土—巖界面滑坡變形及成因分析—以陜西南部某滑坡為例

李 鵬，趙洋洋

1.長(zhǎng)安大學(xué)地質(zhì)工程與測(cè)繪學(xué)院，陜西 西安 710054;2.長(zhǎng)安大學(xué)地質(zhì)調(diào)查研究院，陜西 西安 710054

山區(qū)和丘陵地帶廣泛分布著松散堆積層滑坡，其中以土—巖界面滑坡最為常見(jiàn)，如三峽庫(kù)區(qū)96.63%和陜西南部山區(qū)92.3%的堆積層滑坡［1-2］、著名的長(zhǎng)江雞扒子滑坡、甘肅灑樂(lè)山滑坡［3］。這些滑坡災(zāi)害嚴(yán)重威脅人類(lèi)生命財(cái)產(chǎn)安全和制約著工程建設(shè)的順利實(shí)施。作為松散堆積層滑坡中較為常見(jiàn)的一種類(lèi)型，相關(guān)學(xué)者進(jìn)行了土—巖界面滑坡的變形規(guī)律、影響因素和形成機(jī)理研究［4-5］。

陜西南部地處秦巴山區(qū)，松散堆積層廣泛分布，以滑坡為主的地質(zhì)災(zāi)害十分發(fā)育，這其中又以土—巖界面滑坡類(lèi)型最為常見(jiàn)，因此，研究該類(lèi)型滑坡的變形破壞特點(diǎn)及其防護(hù)對(duì)策具有重要的理論和實(shí)踐意義。本文主要依托陜西南部某土—巖界面滑坡進(jìn)行相關(guān)問(wèn)題的分析研究。

1 研究區(qū)地質(zhì)概況

1.1 地形地貌

研究區(qū)地處陜西省西南部，總體地形為西高東低，地貌單元主要為河流二級(jí)階地和一級(jí)階地，后者地勢(shì)較低，人類(lèi)工程活動(dòng)破壞頻繁。坡面橫向形態(tài)起伏較大，溝溪發(fā)育。

1.2 地層巖性

區(qū)內(nèi)地層屬南秦嶺地層區(qū)的嵐皋～竹溪地層分區(qū)～高灘～兵房街地層小區(qū)。主要出露下古生界志留系和新生界第四系地層。

1.3 地質(zhì)構(gòu)造

研究區(qū)屬于揚(yáng)子板塊北部邊緣北大巴山構(gòu)造系，褶皺、斷裂較為發(fā)育。距研究區(qū)約1.8km 有斷層通過(guò)，受其影響巖體中節(jié)理、裂隙發(fā)育，較破碎。

1.4 新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)及地震

研究區(qū)在喜山期為斷塊升降構(gòu)造變形階段，至今仍有地震活動(dòng)記載，主要以微弱震為主。根據(jù)有關(guān)資料，研究區(qū)歷史地震一般震級(jí)1～1.6 級(jí)，地震水平動(dòng)峰值加速度為0.05g，對(duì)應(yīng)的地震基本烈度為VI度。

1.5 水文地質(zhì)特征

根經(jīng)勘察查明滑坡體地下水類(lèi)型主要為賦存于第四系松散巖類(lèi)含碎石粉質(zhì)粘土中的孔隙水和下伏基巖的基巖裂隙水。水補(bǔ)給來(lái)源較為豐富充足，由于局部滑塌堵塞公路邊溝，導(dǎo)致溝內(nèi)流水外溢向坡下直接滲流、補(bǔ)充于坡表土體裂隙中。

2 滑坡要素

該滑坡位于坡腳地帶，后緣為一陡坎，側(cè)緣錯(cuò)斷公路。滑坡剪出口位于坡腳已建的擋墻上部。后緣高程455.0m，滑坡前緣高程427.0m，相對(duì)高差28.0m。滑坡平面形態(tài)上窄下寬，后部呈弧形，狀似“大拇指”。縱向上，呈階梯狀形態(tài)，總體坡度20～30°。以公路為界，上部坡度較緩，下部較陡(圖1)，橫向上呈下凹的弧形。其長(zhǎng)約62m，南北寬18～26m，滑坡體厚度3.2～5m，上部較薄，下部較厚，總方量約5.9 ×103m3(圖1)。

