懷化市某滑坡穩定性評價

左文貴 高 遠 易菲霆

(1.中南大學地球科學與信息物理學院，湖南 長沙 410083； 2.湖南省煤炭地質勘察院，湖南 長沙 410014)

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懷化市某滑坡穩定性評價

左文貴1高 遠1易菲霆2

(1.中南大學地球科學與信息物理學院，湖南 長沙 410083； 2.湖南省煤炭地質勘察院，湖南 長沙 410014)

介紹了懷化市某滑坡的地質環境及工程地質特征，根據物理力學性質指標的實驗結果與滑坡穩定性的反演分析結果，確定了計算滑坡穩定性的參數指標，并采用傳遞系數法，分兩種不同工況條件計算了滑坡的穩定性，同時進行了穩定性評價，提出了該滑坡的治理建議。

滑坡，穩定性，傳遞系數法，工程地質

0 引言

該滑坡位于某學校后背山體，1996年7月17日該山體因暴雨誘發產生初次滑動，沖垮住房并造成經濟損失，隨后數年里一直沒有進行有效治理，滑坡一直沒有穩定，并于2014年受兩次洪災影響，滑坡規模持續擴大，滑動程度不斷加劇，危害該校師生及周邊居民安全。因此，研究該滑坡特征及其穩定性具有重要意義。

1 滑坡區地質環境

該滑坡區屬剝蝕、侵蝕丘陵地貌，山體多呈渾圓形，地勢北東高南西低；最高點為北部山頂，標高約298 m；最低點位于南部巫水河床，標高約192 m；最大高差106 m。山體坡度為20°～40°，局部坡腳臨空，坡角可達70°以上，呈陡坎狀。坡體植被較發育，多為第四系殘坡積相土層覆蓋，局部地段有基巖出露。

該區域地層巖性由新至老，分述如下：植物層耕土：褐色，成分主要為粘性土。第四系殘坡積相粉質粘土：上部呈褐黃色，可塑狀為主，土質較均一。下部呈紫紅色，略帶褐黃色，硬塑狀，含角礫10%～20%，粒徑一般0.2 cm～1 cm，次棱角狀，為砂質板巖風化殘留形成。局部見風化塊石，塊徑大于10 cm。震旦系富祿組砂質板巖：灰褐色，碎裂狀結構，節理、裂隙發育，裂隙多呈微張開狀，可見泥質充填，巖質軟，巖石破碎。

區域未見區域性構造，構造不發育，建房切坡處出露地表的巖層多呈碎裂狀，裂隙發育，層理較明顯。區內風化作用強烈，巖體破碎。根據《中國地震動參數區劃圖》，本區地震動峰值加速度0.05g，地震基本烈度6度，屬弱震區。

滑坡區地表水系不發育；地下水類型主要有松散巖類孔隙水和基巖裂隙水。松散巖類孔隙水：賦存于第四系殘坡積相粉質粘土中，透水性較弱，其水量隨大氣降水而有較大的變幅，在低洼處呈下降泉排泄，該層地下水對坡體穩定性影響較大。勘查期間，屬多雨季節，但雨量小且為間歇性降雨，各鉆孔內測量地下水均為鉆孔循環水(土層干鉆時未見初見水位，而巖層鉆進采用小水量回轉)，無穩定水面，地下水水量貧乏。基巖裂隙水：主要賦存于下伏淺層基巖風化裂隙中，接受大氣降水及松散層孔隙水補給。

2 滑坡工程地質特征

2.1 空間形態

該滑坡區屬剝蝕、侵蝕丘陵地貌，地勢北東高南西低，山體多呈渾圓形，覆蓋層厚度較大，植被發育，學校教學樓樓后坡體可見基巖出露，坡體上方匯水面積較小，約為2.25×104m2。滑坡后緣高程250 m～266 m，前緣高程208 m～210 m，相對高差40 m～58 m。坡體坡度為20°～40°，局部坡腳臨空，坡角可達70°以上，呈陡坎狀。斜坡平面形態上呈圍椅狀，后部呈弧形。該滑坡前緣寬約170 m，后緣寬約50 m，平均寬100 m,縱長約100 m，滑土體厚2.75 m～8.00 m，平均厚4.85 m，面積約0.96×104m2，體積約4.67×104m3，潛在主滑方向215°，滑帶推測為第四系土層與下伏強風化砂質板巖接觸面處，類型為淺層—小型—推移式—土質滑坡。坡體左、右緣主要以溝谷為界，后緣以裂縫變形跡象處為界，前緣剪出口以陡坎為界，總體來看，整個坡體的周界明顯。

