降雨與開挖作用下碎石土滑坡變形破壞機制分析

林志紅 師 邑

(1.中交第二公路勘察設計研究院有限公司，湖北 武漢 430074； 2.中交第一公路勘察設計研究院有限公司，陜西 西安 710075)

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降雨與開挖作用下碎石土滑坡變形破壞機制分析

林志紅1師 邑2

(1.中交第二公路勘察設計研究院有限公司，湖北 武漢 430074； 2.中交第一公路勘察設計研究院有限公司，陜西 西安 710075)

結合劍斗互通A匝道滑坡的工程地質條件，介紹了碎石土滑坡形態與滑坡體結構的特征，并分析了該滑坡的變形破壞機制，指出降雨是滑坡主要誘發因素，邊坡開挖是滑坡的外部主要動力因素。

碎石土滑坡，降雨，邊坡開挖，地質條件

0 引言

堆積層滑坡主要發生在第四系及松散堆積層中，滑體物質主要由崩積物、崩坡積物及沖積與崩坡積混合物堆積而成，由于滑坡巖土體物質不同，滑坡的破壞模式亦有不同[1-4]?；率且驗槠麦w因多種因素耦合而產生的變形，在多種誘發因素下而產生滑動的地質現象。降雨或地下水是碎石土滑坡的主要誘發因素[5，6]。許建聰等[7]通過分析降雨作用下碎石土滑坡的變形解體破壞過程，揭示了降雨作用下中深層碎石土滑坡變形解體破壞的主要機制和一般的力學機制。

上述的研究大多是基于降雨或地下水位變化誘發滑坡，由此基礎上進行堆積層滑坡穩定性或滑動機理的分析。在眾多的文獻中，對強降雨下現場滑坡變形監測及變形破壞機制的研究較少。本文選擇劍斗互通AK0+875～AK1+100段的典型碎石土滑坡作為研究對象，分析降雨及開挖作用對滑坡穩定性的影響及變形破壞機制，并對滑坡體進行現場地表監測和深孔位移監測，分析滑坡體的變形破壞特征，為此類滑坡的判別、防范和治理提供理論依據。

劍斗互通AK0+875～AK1+100右側邊坡滑坡段位于安溪縣東陽村境內，線路走向約330°。該段公路設計為整體挖方路基形式，右側形成路塹邊坡。原設計為二級～五級邊坡，每級坡高8 m，坡率為1∶1.0～1∶1.25，平臺寬2.0 m，目前坡面基本成形。

2013年6月，AK0+875～AK0+970邊坡開始開挖，原設計邊坡為二級～五級邊坡，適逢雨季，邊坡開挖后四、五級邊坡出現小型垮塌，邊坡外出現裂縫，裂縫較小，裂隙寬度為1 cm～5 cm。邊坡開挖后，在2013年7月～8月以來，接連經受強臺風“蘇力”“潭美”和“天兔”等影響，連續強降雨，雨水入滲坡體。由于場地內分布較厚的殘坡積碎石土，孔隙大，滲透性好，降雨時地表水快速滲入邊坡坡體。由于邊坡坡頂后方見有一泉眼，數量較大，沿沖溝徑流，流至邊坡坡頂。特別是邊坡開裂后，大量地表水從后緣裂縫處直接滲入坡體，使得邊坡的巖土體物理力學參數指標(粘聚力和摩擦角)降低，邊坡穩定性下降。邊坡后緣裂隙張開寬為2 cm～15 cm的裂隙，延伸長30 m～45 m，下錯10 cm～45 cm。

2013年10月1日～10月7日期間，施工單位對邊坡AK0+970～AK1+100右側邊坡再次進行開挖，邊坡開挖至一級邊坡時滑坡開始滑動，路塹邊坡產生變形、滑移和山體開裂，路塹頂后緣山體出現較多張拉裂縫(裂縫寬一般為5 cm～30 cm)，滑坡后緣山體形成0.5 m～1.5 m錯臺，滑坡體明顯滑移，滑坡周界明顯。

邊坡開挖使坡腳形成臨空面，破壞了原先的平衡狀態，形成了工程滑坡，滑坡主滑方向為270°。目前該段路塹邊坡產生變形、滑移和山體開裂，路塹頂后緣山體出現不同程度的地表裂縫和滑坡臺階，滑坡體明顯滑移，滑坡周界明顯，見圖1，圖2。

1 滑坡工程地質條件

2 碎石土滑坡基本特征

2.1 滑坡形態特征

碎石土滑坡位于莆田至永定(閩粵界)高速公路劍斗互通AK0+875～AK1+100里程段右側，該滑坡呈馬鞍形，前緣以開挖一邊坡為界，兩側及后緣滑壁以錯落坎之間連續的弧形張裂縫為界。滑坡體剪出口位于一、二級開挖邊坡上，滑坡周界特征明顯,呈不規則圈椅狀,壁面傾角陡立，見圖3。

滑坡周界以斜坡上近弧形張裂縫為界，縱向長約90 m，橫向長約110 m，面積約6 520 m2，鉆探揭露滑坡體厚度為10 m～15 m，滑體規模約8.5×104m3,屬牽引式大型中層滑坡。綜合滑坡后緣裂縫、周界裂縫和滑動面等綜合分析主滑方向為270°，滑坡體主滑方向與路線成60°左右斜交，見圖3。

