陳家巖滑坡形成機制及穩定性分析

何學勇

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陳家巖滑坡形成機制及穩定性分析

何學勇

（四川省地質礦產勘查開發局109地質隊，成都 610100）

西南地區堆積層斜坡眾多，在降雨等誘發因素下，發育有大量規模較小的淺層堆積層滑坡，威脅到廣大人民的生命財產安全。該文以陳家巖滑坡為典型，分別介紹了殘坡堆積層滑坡和崩滑堆積層滑坡的地質災害特征，分析了其變形機制和影響因素，并提出了相應治理措施，以期為同類型滑坡災害的勘查治理提供參考。

滑坡；形成機制；穩定性；陳家巖

西南地區山地眾多，夏季降雨集中，易形成大量小型淺層堆積層滑坡，此類滑坡雖然單個規模不大，但普遍分布于西南片區丘陵及山區地帶，滑體以第四紀覆蓋層為主等特點，其中殘坡堆積層滑坡和崩滑堆積層滑坡占了很大的比重，對廣大人民群眾的生命財產安全威脅性較大，應當引起高度重視。

陳家巖滑坡是一處典型的小型淺層堆積層滑坡，具有坡體結構松散、大孔隙性、透水性強等特征，其內部發育兩處局部變形，根據斜坡的坡體結構、變形特征及空間分布，將滑坡劃分為2個滑坡（H1：殘坡堆積層滑坡；H2：崩滑堆積層滑坡）。

1 滑坡區概況

2012年7月7日，由于罕見強降雨的誘發作用，四川省閬中市木蘭鄉廟子巖村陳家巖斜坡的堆積體開始沿基覆界面發生滑動。滑坡于次日晚間變形加速，滑坡前部和后部變形強烈，滑坡中部變形相對較弱，致使后緣進村公路塌陷隆起，前緣推移、局部滑塌，中部裂縫發育、電線桿倒塌，直接威脅到坡腳居民（10余戶，50余人）和過往行人車輛（坡腳有省道S302穿過）的安全。在暴雨等不利因素作用下，滑坡將進一步變形甚至產生整體失穩，預計造成直接經濟損失近500萬元。

滑坡區屬中亞熱帶濕潤季風氣候區，氣候溫和，雨量充沛，多年平均年降水量為998.5mm，夏季雨水集中，6~8月平均降水量在450mm以上，占全年降水量的40%~50%。

區內地貌類型為低山淺丘地貌，斜坡坡頂高程450m，坡腳水庫水位380m，相對高差約70m?；麦w后緣高程440m，相對高差約24m，滑坡區整體呈臺階狀地貌，縱向上呈上陡下緩，整體坡度約24°，局部為公路內側開挖及外側填方形成的陡坎。

區內地層由老至新主要為白堊系下統白龍組（K1b）、殘坡積層(Q4el+dl)和崩滑堆積層(Q4col+del)?；聟^附近有基巖出露，巖性為中風化砂巖及泥巖，產狀近水平，透水性較差。

滑坡區屬川中褶皺帶，區內斷層不發育，褶皺寬緩，地層產狀近水平?；聟^內砂巖發育兩組斜交于坡面的裂隙，垂直于巖層面。泥巖干裂紋較發育，細小，張開不明顯，穿層性差，但數量較多，網狀。

區內地下水類型為風化帶裂隙水、松散層孔隙水和基巖裂隙水。①本區構造裂隙不發育，淺層地下水主要儲藏在風化帶裂隙內，在地形陡緩轉折處，以下降泉的形式排泄地表。由于其埋藏淺，對滑坡的發生有一定的影響。②松散層孔隙水賦存在堆積層中，主要接受大氣降水的補給，季節性影響大，沿基覆界面以下降泉的形式排泄地表。由于堆積層中黏土的隔水作用，該層地下水具有分層性，水量不大，但對滑坡的發生影響較大。③基巖裂隙水賦存在白堊系地層砂巖、泥質粉砂巖層面裂隙中，泥巖作為隔水層存在，富水性弱。

