重慶市某滑坡穩(wěn)定性分析

路 曉 光

(重慶川東南地質(zhì)工程勘察設(shè)計(jì)院，重慶 400038)

0 引言

該滑坡位于巫山縣培石鄉(xiāng)培石居委會(huì)5組，屬低山之斜坡地貌，平面形態(tài)呈“舌”狀。滑坡的中后部地形大都比較陡峭，大約為23°，前部地形就相對(duì)較緩，約14°。其中滑坡區(qū)域中部零星基巖出露，將該區(qū)域分為變形Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)；變形Ⅰ區(qū)威脅1戶5人及房屋、鄉(xiāng)村道路；變形Ⅱ區(qū)威脅4戶14人及房屋、鄉(xiāng)村道路116 m。

1 滑坡區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件

1.1 地形地貌

滑坡區(qū)域?qū)俚蜕叫逼碌孛矃^(qū)，區(qū)域最高標(biāo)高405.00 m，最低標(biāo)高312.00 m，相對(duì)高差93.00 m，滑坡區(qū)域位于山脊(龔家?guī)X)西側(cè)，整體東高，西低。滑坡區(qū)內(nèi)植被生長(zhǎng)尤為茂密，以農(nóng)作物為主，主要為玉米及果樹。

1.2 地層巖性

1.2.1第四系地層

1.2.2侏羅系地層

③層系中統(tǒng)巴東：泥巖，紫紅色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，薄～中厚層狀構(gòu)造，主要組成為粘土礦物成分，為滑坡主要巖性。

1.3 地質(zhì)構(gòu)造與地震

勘查區(qū)位于官渡向斜北東段的揚(yáng)起端，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè),場(chǎng)地南側(cè)山體斜坡以上部位出露巖石為三疊系中統(tǒng)巴東組的紫紅色泥巖,產(chǎn)狀335°∠39°。滑坡區(qū)未見斷層通過，但根據(jù)調(diào)查情況，斜坡地表部位的泥巖較破碎，多呈碎塊狀，構(gòu)造裂隙發(fā)育。根據(jù)GB 18306—2015中國(guó)地震參數(shù)區(qū)劃圖[1]，本勘察區(qū)地震烈度是6度區(qū)，地震動(dòng)峰值加速度為0.05g，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.35 s。

1.4 水文地質(zhì)條件

降雨補(bǔ)給是滑坡區(qū)的主要水量來源，因此水量受降雨影響十分明顯。根據(jù)地下水的賦存條件以及水動(dòng)力特征，結(jié)合含水介質(zhì)的組合狀況，將區(qū)內(nèi)地下水按其埋藏條件可分為孔隙水和基巖裂隙水。第四系土體孔隙水以下水通道和泉點(diǎn)的方式排泄至低洼處。基巖裂隙水就近以下降泉的形式排出至地面。

2 滑坡基本特征及形成機(jī)制

2.1 滑坡基本特征

該滑坡位于龔家?guī)X西側(cè)斜坡處，前緣陡坡處基巖出露。該滑坡的主要滑動(dòng)方向是272°，滑坡大概長(zhǎng)度200 m，寬約100 m，面積大約為20 000 m2，滑體平均厚度約為4.5 m，體積大約為9×104m3，是小型土質(zhì)推移式滑坡。滑坡前緣坡腳有一季節(jié)性沖溝，該滑坡為不涉水滑坡。其后緣為緩坡與陡坡交接處玉米地及鄉(xiāng)村公路，前緣為玉米地及果林地，地形較陡處基巖出露，右側(cè)為山脊，左側(cè)為山脊平面形態(tài)呈“舌”狀。滑坡體后緣厚度較薄，中部及前部滑體厚度較厚，滑面傾角10°～20°，形態(tài)呈折線型。在滑坡中后部極有可能出現(xiàn)次級(jí)剪出。

本滑坡屬低山之斜坡地貌，土體為塊石土，巖石為泥巖，巖土組成種類較多、變化較大、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，綜上所述，根據(jù)《三峽庫區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治工程地質(zhì)勘察技術(shù)要求》[2]中2.2.2地質(zhì)復(fù)雜程度分級(jí)劃分為中等復(fù)雜。