2.2 滑坡體結構特征

1)滑坡體?；麦w主要由碎石土、塊石土及含碎石粉質粘土組成，其物質組成與原斜坡處地層巖性基本一致，滑坡體結構松散，穩定性極差。滑坡滑床基巖為二疊系下統砂巖、炭質泥巖夾砂巖。

2)滑帶、滑動面及滑床。根據滑坡后緣滑壁特征與前緣滑體剪出口特征，判斷滑坡發生于斜坡碎石土中，前緣滑面與后緣滑壁下端相接，呈滑弧式滑面，于剪出口處可見光滑鏡面，見圖4。由于滑坡體主要由碎塊石組成，粘粒含量較少，滑帶不明顯，僅局部可見厚約10 mm～20 mm的擠壓含砂礫石粘性土?；灿伤閴K石土與強風化炭質泥巖夾砂巖組成?；不鶐r產狀為185°∠32°，發育二組節理裂隙，其產狀分別為353°∠27°，143°∠23°。

2.3 滑坡體的變形、裂隙特征

滑坡變形明顯，主要變形特征為前緣剪出，后緣滑體錯落、沿順坡向滑移，滑體上形成一系列近于平行設計公路走向的拉張裂縫，少量垂直公路走向的剪切裂縫；裂隙特征及分布形態詳見圖5。

3 滑坡變形破壞機制分析及應急處理措施

3.1 強降雨對滑坡的影響

2013年5月～8月臺風化強降雨，雨水大量滲入坡體松散堆積層與強風化層中，巖土體遇水軟化、巖土體的抗剪強度降低，施工開挖后臨空狀態碎塊石堆積體，在飽水的狀態下發生滑移。因此強降雨是形成滑坡的主要誘發因素。

滑坡區斜坡下伏基巖為二疊系下統炭質泥巖夾砂巖，受區域構造影響，巖石破碎，風化強烈，水穩性差，遇水易軟化，臨空狀態下失穩。淺部第四系堆積體以碎塊石為主，呈稍密狀態，自穩性差，臨空狀態下易失穩，遇水則加速失穩。

在邊坡拉裂變形中，坡體內地下水主要沿碎塊石間的空隙向斜坡低地及向下滲透的方式排泄。

3.2 邊坡開挖對滑坡的影響

AK0+875～AK1+100里程段右側以深路塹邊坡的形式通過碎石土坡體，邊坡開挖使坡腳形成臨空面，破壞了碎石土邊坡原先的平衡狀態，是形成滑坡的外部動力因素。碎石土坡體沿著巖土截面附近的軟弱土體產生蠕滑變形、滑移和山體開裂。路塹邊坡頂后緣山體出現不同程度的地裂縫和滑坡臺階，滑坡體明顯滑移，滑坡周界明顯。

4 結語

通過野外地質調繪，工程地質勘察，基本查明了滑坡的變形特征和滑坡變形機制。滑坡已滑動變形，邊坡處于不穩定狀態。

具體結論有以下幾點：1)強降雨是形成滑坡的主要誘發因素，邊坡開挖是形成滑坡的外部主要動力因素。2)通過現場地表調查，鉆探勘察及滑坡變形監測分析，滑坡整體穩定性差，仍然處于失穩、滑移變形過程。

[1] 廖秋林,李 曉,李守定,等.三峽庫區千將坪滑坡的發生、地質地貌特征、成因及滑坡判據研究[J].巖石力學與工程學報,2009，24(17)：3146-3153.

[2] 姚曉陽,楊小永,曾錢幫.碎石土滑坡工程地質特性及防治方案研究[J].工程地質學報,2012,20(3)：369-377.

[3] 徐興華,尚岳全,王迎超.碎石土滑坡綜合治理及評價決策方法[J].吉林大學學報(地球科學版),2011,41(2)：484-492.

[4] 黃潤秋.20世紀以來中國的大型滑坡及其發生機制[J]．巖石力學與工程學報，2007，26(3)：433-454.

[5] 許建聰，尚岳全.降雨作用下碎石土滑坡解體變形破壞機制研究[J].巖土力學，2008,29(1):107-112.

[6] 馬春馳,李天斌,陳國慶,等.地下水與開挖作用下堆積層滑坡體滑動機制分析[J].工程地質學報,2013,21(6):878-884.

[7] 許建聰,尚岳全.碎石土滲透特性對滑坡穩定性的影響[J].巖石力學與工程學報，2006,25(11)：2264-2271.

On analysis of deformation and damage mechanism of gravel landslide under rainfalls and excavation

Lin Zhihong1Shi Yi2

(1.No.2RoadSurveyandDesignInstituteCo.,Ltd,CCCC,Wuhan430074,China; 2.No.1RoadSurveyandDesignInstituteCo.,Ltd,CCCC,Xi’an710075,China)

Combining with the engineering geological conditions of the landslide at A Ramp, the paper introduce the features of the gravel landslide forms and landslide structure, analyzes the deformation damage mechanism for the landslide, and points out the rainfalls are the main reason for the landslide, while the slope excavation is the external dynamic factor.

gravel landslide, rainfall, slope excavation, geological condition

1009-6825(2017)06-0096-02

2016-12-13

林志紅(1984- )，男，工程師

P642.22

A