外河壩滑坡地質(zhì)特征與穩(wěn)定性分析

鄧海泉，石金胡，杜逢彬

重慶市勘測(cè)院，重慶 400020

0 引言

2009年11月16日，某縣城防洪護(hù)岸綜合整治工程第四標(biāo)段施工過(guò)程中，樁號(hào)K0+187～K0+276庫(kù)岸段發(fā)生了滑坡。滑坡縱向長(zhǎng)約120m，寬度40m～96m，平均厚度11.0m，面積0.77×104m2，體積約8.4×104m3。前緣伸至烏江河漫灘，后緣形成高約11m的陡坎，緊鄰319國(guó)道外側(cè)路邊線，危及到319國(guó)道的行車安全。查明滑坡體的邊界條件、物質(zhì)成份等地質(zhì)特征，對(duì)研究滑坡的穩(wěn)定性及其變化有十分重要的工程意義，直接影響到防洪護(hù)岸綜合整治工程的正常施工，也直接影響到附近人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。本文在對(duì)滑坡體邊界條件、物質(zhì)組成、滑帶土性狀等地質(zhì)特征及其周邊地質(zhì)環(huán)境研究的基礎(chǔ)上，對(duì)滑坡體穩(wěn)定性進(jìn)行初步分析。

1 地質(zhì)環(huán)境

外河壩滑坡所處區(qū)域?qū)賮啛釒貪駳夂騾^(qū)，具有夏季炎熱多雨、秋冬多霧的特點(diǎn)。年平均降水量為1001.9mm，歷年最大、最小降水量為分別為1363.0mm、681.7mm，兩者比值為2.0。多年平均氣溫17.3℃。多年最高月平均氣溫27.5℃（8月），最低月平均氣溫6.7℃（1月）。

外河壩滑坡處于位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)上揚(yáng)子臺(tái)褶帶上，燕山運(yùn)動(dòng)奠定了區(qū)內(nèi)的基本構(gòu)造格架，以北北東向構(gòu)造為主。地處郁山鎮(zhèn)背斜北西翼，巖層呈單斜狀產(chǎn)出，產(chǎn)狀286∠40°，未見(jiàn)斷層通過(guò)，地質(zhì)構(gòu)造較簡(jiǎn)單。

滑坡區(qū)出露基巖為志留系中上統(tǒng)羅惹坪組（S2lr）頁(yè)巖。

2 滑坡區(qū)基本地質(zhì)特征

2.1 形態(tài)特征

外河壩滑坡地處滑坡位于烏江右岸，某縣城防洪護(hù)岸工程第四標(biāo)段樁號(hào)K0+187～K0+276處，平面上呈寬寬圈椅狀，前緣伸至烏江河漫灘，高程約203m，后緣高程245m，高差42m。滑體縱向長(zhǎng)約120m，寬度40m～96m，平均厚度11.0m，面積0.77×104m2，體積約8.4×104m3。滑坡地表為耕地及居民點(diǎn)，靠319國(guó)道附近為居民點(diǎn)，現(xiàn)部分房屋（簡(jiǎn)易）已垮塌。319國(guó)道于高程245m靠滑坡后緣邊界經(jīng)過(guò)。

滑坡邊界較為清晰，滑體后緣與319國(guó)道相接，后緣地貌較明顯；滑體前緣伸至烏江河漫灘；319國(guó)道以上，為基巖（頁(yè)巖）邊坡，滑坡呈寬寬圈椅狀。滑坡在地形上為斜坡，局部為陡坎及緩平臺(tái)，平均地形坡角約21°。滑坡體上無(wú)沖溝發(fā)育。

2.2 滑體特征

1）物質(zhì)組成

滑體主要由粉質(zhì)粘土組成，少量為粉質(zhì)粘土及碎石土，含量約5%，主要分布在滑坡后緣（靠319國(guó)道附近），塊徑一般2cm～5cm，最大15cm。褐黃色粉質(zhì)粘土呈可塑狀，灰-褐灰色粉質(zhì)粘土呈軟-可塑狀。

2）結(jié)構(gòu)特征

根據(jù)地表地質(zhì)測(cè)繪和鉆孔揭示粉質(zhì)粘土及碎石土平面上主要分布在靠后緣及319國(guó)道外側(cè)，在鉛直方向由上至下分別為碎石土、褐黃色粉質(zhì)粘土、灰～褐灰色粉質(zhì)粘土，垂直分帶性較為明顯。

3）厚度特征

滑坡堆積物前緣厚度約6.00m～14.85m，后緣厚度約11.50，平均厚度11.00m。

2.3 滑床特征

1）滑床巖性

滑床為褐灰色粉質(zhì)粘土，滑床下伏基巖為志留系中上統(tǒng)羅惹坪組（S2Lr）頁(yè)巖，產(chǎn)狀286°∠40°。

2）滑床形態(tài)

勘探揭示滑坡滑面主要沿灰～褐灰色粉質(zhì)粘土中滑動(dòng)。前緣滑面順直，傾角近水平，后緣滑面近似于圓弧形，傾角20°～74°，變化較大。該滑坡滑床形態(tài)總體連接圓順，無(wú)突變現(xiàn)象。