2.2 物質組成及結構

該滑坡滑體土主要由耕土和兩層粉質粘土組成。上部為硬～可塑狀耕土，主要成分為粘性土。可見植物根系，空隙大，較松散層厚0.11 m～0.79 m，層頂裸露于地表。中部為可塑狀粉質粘土，土質較均一，含少量角礫。層厚0.30 m～4.30 m。下部為硬塑狀粉質粘土，含角礫10%～20%，粒徑一般0.2 cm～1 cm，次棱角狀，為砂質板巖風化殘留形成。局部見風化塊石，塊徑大于10 cm，層厚1.18 m～5.75 m。

滑帶土位于第四系殘坡積層粉質粘土與下伏砂質板巖接觸面處，可塑狀，含少量碎石顆粒，土質較均一，土芯多呈柱狀，手捏具微弱砂感，主要為粉質粘土夾強風化板巖碎石，遇強降雨時因飽水軟化致使抗剪強度降低。層厚0.25 m～0.46 m。

滑床主要分為兩層，上部為強風化砂質板巖：灰褐色，碎裂狀結構，中厚層狀，節理、裂隙發育，泥質充填，巖石破碎，巖芯呈塊狀、碎塊狀，鉆進快，層厚1.58 m～8.69 m。下部為中風化砂質板巖：灰黃色，層狀結構，中厚層狀，節理、裂隙較發育，巖質軟，厚度0.83 m～8.68 m。鉆探巖芯RQD值為50～80，巖體質量等級為Ⅳ。

3 滑坡穩定性評價

3.1 宏觀變形分析

該滑坡最早出現于1996年7月，雨季到來，連續降雨及暴雨增多，加之滑坡前緣切坡建房及學校，開挖坡腳，修建溝渠，坡體原始狀態變化，坡腳形成不連續臨空面。溝渠蓄水浸潤巖土體，同時在降雨入滲誘發作用下發生滑移，形成滑坡后壁，滑坡后緣突現兩條主裂縫，長約30 m～50 m，寬約0.3 m～0.4 m，深1.0 m～1.5 m的張拉裂縫。隨后數年里，因沒有進行有效治理，滑坡一直沒有穩定，坡體上的裂縫以坡面沖刷自行填埋為主，滑坡體東南側裂縫已消亡。因近年來人類工程活動加劇，坡腳房屋切坡后未對坡體采取抹面及支擋措施，致使巖土體直接裸露，已多次(尤其近年來)于暴雨工況下坡面發生零星小面積滑塌，且見涌水。因崩滑體方量小，住戶以自行清除為主，暫未造成直接經濟損失。此外，暴雨時坡腳可見冒水點。因此現該滑坡正處于蠕滑變形過程中。

結合滑坡發展過程和現場調查資料，滑坡后緣見裂縫發育，裂縫切割角度大且深，屬張拉裂縫，前緣未見明顯裂縫及鼓脹現象，按照滑坡受力狀態，判定為推移式滑坡。

3.2 極限平衡法分析

在對該滑坡進行勘察工作設計時確定的工程地質平面剖線圖及剖面圖如圖1，圖2所示。

1)計算剖面。折線形滑面采用傳遞系數法進行計算：

其中，Fs為滑坡穩定性系數；ψj為傳遞系數；Ri為第i計算條塊滑體抗滑力，kN/m；Ti為第i計算條塊滑體下滑力，kN/m。

折線滑動法模型及條塊劃分圖見圖3。

2)確定計算參數。計算采用的巖土物理力學參數合理與否，是計算評價滑坡穩定性的關鍵，因此，滑坡穩定性分析推測滑帶抗剪強度指標C,φ值及其他物理力學指標的選取需要根據室內試驗、反演分析、工程類比及參考地區經驗綜合確定，取值見表1。

表1 滑坡穩定性計算綜合推薦表

巖土名稱重度/kN·m-3C/kPa?/(°)天然飽和天然飽和天然飽和②粉質粘土19.219.520191716③粉質粘土19.519.821201917④滑帶土18.919.516131614