閬中市新構造運動以大面積上升為主，區內地震動峰值加速度為0.05g，地震基本烈度為Ⅵ度。汶川地震發生時，本地震感強烈，堆積層的穩定性遭到一定程度的破壞。

區內人類工程活動頻繁，主要表現為大力進行農業耕種、房屋修筑及公路建設等。

2 H1滑坡特征

2.1 滑坡形態特征

H1滑坡位于陳家巖斜坡中部，是一處殘坡堆積體沿基覆界面滑動的小型滑坡，呈簸箕狀產出，滑坡高度18~20m；滑坡后緣寬度70m，前緣寬度110m，平均寬度90m；滑坡縱向長度35m，面積約3150m2；滑體頂部和前緣厚度較小，中部厚度較大，厚度1.7~4.5m，平均厚度約3.1m，規模9765m3，主滑方向NW50°。

圖1 H1滑坡工程地質平面

2.2 滑坡邊界特征

1）滑坡后緣位于進村公路上部，受后緣陡坎控制，陡坎基巖出露，高程為432~435m，后緣下錯0.8m，曾一度使進村公路中斷數天。

圖2 H1滑坡典型工程地質剖面圖（2-2′剖面）

2）滑坡前緣剪出口位于坡體下方公路內側陡坎一帶，高程415~419m?；虑熬壩鱾戎林袀犬a生前緣剪出，剪出口推移高度約1m；下方公路內側陡坎上的覆蓋層向道路產生推移變形，清理推移土方近150m3，同時前緣伴隨局部滑塌。

3）滑坡西側邊界位于交匯公路的南西側，發育下錯裂縫LF4，呈折線形，可見延伸長度約11m，下錯高度10～30cm，延伸方向SE40°

4）滑坡東側邊界位于居民房屋F1東側，以東側水溝為界。

2.3 滑坡結構特征

表1 H1、H2滑坡滑體成分表

1）滑體由殘坡堆積物組成，根據鉆孔和探井揭露，其前、后緣及兩側較薄，中部較厚，厚度1.7~4.5m。物質成分主要為塊碎石土，堆積雜亂、結構較松散，以強風化的砂巖、砂質泥巖、泥巖為主，多呈規則的條狀，棱角分明?；w具體成分見表1。

2）滑床巖體巖性為強風化的灰色厚層塊狀中至細粒巖屑砂巖、巖屑長石砂巖與磚紅色含鈣質泥巖不等厚互層，巖層產狀近水平。砂巖橫向變化較大，其完整性較好，強度較高；泥巖普遍含鈣質及粉砂質，其完整性較差，強度低。

3）滑帶埋深具有前后緣及兩側較淺、中部較深的特點，埋深1.7~4.5m。上部滑動帶傾角40°左右，向下逐漸轉緩，前緣近水平甚至反翹?；瑤Ш穸纫话?0cm，物質成分為粉質粘土夾碎石，呈黃褐色，結構較密，其中碎石含量約20%，粒徑一般2~5cm，成分為強風化砂巖、泥巖為主。粉質粘土濕潤，呈可塑狀，強度低。

2.4 滑坡體變形特征

H1滑坡發生之后，滑坡后部和前部變形劇烈，中部形成拉張裂縫，具有空間分區特征。

1）滑坡后部發生局部表層滑塌，致使進村公路半幅塌陷，部分公路隆起半米之多，后緣高程432~435m，下錯高度0.8m，半幅塌陷路面的長度約45m，公路變形總長度100m，即滑塌體橫向寬度為100m，縱向長度5m。

2）滑坡前部產生蠕滑—拉裂變形。斜坡前緣臨空條件較好，在強降雨作用下，斜坡向坡前臨空方向發生剪切蠕變，前緣陡坎向臨空方向產生推移，并伴隨局部滑塌（HT1、HT2），清理土方近200m3。

HT1滑塌體位于前緣公路內側陡坎至公路外側斜坡處，橫向寬度15m，縱向長度6m，高度4m，面積約90m2，厚度約1m，規模90m3，主滑方向NW33°。陡坎高度約4.5m，坡度50°，滑塌體后緣多級下錯，最大下錯高度達60cm。

圖3 H2滑坡工程地質平面

HT2滑塌體位于坡體中部土路內側陡坎至公路外側斜坡處，橫向寬度15m，縱向長度7m，高度3m，面積約105m2，厚度約1.0m，規模105m3，主滑方向NW58°。陡坎高度約3.0m，后緣下錯高度達1.0m，坡表樹木、電線桿向坡外傾倒，滑塌體內發育規模較小的下錯裂縫。