3）滑面連通性

滑動(dòng)面附近土體相對(duì)較密實(shí)，面平直，偶見(jiàn)擦痕，滑面傾向207°，傾角0°～20°，滑面貫通性一般。

2.4 滑動(dòng)擠壓特征

滑坡滑動(dòng)擠壓跡象明顯，這些擠壓結(jié)構(gòu)面在剖面間的連線可形成統(tǒng)一滑面（見(jiàn)圖1）。

圖1

2.5 水文地質(zhì)特征

滑坡內(nèi)地表水系不發(fā)育，無(wú)季節(jié)性排水溝。滑坡位于烏江右岸，靠近河床，水文地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，主要為松散堆積層孔隙潛水。滑坡地下水受滑體土巖性影響，土體透水性較差，地下水位埋深較淺，推測(cè)多為鉆孔殘留水，地表未發(fā)現(xiàn)泉水、明流等。

3 滑坡穩(wěn)定性初步分析

3.1 計(jì)算公式的選用

滑坡穩(wěn)定性計(jì)算的方法很多，根據(jù)滑坡滑動(dòng)面的形態(tài)及滑坡的特征以及滑坡穩(wěn)定性計(jì)算公式的適用條件，這里采用《地質(zhì)災(zāi)害防治工程勘察規(guī)范》（DB50/143—2003）中公式（17）進(jìn)行計(jì)算，基本計(jì)算公式如下：

式中：Fs為穩(wěn)定系數(shù)；

ai為第i條塊滑動(dòng)面與水平面的夾角（°）；

Ri為作用于第i條塊的抗滑力（kN/m）；

Ti為作用于第i條塊滑動(dòng)面上的下滑分力（kN/m）；

Di為第i條塊的動(dòng)水壓力（kN/m）；

Qi為第i條塊的地震力（kN/m）；

ψj為傳遞系數(shù)；第i條塊的剩余下滑力傳遞至i+1條塊時(shí)的傳遞系數(shù)（j=i）；

Wi為第i條塊自重標(biāo)準(zhǔn)值與相應(yīng)附加荷載之和（kN/m）；

φi為第i條塊土的內(nèi)摩擦角（°）；

Ci為第i條塊土的粘聚力（kPa）；

Li為第i條塊滑動(dòng)面的長(zhǎng)度（m）；

n為條塊數(shù)。

依據(jù)《地質(zhì)災(zāi)害防治工程勘察規(guī)范》規(guī)范12.1.8規(guī)定：本次計(jì)算，由于滑體土滲透系數(shù)試驗(yàn)最大值為0.73×10-7m/s，小于1.0×10-7m/s，故荷載主要考慮了滑坡的自重，不計(jì)動(dòng)水壓力。

計(jì)算公式中：

Di為動(dòng)水壓力，取零；Qi為地震系數(shù)，取零。

3.2 計(jì)算參數(shù)的確定

1）滑體重度（γ）

根據(jù)滑坡體的物質(zhì)組成及其分布特征，經(jīng)權(quán)重計(jì)算，滑體土綜合天然重度為20.1kN/m3，飽和重度取20.69kN/m3。

2）滑帶土的抗剪強(qiáng)度（C、Φ）

對(duì)滑坡體取代表性的滑帶土樣作了室內(nèi)抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)，并選取了代表性的滑帶土作了現(xiàn)場(chǎng)大剪試驗(yàn)。以滑坡滑帶土的現(xiàn)場(chǎng)大剪試驗(yàn)為基礎(chǔ)，結(jié)合滑帶土的室內(nèi)試驗(yàn)成果特征及其滑帶土特征，經(jīng)綜合分析，滑帶土的天然抗剪強(qiáng)度Φ取12.5°、C取22.7kPa，飽和抗剪強(qiáng)度Φ取9.2°、C取15.8kPa。

3.3 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算與評(píng)價(jià)

選取代表性計(jì)算剖面剖面1、2、3，進(jìn)行2種工況的計(jì)算，計(jì)算工況及計(jì)算成果見(jiàn)表1。

表1 穩(wěn)定性系數(shù)Fos計(jì)算成果表

滑坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果表明：天然狀態(tài)下（工況Ⅰ），滑坡穩(wěn)定性系數(shù)Fs=1.09～1.45，處于穩(wěn)定狀態(tài)；暴雨（工況Ⅱ）時(shí)，滑坡穩(wěn)定性系數(shù)Fs=0.77～1.01，處于不穩(wěn)定和欠穩(wěn)定狀態(tài)，勘察期間，下小雨時(shí)，滑坡1—1′剖面附近有二次滑移現(xiàn)象，與實(shí)際情況吻合。

綜上所述，該滑坡在天然狀態(tài)下處于穩(wěn)定狀態(tài)，暴雨時(shí)處于不穩(wěn)定及欠穩(wěn)定狀態(tài)。

4 結(jié)論

滑體主要由粉質(zhì)粘土組成，少量為粉質(zhì)粘土及碎石土，含量約5%。勘探揭示滑坡滑面主要沿灰～褐灰色粉質(zhì)粘土中滑動(dòng)。前緣滑面順直，傾角近水平，后緣滑面近似于圓弧形，傾角20°～74°，變化較大。該滑坡滑床形態(tài)總體連接圓順，無(wú)突變現(xiàn)象。

滑坡在天然狀態(tài)下處于穩(wěn)定狀態(tài)，暴雨時(shí)處于不穩(wěn)定及欠穩(wěn)定狀態(tài)。

[1]水電水利工程邊坡工程地質(zhì)勘察技術(shù)規(guī)程.中國(guó)電力出版社，2006，9.

[2]地質(zhì)災(zāi)害防治工程勘察規(guī)范（DB50/143-2003），2003.