2.2 滑坡形成機(jī)制

1)滑坡滑體為塊石土，雜色，稍濕，結(jié)構(gòu)松散～稍密，力學(xué)性質(zhì)很差。滑床為中、強(qiáng)風(fēng)化泥巖，但是在巖土接觸面含有滑帶土，厚度約0.20 m～0.30 m，為滑坡發(fā)生提供了基礎(chǔ)。

2)滑坡內(nèi)已建設(shè)有較多的民用建筑，滑坡中部鄉(xiāng)村公路已建設(shè)成型，區(qū)內(nèi)建(構(gòu))筑物形成的地表荷載使滑坡自重增加，降低了滑坡的穩(wěn)定性，使滑坡變形加劇。

3)滑坡體物質(zhì)組成為塊石土，暴雨或持續(xù)降雨造成滑體土和滑帶土飽水，地下水位提高，使滑帶抗剪強(qiáng)度降低，靜水壓力增加，極大的影響了滑坡穩(wěn)定。

4)各滑坡破壞方式為土層沿巖土界面或土體間產(chǎn)生變形蠕滑，其變形破壞模式為：滑坡破壞模式均為推移式。各滑坡具變形緩慢，變形速率低的特征，這種變形破壞易使斜坡產(chǎn)生水平、垂直差異松弛、沉降，對(duì)剛性建(構(gòu))筑物、基礎(chǔ)設(shè)施破壞嚴(yán)重。

3 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算

3.1 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算模型

工作區(qū)地震基本烈度為6度區(qū)，因此地震對(duì)斜坡影響就比較小了，所以該斜坡的穩(wěn)定性計(jì)算可以不考慮地震力的影響。根據(jù)滑坡的地質(zhì)特征、誘發(fā)因素和工程治理的需要，選取1—1′～3—3′及6—6′剖面進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算，并對(duì)存在次級(jí)剪出的2—2′和3—3′剖面進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算。滑體及斜坡坡體物質(zhì)主要為塊石土組成，滑面呈折線形。基于二維剛體極限平衡原理進(jìn)行滑坡的穩(wěn)定性計(jì)算，采用折線型滑動(dòng)面剩余推力法計(jì)算，較為合理。本工程假設(shè)滑體處于極限強(qiáng)度狀態(tài)，為不可變形的剛體。1—1′剖面計(jì)算模型見圖1。

3.2 計(jì)算方法

采用傳遞系數(shù)法評(píng)價(jià)滑坡的穩(wěn)定性和推力，截取滑坡(斜坡)體單位寬度(1 m)進(jìn)行穩(wěn)定系數(shù)和推力計(jì)算，采用穩(wěn)定性系數(shù)(FS)評(píng)價(jià)滑坡的穩(wěn)定性。

計(jì)算基本公式略，本滑坡為不涉水滑坡，計(jì)算采用工況1、工況2。

計(jì)算工況1：自重+地表荷載。

計(jì)算工況2：自重+N年一遇暴雨(q全)+地表荷載(N取10年)。

在工況1中計(jì)算采用天然重度及C,φ，計(jì)入地表荷載。

在工況2中，計(jì)算中考慮降雨影響時(shí)，降雨引起的浸潤(rùn)線以上和地下水位以下的部分都采用飽和重度。利用上述公式計(jì)算時(shí)，按照前述兩種工況中不同的荷載組合，合理選取計(jì)算參數(shù)。

3.3 計(jì)算參數(shù)

1)重度。

滑體土巖性主要為塊體土，重度是由室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)大容重試驗(yàn)綜合確定的，滑體土天然重度為20.8 kN/m3，飽和重度為22.4 kN/m3。

2)抗剪強(qiáng)度。

本次勘查對(duì)滑坡進(jìn)行了原位大剪試驗(yàn)和室內(nèi)滑帶土試驗(yàn)，并根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行分析，滑帶土的C,φ值取原大剪試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)值，滑帶土參數(shù)選取見表1。

表1 滑帶土參數(shù)選取表

3)安全系數(shù)。

本滑坡防治工程等級(jí)為Ⅲ級(jí)，按照《三峽庫區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治工程地質(zhì)勘查技術(shù)要求》(2012年12月)表7.1.5-2可知：滑坡計(jì)算1工況抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)為1.15，2工況抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)為1.10。

3.4 穩(wěn)定性計(jì)算

根據(jù)滑坡的不同工況，對(duì)1—1′～3—3′及6—6′主剖面和存在次級(jí)剪出的2—2′和3—3′剖面進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算，其結(jié)果見表2。