3）滑坡中部斜坡中產生了一組近平行于坡面的裂縫，長度3~12m不等，寬度5~10cm，可見深度0.1~0.2m不等，平面形態以折線狀為主。隨著滑坡蠕滑變形的發展，坡體產生一系列拉張裂縫，裂縫寬度2~30cm，常伴有一定的下錯，下錯高度0~1.4m不等，可見深度0~0.55m不等，延伸長度3~20m不等，延伸方向大多近平行于坡面，平面形態各異，以折線狀為主。同時，進村公路路面產生明顯沉陷地段，路面產生多組裂縫。

3 H2滑坡特征

3.1 滑坡地貌形態特征

H2滑坡位于H1滑坡北東側，主要是崩滑堆積體沿原地面線滑動的小型滑坡，整體形態呈圈椅狀產出，滑坡高度8~10m；滑坡后緣寬度18m，前緣寬度10m，平均寬度14m；滑坡縱向長度14m，面積約156m2；滑體頂部和前緣厚度較小，中部厚度較大，厚度1.0~8.5m，平均厚度約5m，規模780m3，主滑方向NW89°。由于H2滑坡為崩滑堆積層滑坡，整體依附于背后斜坡，地貌形態呈上陡下緩，后緣較陡，坡度55°~65°，前緣坡度15°~20°，前部為平緩平臺，為前緣剪出提供了有利條件。

圖4 H2滑坡工程地質剖面圖（4-4′剖面）

3.2 滑坡邊界特征

H2滑坡后緣位于背后斜坡上部，受背后斜坡陡坎控制；前緣以崩滑堆積體與殘坡積層分界處為邊界；兩側則以背后斜坡基巖出露處為邊界

3.3 滑坡結構特征

滑體為崩滑堆積物形成，根據探井揭露，其前、后緣及兩側較薄，中部較厚，約2.2~8.5m。滑體物質成分見表1，主要為塊碎石土，結構較松散，成分以強風化的砂巖為主?；餐琀1滑坡。前緣滑床為原地面線以下第四系殘坡積層，粉質粘土含量高，透水差?；瑤裆罹哂信cH1滑坡相同的特點。滑帶土上部滑動帶傾角45°左右，向下逐漸轉緩，前緣近水平。滑帶土物質成分為粉質粘土夾碎石，其中碎石含量約20%，粒徑一般2~5cm，成分為強風化砂巖、泥巖為主；粉質粘土濕潤，呈可塑狀，強度低。

3.4 滑坡體變形特征

滑坡后部發生局部表層滑塌，前緣在強降雨作用下產生推移，向坡前臨空方向發生剪切蠕變，前緣發生滑塌?；虑熬壞蟼茸冃污E象明顯，建筑發生變形。

4 陳家巖滑坡的形成機理

影響陳家巖滑坡形成的因素，主要是降雨和人類工程活動的雙重作用。

表2 滑帶土抗剪強度參數取值表

近年來當地陡坡耕地面積增加，原生植被遭受破壞，使得地表裸露，土壤持水能力下降，降水下滲，斜坡在土層與基巖接觸面形成軟化層，降低了斜坡的穩定性。居民于坡腳修筑房屋，挖切坡腳改變了斜坡的地貌。公路建設中大量的開挖斜坡、拓展地基改變了坡體自然結構，松動巖石，增大坡高坡度，破壞了斜坡自身平衡，形成臨空面也成為誘發滑坡的因素。

在發生大暴雨之前，當地已持續多天降雨，連續不斷的降雨入滲降低了堆積層土體的強度，同時滲透水補給地下水，使地下水位抬升，減小了滑動面的有效法向應力，滲透壓力增大了坡體的下滑力。堆積層結構松散，滲透性好，降雨引起的地下水下滲，帶動上部土體顆粒及有機質向下運移，積聚在基巖面附近，造成了滑帶土中粉質粘土占比明顯大于滑體的現象，大幅降低了斜坡的穩定性。

進入蠕變階段之后，滑體各部分沿滑面蠕動狀態不一致，導致滑體局部變形而產生微裂隙和拉張裂縫。雨水順著裂縫入滲，土體顆粒吸水膨脹，土體顆粒間的聯結支撐點軟化，使得土體粘聚力急劇減弱，抗剪強度迅速下降，進一步誘發斜坡表面產生裂縫。同時，雨水匯入使得裂隙尖端處發生應力集中，應力分布產生差異性，裂隙不斷向下擴展，形成土體空穴，導致土體抗剪強度的各向異性加劇，形成應力薄弱區進而貫通形成損傷帶，滑體最終以剪切滑移的形式剪出。