3)穩定性計算。滑坡治理根據其危害對象程度及潛在經濟損失，滑坡穩定性計算工況、荷載組合及抗滑穩定安全系數如表2所示。

表2 穩定性計算工況荷載組合

滑坡穩定系數計算見表3。

表3 滑坡穩定性結果計算表

4)穩定性評價。通過宏觀分析，滑坡體所反映的宏觀變形跡象較明顯，主要是由于降雨雨水入滲且前緣坡腳陡峭。居民房后出現了滲水點，表明潛在滑動面局部已貫通，該滑坡目前處于欠穩定狀態，對坡體下的居民構成潛在威脅。通過采用折線滑動法對滑坡各剖面分別計算，可以得出如下結論：滑坡在工況1(自重)條件下，為基本穩定～穩定狀態；在工況2(自重+暴雨)條件下，為欠穩定～不穩定狀態。滑坡體在降雨條件下，隨著雨水入滲，地下水長期侵蝕作用，致使下滑力增大，抗滑力減小，穩定性進一步降低；本次滑坡穩定性計算已進一步驗證了當前狀態。因此，該滑坡亟待治理加固。

3.3 防治工程措施建議

結合滑坡的基本特征和穩定狀況，主要采取抗滑支擋和截排水相結合的綜合治理工程措施。

抗滑樁工程：在滑坡體中后部采用抗滑樁進行支擋，樁基礎以中風化砂質板巖為樁端持力層，樁端應嵌入基巖一定深度。

重力式抗滑擋土墻工程：因坡腳陡峭，時有小型崩滑現象，在滑坡體前緣采用重力式抗滑擋土墻。

地表截、排水工程：1)在滑坡后緣及保護對象周圍，修建一級截水溝，在滑坡體布設二級截水溝，前緣兩側各修建一條排水明溝，構成一個有機排水系統整體，以達到在雨季期間能充分、有效地排放滑坡區內的地表水，以減少區內土體的流失。2)修建、完善滑坡前緣排水溝和居民區現有排水系統，確保極端氣候下排水系統能及時排走地表積水。

4 結語

1)該滑坡體積約4.67×104m3，屬淺層—小型—推移式—土質滑坡，其匯水面積約2.25×104m2，地質災害勘查地質條件復雜程度綜合定為簡單類型，威脅536人，潛在損失3 182萬元，滑坡的防治工程級別為Ⅱ級。

2)該滑坡在工況1(自重)條件下，為基本穩定～穩定狀態；在工況2(自重+暴雨)條件下，為欠穩定～不穩定狀態。

3)在滑坡體前緣及中后部宜采用抗滑支擋，樁基礎以強～中風化砂質板巖為樁端持力層，樁端應嵌入基巖一定深度；后緣級坡體宜修建截水溝，坡腳宜修建排水溝，另外宜完善居民區內排水疏導系統。

4)加強引、排水工程改造，減小雨水入滲。

[1] GB 50021—2001，巖土工程勘察規范[S].

[2] GB 50007—2002，建筑地基基礎設計規范[S].

[3] GB 50011—2001，建筑抗震設計規范[S].

[4] 陳玉科.邊坡巖體穩定性分析[M].北京：科學出版社，1988.

The evaluation of the stability of a landslide in Huaihua

Zuo Wengui1Gao Yuan1Yi Feiting2

(1.CentralSouthUniversity,EarthScienceandInformationTechnologyInstituteofPhysics,Changsha410083,China;2.CoalGeologicalExplorationInstituteofHunanProvince,Changsha410014,China)

The article introduced the geological environment and the characteristics of engineering geology for the landslide in Huaihua. Determine the parameters of stability calculation of landslide according to the experimental results of physical and mechanical properties and inversion of landslide stability analysis results. Calculated the landslide stability under two different conditions by using transfer coefficient method, according to the calculation results get the stability evaluation, and puts forward treatment suggestions.

landslide, stability, transfer coefficient method, engineering geology

1009-6825(2016)13-0066-03

2016-02-28

左文貴(1962- )，男，副教授； 高 遠(1991- )，男，在讀碩士； 易菲霆(1985- )，男，工程師

P642.22

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