根據(jù)坡面地形地貌特征，確定滑坡主滑方向約為61°。勘察揭示該滑坡為一土—巖界面滑坡，滑面呈弧形，上陡下緩，中部呈近直線(xiàn)狀，上部為含碎石粉質(zhì)粘土與基巖接觸面，下部為含碎石粉質(zhì)粘土層內(nèi)滑動(dòng)面。滑坡滑體組成物質(zhì)為含碎石粉質(zhì)粘土。滑帶土位于含碎石粉質(zhì)粘土底部，基巖面以上，厚度約1.2m，其顏色為灰褐色，富水，為凝灰質(zhì)礫巖全風(fēng)化殘積物，含水量較高，較為松散，有明顯擠壓變形跡象。滑床主要由強(qiáng)風(fēng)化～中風(fēng)化凝灰質(zhì)礫巖組成，其傾向坡內(nèi)，有利于坡體整體的穩(wěn)定性。

圖1 滑坡工程地質(zhì)剖面簡(jiǎn)圖

3 滑坡成因及變形分析

3.1 成因分析

該滑坡是古滑坡體上因降雨誘發(fā)的局部新的滑動(dòng)。滑體土具較弱的膨脹性能，裂隙發(fā)育，在大氣影響深度范圍內(nèi)，由于氣候的干濕交替變化，裂面多張開(kāi)，導(dǎo)水構(gòu)造和儲(chǔ)水構(gòu)造發(fā)育。同時(shí)由于滑坡后緣公路邊溝堵塞導(dǎo)致滯水外溢緩慢滲流，加之大氣降水以及坡面上農(nóng)作物長(zhǎng)期灌溉，使得淺層土體裂隙中地表、地下水來(lái)源豐富，長(zhǎng)期對(duì)下部土體進(jìn)行浸泡、軟化，使其含水量增加，裂隙水壓力和土體重度增大，抗剪強(qiáng)度逐步衰減。坡體內(nèi)部的土巖界面作為強(qiáng)度和地下水運(yùn)移、徑流的分界面，會(huì)對(duì)滑坡的形成起到控制作用，在土巖界面處其強(qiáng)度最低、但又具有較大的動(dòng)水壓力，從而使上部土體沿下部相對(duì)堅(jiān)硬的滑床面向邊坡下部蠕滑變形，形成滑坡。

3.2 變形特點(diǎn)

滑坡變形表現(xiàn)為如下四個(gè)方面;(1)公路持續(xù)沉陷并向下部滑移，公路內(nèi)側(cè)的擋墻傾斜;(2)滑坡體上的樹(shù)木發(fā)生傾斜;(3)滑坡體上部表層土體有滑塌現(xiàn)象;(4)公路下部地形較陡處向下蠕動(dòng)變形。

4 結(jié)論

以陜西南部山區(qū)土巖界面滑坡為研究對(duì)象，采用野外調(diào)查和地質(zhì)分析的方法進(jìn)行了滑坡變形特點(diǎn)與成因分析，得出結(jié)論如下:(1)該滑坡為一典型的土—巖界面滑坡，滑面上部為土—巖分界面，下部為含碎石粉質(zhì)粘土層內(nèi)錯(cuò)動(dòng)帶;(2)該滑坡的形成受地形地貌、地層巖性、地下水及人類(lèi)工程活動(dòng)共同的影響;(3)土—巖界面為此類(lèi)堆積層滑坡的強(qiáng)度分界面，同時(shí)也是主控滑動(dòng)面，滑坡沿此界面發(fā)生滑動(dòng)。

［1］何暉.微型樁加固淺層堆積層膨脹土滑坡機(jī)理與應(yīng)用研究［D］.西安:西安科技大學(xué)，2013.

［2］朱大鵬.三峽庫(kù)區(qū)典型堆積層滑坡復(fù)活機(jī)理及變形預(yù)測(cè)研究［D］.武漢:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)，2010.

［3］黃潤(rùn)秋.20 世紀(jì)以來(lái)中國(guó)的大型滑坡及其發(fā)生機(jī)制［J］.巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2007(3):433-454.

［4］陽(yáng)吉寶.基巖面形狀時(shí)堆積層滑坡復(fù)活的影響［J］.災(zāi)害學(xué)，1995(2):38-42.

［5］吳火珍，馮美果，焦玉勇等.降雨條件下堆積層滑坡體滑動(dòng)機(jī)制分析［J］.巖土力學(xué)，2010(S1):324-329.