陳家巖滑坡發生滑動當天，突降罕見暴雨，堆積層內及坡面上的降水無法及時排走，坡體含水量急劇增加，自重增大，增加了坡體下滑力；強降雨進一步降低了土體強度，滑帶土逐漸軟化，進一步降低了坡體的抗滑能力；降雨強度過大，對坡表產生了較大的連續脈沖力，也起到了一定的助推作用。當以上作用力積聚到一定程度，坡體進入緩慢滑移階段，地表裂縫擴大，逐級向前推移。同時，雨水灌入土體裂縫，使裂縫逐漸增長增寬，形成堆積層內部的貫通性滑帶，造成局部滑塌。

強降雨結束之后，堆積層內的地下水逐漸排出，坡表徑流消失，滑坡進入滑移調整階段，滑體運動趨向穩定。

5 滑坡參數取值和穩定性評價

5.1 滑坡參數取值

根據滑坡已有變形破壞特征與滑帶（面）形態特征，確定H1滑坡穩定性計算采用整體失穩和局部失穩破壞模式進行穩定性計算，H2滑坡穩定性計算采用整體失穩破壞模式進行穩定性計算?，F場調查判斷，在暴雨工況下兩處滑坡均處于變形~滑動狀態，其穩定系數介于1.00～0.95之間，取0.98；根據室內試驗和反演分析，滑帶土抗剪強度參數取值如表2。

為了解參數取值對滑坡穩定性的影響，在暴雨工況下，對滑坡穩定性系數與c、f值的關系進行因素敏感性分析。分析結果顯示，在整體失穩模式下，f值是影響兩處滑坡坡體穩定性的敏感性因子。

5.2 滑坡穩定性綜合評價

H1滑坡已有變形跡象明顯、邊界清晰，后緣公路半幅塌陷，前緣推移、局部滑塌、房屋破壞，中部裂縫發育、路面沉降、樹木傾斜一側邊界裂縫發育。由滑坡前緣推移、剪出，中部拉張下錯裂縫發育及路面沉降可知，滑動帶（面）已貫通。隨著雨季的來臨，強變形區將繼續滑動，誘發滑坡整體失穩可能性較大。H1滑坡已處于滑動階段。

H2滑坡已有變形跡象明顯、邊界清晰，后緣發生局部表層滑塌，前緣在強降雨作用下向坡前臨空方向發生剪切蠕變，向臨空方向產生推移，前緣發生滑塌；前緣南側變形跡象明顯，部分滑塌體已促使居民區發生變形。在暴雨等不利作用下，滑坡可能產生整體失穩。

6 防治方案建議

H1滑坡治理方案：結合地形條件特征，治理工程擬采用擋土墻+裂縫夯填。為保護H1滑坡前緣居民，在H1滑坡3-3′剖面房屋后側布設擋土墻；為使H1滑坡整體穩定，保護坡體上和前緣公路，在坡體前緣布設擋土墻。為防止雨水和地表水下滲，對裂縫進行夯填處理,。

H2滑坡治理方案：為保護H2滑坡前緣一側居民，在H2滑坡前緣一側布設擋土墻，清除H2頂部危石，或者設置主被動網防護。

除此之外，還需針對該滑坡的特點，合理布設適當的監測工程，指導滑坡區治理施工，檢驗治理工程治理效果，將可能發生的地質災害危害降到最低限度。

7 結論

陳家巖滑坡是一處典型的西南地區小型淺層堆積層滑坡，此類滑坡的穩定性主要受降雨條件的影響，同時受到人類工程活動的干擾。陳家巖滑坡在天然狀況下基本穩定，但在暴雨工況下處于欠穩定狀態，將發生整體失穩和局部失穩，因此滑坡需進行緊急治理。建議采用擋土墻、裂縫夯填、清除危石、主被動網等措施的綜合治理方案進行整治。

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Genetic Mechanism and Stability of the Chenjiayan Landslide

HE Xue-yong

(No.109 Geological Team, BGEEMRSP, Chengdu 610100)

This paper has a discussion on geological features of the Chenjiayan Landslide. It is a landslide of eluvial slope deposit accumulation and debris accumulation. Stability, influence factors and deformation mechanism of the landslide are discussed and some control measures are put forward.

landslide; genetic mechanism; stability; Chenjiayan

P642.22

A

1006-0995（2017）02-0275-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2017.02.024

2016-11-24

何學勇(1961- )，男，四川宜賓人，高級工程師，主要從事探礦工程、巖土工程相關工作