北川縣某老滑坡復活機制研究

李鎮鴻　郝彥鵬　童偉　陽萬權　楊杰

摘 要：以北川縣某滑坡為研究對象，結合滑坡地質環境、物質組成、坡體結構特征、形態特征及變形破壞特征，對滑坡的復活機制進行研究。利用Flac3D有限差分法模擬分析在地震與暴雨作用下滑坡堆積體復活機制，通過數值模擬，可見在地震作用下，堆積體的位移較小，地震促進老滑坡復活；老滑坡堆積體在降雨作用下位移量較大，降雨誘發堆積體復活。

關鍵詞：滑坡；復活；地震；降雨

1 概述

“5.12”汶川地震期間，地震災區斜坡的坡體受到強震的影響，產生規模不等的滑坡1萬多處，其中多為是巖質滑坡，例如大光包滑坡0、王家巖0滑坡等。地震后老滑坡復活主要表現為震裂松動，穩定性降低；震后，松動的堆積體在雨季強降雨作用下易誘發整體或局部失穩破壞。此外，大量學者對地震災區的地質災害發生規律進行研究，研究結果0顯示，震后汶川地震災區的地質災害高發期將會持續20～25年。作者以北川縣某老滑坡為研究對象，對滑坡的復活機制進行研究。

2 滑坡基本特征

老滑坡平面形態呈舌狀，前緣位于沖溝溝底，縱向（主滑方向）長度約1000m，橫向平均寬度約280m，面積約28×104m2，堆積體平均厚度約25m，體積約700×104m3，主滑方向為330°，整體坡度約24°?；聟^地形呈南東高、北西低，滑坡周圍地形較陡，坡度在35°～45°。

3 滑坡復活影響因素分析

滑坡的復活受多種因素影響，現場勘探和訪問，滑坡復活變形主要受地形地貌、巖土體結構、地震、降雨與地下水影響。

3.1 地形地貌影響

滑坡區地形地貌形態整體上為中低山區河谷構造侵蝕地貌，滑坡體在滑面上的重力分量很大程度受地形地貌條件影響，前后高差較大，滑體具有較大勢能。

3.2 巖土體結構影響

滑坡滑體物質組成主要較松散的碎石土，為老滑坡堆積體風化解體的產物，大氣降雨入滲坡體后，雨水下滲到塊碎石土的底部，由于基覆界面處分布的一層含角礫粉質粘土，為滑坡物質結構中的相對隔水層，導致水沿著基覆界面運移、富集，軟化接觸面上的巖土體，降低其抗剪強度，最終形成滑帶。

3.3 地震影響

“5.12”地震期間，研究區所在地的地震烈度為Ⅹ度，且滑坡的主滑方向與地震波的傳播方向相近，因此受地震影響較大。地震通過地震波對該滑坡產生波動震蕩作用，在坡體內部形成附加應力，使得坡體破裂松動。

3.4 降雨與地下水影響

坡體受汶川地震影響，坡體出現裂縫且結構變松散，另外坡體上植被發育差，除局部是高大灌木外，大部分生長稀疏草本植物與耕地，為雨水的入滲轉化為地下水提供有利條件。

4 滑坡復活機制三維數值模擬分析

4.1 地質模型建立

依據滑坡區地形地貌特征，建立滑坡計算模型空間形態特征，根據滑坡周界及鉆孔揭露的基覆界面深度建立滑體（圖2）。建立的計算模型范圍主要為滑坡區及外圍一定范圍，模型長1300m，寬1000m，高程范圍760-1300m。

4.2 模擬結果分析

4.2.1 最小主應力分布特征

通過模擬分析，最小主應力主要為壓應力，在斜坡后部與溝谷底部出現壓應力集中；由于堆積體與基巖接觸面為軟弱面，在堆積體邊界上出現拉應力分布，此外，在堆積體后部及地形較陡的位置，也出現了拉應力。斜坡邊界及內部出現拉應力集中帶，是由于地震波從硬質巖傳入較軟的巖土體時，產生拉伸波，造成滑坡體上拉應力增大。在暴雨雨起容重增加及巖土體力學參數降低的條件下，與天然狀態相比，降雨狀態下滑坡體最小主應力值整體有所增加，并且出現局部的應力集中。

4.2.2 總位移分布特征

通過模擬分析，地震作用下，最大位移主要集中在堆積體后部；其次，在厚度較大且地形凸起的前部堆積體上也出現位移集中區，這與加速度時程曲線分析結果形同；滑坡后部出現位移集中區是由于滑坡后部的地形較高陡，較高程小的前部受地震的影響較大，2#復活區的位移集中區是由于凸形坡形與臨空條件好造成。另外在前部出現兩個相對較弱的位移集中區，左側相對右側位移值大，分別于2#與3#復活體相對應。

5 結束語

（1）老滑坡坡體結構松散，為滑坡復活提供了不良的地質基礎，在地震作用下，坡體出現裂縫，且結構更加松散，為后期降雨提供良好的滲流通道。降雨入滲后轉化為地下水，對坡體加載，產生靜水壓力與滲透力，并且軟化滑帶，造成下滑力增加而抗滑力減小，滑坡堆積體開始出現蠕滑變形，導致老滑坡的復活。

（2）通過數值模擬，可見在地震作用下，堆積體的位移較小，地震促進老滑坡復活；老滑坡堆積體在降雨作用下位移量較大，降雨誘發堆積體復活。

參考文獻

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