為13°，較利于巖體沿層面產(chǎn)生滑動。

3.2 外因

(1)降雨

滑坡區(qū)雨量充沛，且多暴雨、連續(xù)降雨，砂質(zhì)泥巖為相對隔水層，而本滑坡滑面大多沿基巖層面發(fā)生，故滑帶附近為地下水相對富集區(qū)。滑坡發(fā)生前三天，該區(qū)域連續(xù)降雨，累計降雨量約為65 mm。降雨經(jīng)裂隙到達軟弱夾層，使得滑帶中的親水礦物產(chǎn)生溶解、軟化，滑帶的強度降低，加速了滑移面的發(fā)展，破壞了坡體結(jié)構(gòu)，為滑坡發(fā)生提供了客觀條件。

(2)人類工程活動

在工作區(qū)人類工程活動較強烈，對原始斜坡進行了切坡，并且在切坡過程中進行了放炮施工，為滑坡的發(fā)生提供了有利條件。

4 滑坡形成機制

該滑坡滑動之前的原始地形為一個斜坡，坡角15°左右，坡體結(jié)構(gòu)為順向坡，基巖層面傾向與斜坡坡向近于一致，層面裂隙發(fā)育，巖層傾角為13°。后因建設(shè)需要進行切坡，坡角大致為70°～75°，坡向與巖層傾向斜交28°，仍為順向坡，切坡使前后緣地形高差增大，巖層層面進一步臨空。

滑坡發(fā)生前三天，該滑坡區(qū)域連續(xù)降雨，累計降雨量約為65 mm。降雨經(jīng)裂隙到達軟弱夾層，使得滑帶中的親水礦物產(chǎn)生溶解、軟化，滑帶的強度降低。同時，連續(xù)降雨使滑體重量增大，在這幾方面的共同作用下，滑坡體沿已經(jīng)軟化的軟弱夾層發(fā)生滑動。滑坡滑動方向受控于巖層(軟弱夾層)傾向，同時受邊坡臨空方向影響，使滑坡滑動方向與巖層傾向斜交，偏向邊坡坡向。

滑坡滑動時，前緣滑面(軟化的軟弱夾層)并不臨空，前緣受阻，滑坡前緣向上翹起剪出。滑坡后緣和兩側(cè)邊界皆位于裂隙集中發(fā)育區(qū)，后緣沿一系列的X狀構(gòu)造裂隙呈鋸齒狀拉開，兩側(cè)也受控于裂隙，發(fā)生平直的錯裂。滑坡滑動時，滑體整體向前滑移，前緣受阻，滑體前部受力不均，加上本身就裂隙發(fā)育，于是前緣邊坡陡壁發(fā)生崩解，巖體呈碎塊狀垮塌于前緣。同時，滑體滑動時前緣底部受阻，上部臨空，使滑體受力不均而產(chǎn)生垂直主滑方向的拉裂縫，滑體前部向滑動方向傾倒；滑體滑動時，左翼、中部、右翼的滑動條件也各不相同，滑體受力不均而產(chǎn)生近平行主滑方向的裂縫。滑坡前緣向上翹起剪出后，阻力進一步加大，達到平衡后暫時停止整體滑動。

滑坡滑動后，后緣拉裂縫受卸荷裂隙影響，開始向拉裂縫內(nèi)垮塌，使后緣拉裂縫寬度加大，深度減小，深度減小到一定程度后停止垮塌。滑坡滑動暫時停止后，前緣滑體的受力不均依然存在，前緣破碎巖體陸續(xù)發(fā)生垮塌，掉塊現(xiàn)象。

5 滑坡穩(wěn)定性分析

據(jù)地表變形特征以及現(xiàn)場實際情況，結(jié)合滑坡滑體結(jié)構(gòu)、滑帶土強度、滑面形態(tài)、主滑段、抗滑段滑體重量、地下水及人類工程活動、目前滑坡穩(wěn)定性現(xiàn)狀等，對該滑坡進行綜合定性判斷，其結(jié)果為滑動階段，如表1所示。

表1 滑坡變形動態(tài)綜合分析表

6 結(jié)語

(1)該滑坡為巖質(zhì)順層滑坡，屬于新滑坡，按滑動方式為牽引式滑坡，按滑體厚度為中層滑坡，按滑體體積為小型滑坡。目前，該滑坡仍屬于滑動階段，建議對其進行相應(yīng)的治理。

(2)針對滑坡前緣拉裂縫發(fā)育、有一定量滑坡堆積體的具體情況，先對前緣滑坡堆積體、破碎巖體進行清理并放坡，放坡后采用鋼筋混凝土格構(gòu)護坡，坡底設(shè)抗滑樁支擋。再輔以排水工程、生物固坡等工程。

(3)建議在滑坡兩側(cè)緣修建截排水溝，以利于截排滑坡體上以及滑坡體外的地表水。對滑坡后緣和邊界拉裂縫采用黏性土進行充填即可。

[1]謝建清.滑坡治理方法及其應(yīng)用實例[J].地質(zhì)與勘探，1995，31(3)：58-62.

[2]任偉中，范建海，方曉睿，等.某滑坡的力學(xué)機理分析與綜合整治研究[J].巖土力學(xué)，2003，24(3)：431-434.

[3]孫英勛.云南山區(qū)高速公路滑坡治理研究[J].公路交通科技，2005，22(4)：49-52.

[4]鄭穎人，陳祖煜，王恭先，等.邊坡與滑坡工程治理(第二版)[M].北京：人民交通出版社，2010.

[5]徐邦棟.滑坡與防治[M].北京：中國鐵道出版社，2001.

[6]常士驃，張?zhí)K民.工程地質(zhì)手冊(第四版)[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2007.

Characteristics Mechanism Research and Stability Evaluation of A Landslide

MENG Jun

(Guangzhou Cheng-an Road & Bridge Inspection Co.，Ltd.，Guangzhou，Guangdong，51000)

Due to the restrictions of topography and geological conditions，the expressway construction will inevitably encounter the large filling and large excavation sections，accompanied by a large number of landslide problems.This article conducted the in-depth discussions on the landslide characteristics and influencing factors of an engineering landslide case，and combined with the formation mechanism of this landslide，it conducted the qualitative analysis on its stability，and proposed the corresponding control measures.

Landslide；Landslide characteristics；Influencing factors；Mechanism analysis；Stability evaluation

蒙 軍(1983—)，工程師，從事隧道橋梁邊坡監(jiān)控和檢測工作。

U418.5+5

A

10.13282/j.cnki.wccst.2015.11.007

1673-4874(2015)11-0032-04

2015-10-09