怒江某滑坡形態與穩定性分析

錢閃光，李 云，侯克鵬，楊志全

(1.昆明冶金高等專科學校建工學院，云南 昆明 650033；2.昆明理工大學，公共安全與應急管理學院，云南 昆明 650093；3.昆明萬昆建設監理有限公司，云南 昆明 650041；4.昆明理工大學，國土資源工程學院，云南 昆明 650093)

0 引 言

目前，怒江州貢山縣達卡當滑坡受暴雨影響作用已產生變形開裂現象，在其后緣形成了一條拉張裂縫，在降雨與人為活動作用下易失穩破壞，對丙中洛鎮日當一組居民14戶56人的生命與財產安全構成了嚴重的威脅。

1 達卡當滑坡基本形態

達卡當滑坡地處怒江右岸山坡坡腳地帶，位于丙中洛鎮日當一組西側斜坡上方，該滑坡已產生滑動，導致坡體下方的道路排水溝損毀，道路已變形開裂；現狀滑坡體后段形成約1 m的后壁，滑坡表層均為殘坡積粉質粘土。

滑坡所在的斜坡形態呈南北向展布，南高北低，地形坡度為30°～40°；H1滑坡平面呈矩形狀，滑坡軸長30～35 m，寬30～42 m，坡頂地形標高約1 747 m，坡底地形標高約1 722 m，最大相對高差約25 m。滑坡體上的松散物質主要為殘坡積粉質粘土，根據鉆探揭露情況，松散層厚度為1.5～4.8 m，平均厚度為2.6 m，圈定平面面積973 m2，則滑塊體積約2.53×103m3，屬淺層小型牽引式滑坡，滑坡體上以林地為主，植被較發育。

根據現場踏勘情況，滑坡現狀自穩能力較差，在坡體后緣及滑體上均有變形跡象，滑坡后緣由于滑動變形已在滑坡后緣形成了一條拉張裂縫，裂縫長28 m、寬0.2m 、深0.5 m，裂縫走向約10°，滑坡前緣由于修建公路及排水溝已形成了約1.5 m的臨空面，有利于坡體物質滑移剪出，滑坡主要威脅日當一組居民14戶56人的生命財產安全，并威脅位于滑坡下道路及過往行人及車輛的生命財產安全。

達卡當滑坡基本形態見圖1。

滑坡后緣壁

滑坡后緣裂縫

滑坡前緣

滑坡坡面

2 達卡當滑坡穩定性分析

2.1 計算模型與工況

計算模型與工況的確定，依據勘查資料分析及滑坡所處環境的實際情況，計算目的是為滑坡穩定性評價及防治提供依據，計算時考慮降雨和地震工況，勘查期間所有鉆孔均未揭露地下水，該地區地下水埋深推測超過鉆探孔深14.3 m，故在工況設計中不考慮地下水影響。貢山縣地震基本烈度為Ⅶ度，因此地震力采用Ⅶ度計算。分析計算的荷載主要有：滑坡自重、暴雨情況下坡體完全飽水、地震波動力。

計算工況按3種情況計算：

(1) 工況Ⅰ：自重(天然狀況)；

(2) 工況Ⅲ：自重+暴雨(坡體全部飽水)；

(3) 工況Ⅳ：自重+地震。

2.2 計算剖面

達卡當滑坡主滑方向為320°，根據其基本形態與野外考察選取結算剖面對其開展穩定性分析，見圖2。

計算剖面1

計算剖面2

2.3 計算參數

1)天然重度(γ)和飽和重度(γs)

本次勘察在滑坡殘坡積粉質粘土采取了6個原狀土樣，土樣進行了常規實驗及飽和殘余剪切實驗，根據實驗結果：殘坡積層層：天然重度取17.3 kN/m3，飽和重度取18.1 kN/m3。

2)抗剪強度(C、φ值)