表2 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果表

3.5 滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

按照《三峽庫區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治工程地質(zhì)勘查技術(shù)要求》，滑坡的整體穩(wěn)定性在1工況為穩(wěn)定狀態(tài)，在2工況為基本穩(wěn)定狀態(tài)。滑坡在上部的次級(jí)剪出部位的穩(wěn)定性在1工況為穩(wěn)定狀態(tài)，在2工況為基本穩(wěn)定狀態(tài)。

3.6 滑坡推力計(jì)算

經(jīng)計(jì)算滑坡沿1—1′～3—3′剖面滑動(dòng)的剩余下滑力較大，為110.41 kN～403.33 kN，6—6′剖面剩余下滑力較小，為86.12 kN。

4 滑坡穩(wěn)定性分析

4.1 滑坡穩(wěn)定性敏感因素分析

本滑坡穩(wěn)定性敏感因素主要為大氣降雨和人類工程活動(dòng)。

首先，降雨促使滑體土達(dá)到了飽和狀態(tài)，這極大降低滑帶土的抗剪強(qiáng)度，同時(shí)增加了滑體重量，降低滑坡穩(wěn)定性；其次，滑坡區(qū)內(nèi)建設(shè)很多的民用建筑，滑坡后部鄉(xiāng)村公路已建成型，建(構(gòu))筑物形成的地表荷載使滑坡的穩(wěn)定性降低，加劇滑坡變形。

4.2 滑坡發(fā)展趨勢(shì)及危害性預(yù)測(cè)

本滑坡主要為沿巖土界面滑動(dòng)的土質(zhì)滑坡，變形模式為在暴雨影響下，滑坡后緣變形產(chǎn)生推移式破壞。影響滑坡穩(wěn)定因素主要為降雨和人類工程活動(dòng)。滑坡于2010年暴雨后產(chǎn)生變形，每逢暴雨，滑坡會(huì)在地下水的作用下產(chǎn)生持續(xù)變形。尤其是滑坡在后緣推力作用下，中后部變形呈逐步加劇的趨勢(shì)，滑坡中后部拉張跡象明顯，是目前造成滑坡不斷變形加劇的主控因素之一。由于滑體為塊石土，暴雨容易滲入滑體內(nèi)，降低滑帶土的抗剪強(qiáng)度，增加滑體土的重量，進(jìn)而誘發(fā)滑坡變形。目前滑坡體處于變形階段，滑坡中后部的變形較為明顯，在降雨和人類工程活動(dòng)等因素影響下，極有可能會(huì)出現(xiàn)比較大的滑動(dòng)變形，從而形成災(zāi)害。

本滑坡在天然工況下為穩(wěn)定狀態(tài)，在暴雨工況下為基本穩(wěn)定狀態(tài)。由于滑坡變形呈逐步加劇的趨勢(shì)，滑坡區(qū)內(nèi)分布大量建(構(gòu))筑物及居民，滑坡變形加劇將形成災(zāi)害，將威脅居民5戶，建筑5棟，居民房屋面積800 m2，鄉(xiāng)村公路1段，長(zhǎng)約116 m，危害人數(shù)19人，危害人民生命財(cái)產(chǎn)及鄉(xiāng)村公路通行。造成經(jīng)濟(jì)損失約250萬元。據(jù)《三峽庫區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治工程地質(zhì)勘查技術(shù)要求》表2.2.1判定該滑坡危害程度為Ⅲ級(jí)。

5 結(jié)論與建議

1)龔家?guī)X滑坡在天然狀態(tài)及自重作用下，穩(wěn)定系數(shù)為1.259～1.405，滑坡處于穩(wěn)定狀態(tài)；在暴雨?duì)顟B(tài)下，穩(wěn)定系數(shù)為1.058～1.087，滑坡處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。

2)該滑坡為變形階段，處于基本穩(wěn)定狀態(tài)；建議對(duì)各個(gè)威脅對(duì)象采用分級(jí)支擋；并對(duì)滑坡體形成的裂縫進(jìn)行封閉處理，滑坡后緣及兩側(cè)設(shè)置排水溝。滑坡治理應(yīng)本著“動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，信息法施工”的原則進(jìn)行，滑坡施工期間，應(yīng)該采取合理措施，確保滑坡上居民住宅及人員安全，禁止采用爆破施工。