依據實驗結果取值為：

殘坡積層：C=16.1 kPa，φ=10.7°。

2.4 附加力

1)地下水壓力

滑坡區地下水埋藏較深，滑坡區鉆孔均未有地下水，因而穩定性計算時不計地下水壓力。

2)工程荷重

現狀滑坡上無建筑物，穩定性計算時可不計其荷重。

3)地震力

貢山縣城屬7度抗震設防烈度區，穩定性計算時須考慮地震作用力。計算時取水平地震影響系數a=0.03(此值為7度抗震設防烈度區最大水平地震力影響系數)。

2.5 計算公式

滑坡的潛在滑動面縱向上均呈折線形，依滑面形態，選取折線形滑面計算公式進行穩定性計算。

計算公式如下：

(1)

ψi=cos(αi-αi+1)-sin(αi-αi+1)tgψi+1

(2)

(3)

Ri=Nitgφi+CiLi=Qicosθi·tgφi+CiLi

(4)

Ti=QsinQi

(5)

式中：

Fs——穩定系數；

Qi——第i塊段所受的重力(KN/m)；

Ri——作用于第i塊段的抗滑力(KN/m)；

Ni——第i塊段滑動面法向分力(KN/m)；

Ci——第i塊段土的內聚力(kPa)；

φi——第i塊段土的內摩擦角(°)；

Li——第i塊段滑動面長度(m)；

θi、θi+1——第i、i+1塊段滑面傾角(°)；

Ti——作用于第i塊段滑動面上的滑動分力(kN/m)；

Ψj——第i塊段的剩余下滑力傳遞至i+1塊段時的傳遞系數(j=i)。

Pi=Pi-1·Ψj-1+Fst·Ti-Ri

(6)

式中：

Pi、Pi+1——分別為第i塊、第i-1塊滑體的剩余下滑力(kN/m)；

須指出的是：計算時計入地震作用力時，抗滑力(Ri)與下滑力(Ti)的計算須作相應的變化，即：計地震作用力時，

Ri=[Qi(cosθi-asinθi)]tgφi+CiLi

(7)

Ti=Qi(sinθi+acosθi)

(8)

式中：a——水平地震影響系數。

2.6 滑坡穩定性計算與結果評述

按照上述工況及方法進行穩定性計算，對于達卡當滑坡潛在滑面的不同計算結果匯總于表1。根據計算結果參照滑坡穩定性劃分標準，對其進行穩定性分析評價，穩定性劃分為四級：穩定系數Fs>1.15為穩定，1.15≥Fs>1.05基本穩定，1.05≥Fs>1.0為欠穩定，Fs<1.0為不穩定。

表1 達卡當滑坡穩定性計算結果統計表

注：“()”內為飽和狀態的計算參數。

從表1可以看出：

1)在天然狀態下，達卡當滑坡穩定系數為1.01-1.00，滑坡處于欠穩定狀態；

2)在飽水(暴雨狀態)工況下，達卡當滑坡穩定系數為0.92-0.93，滑坡處于不穩定狀態；

3)在地震工況下，達卡當滑坡穩定系數為0.94-0.96，滑坡處于不穩定狀態；

通過以上計算及計算結果可得到達卡當滑坡目前處于不穩定的狀態，應對其進行支擋與排水等防治工程。

綜上所述：達卡當滑坡現狀總體欠穩定，滑坡整體發生滑移、變形的可能性較大。如遇地震、飽水等特殊狀況激發時，滑坡將產生滑移，對丙中洛鎮日當一組村民的生命與財產安全構成了嚴重的威脅。

3 結 語

在查閱資料、現場調查與理論分析的基礎上，對怒江州貢山縣達卡當滑坡形態與穩定性開展了分析與研究。分析結果表明：達卡當滑坡現狀總體欠穩定，滑坡整體發生滑移、變形的可能性較大；如遇地震、飽水等特殊狀況激發時，滑坡將產生滑移，對丙中洛鎮日當一組村民的生命與財產安全構成了嚴重的威脅，建議對其應對其進行支擋與排水等防治工程。