湖南省安化縣清塘鋪鎮中石村滑坡特征及穩定性分析

劉劍

摘 ?要 ?中石村滑坡滑體主要為含碎石粘土，滑床為泥盆系中統吳家坊組石英砂巖、炭質板巖，通過對滑坡的特征分析及穩定性評價，為山區同層位滑坡地質災害的防治，提高減災防災工作認識具有現實意義。

關鍵詞 ?中石村滑坡;特征分析;穩定性評價

中圖分類號：P642.22 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A

Abstract： The landslide in Zhongshi village is mainly composed of gravel clay and sliding bed with quartz sandstone and carbonaceous slate of the Wujiafang Formation of the Middle Devonian. The characteristics of the landslide are analyzed and the stability of the landslide is evaluated. It is of practical significance on enhancing the awareness of disaster reduction and prevention of geological hazards of landslides at the same level in mountain areas.

Keywords： ?landslide in Zhongshi Village; feature analysis; stability evaluation

1 ?滑坡概況

1.1地理位置

中石村滑坡位于安化縣東南部，清塘鋪鎮230°方位，直距5.5km，滑坡中心點平面直角坐標X=3102490，Y=37569459，地理坐標為東經111°42′23″，北緯28°02′05″，行政區劃隸屬于清塘鋪鎮中石村建和組。

1.2滑坡形態特征

中石村滑坡平面形態呈長條形，整體地勢西高東低，滑坡由上下兩個滑體組成（上部滑坡為1號滑體，下部滑坡為2號滑體）（圖1、圖2），2個滑體雖處于同一斜坡上，其結構特征基本一致，但兩者滑動并無直接聯系，為2個相對獨立的滑體。現分述如下：

1號滑體主滑方向為60°，坡度32°，滑坡長112 m，寬90 m，滑體均厚3.8 m，總方量為3.8×104m3。滑坡后緣標高660.8 m，前緣標高595.6 m，相對高差65.2 m。平面形態呈舌形，剖面形態呈上緩下陡凸形。

2號滑體主滑方向為74°，坡度24°，滑坡長91 m，寬156 m，滑體均厚5.4 m，總方量為7.67×104m3。滑坡后緣標高592.2 m，前緣標高556.5 m，相對高差35.7 m。平面形態為舌形，剖面形態呈上緩下陡凸形。

綜上所述：中石村滑坡是由2個上緩下陡的淺層小型滑坡組成。

1.3變形特征

中石村滑坡由2處小型滑坡組成，區內變形特征主要表現為地表裂縫、滲冒渾水及建筑物變形等。分述如下：

2008年1月20日，1號滑坡后緣初現5條裂縫，其主裂縫長95 m，寬0.3～0.8，深0.5～1.5 m，主要受地形線控制，延伸方向為80°， 滑坡前緣地面多處鼓起，本次調查裂隙均已填埋;2013年4月22日，裂縫變寬、加深，前緣臨空面局部滑動，滑動方向為30°，堆積方量3000m3，損壞房屋3間。

2013年4月23日，2號滑坡斜坡中部發育3條拉張裂縫，潛在剪出口位于溪溝北西岸陡坎，雨時有冒渾水現象，持續至今。

2 ?滑坡區地質概況

2.1 地層

區內出露地層巖性為泥盆系中統吳家坊組（Dw）石英砂巖、炭質板巖及第四系（Q）含碎石粘土。

2.2 地質構造

區內構造較復雜。滑坡南側見背斜，核部走向70°，巖性為砂巖夾板巖，產狀：330°∠38°。 滑坡北東側公路邊發育一條張扭性斷層，斷層產狀：140°∠75°，斷層破碎帶寬0.6～0.7m，見角礫巖和斷層泥。

2.3 水文地質條件

2.3.1氣象與水文

本區屬亞熱帶季風氣候，四季分明，雨量充沛。據安化縣氣象站1981-2017年統計資料，歷年年平均降雨量1738.0mm，歷年最大降雨量2239mm（2002年），月最大降水量778.7mm（1990.6），日最大降水量238mm（1990.6.12），小時最大降水量88.7mm（1993.8.16，22時）。區內地表水位、水量均呈季節性變化顯著，接受大氣降水補給。

2.3.2 地下水

區內地下水類型主要為第四系松散巖類孔隙水及基巖裂隙水兩大類。

（1）松散巖類孔隙水：分布于勘查區及外圍山體表層淺部，賦存于殘坡積層碎石土中，屬上層滯水，含水量季節性變化大，旱季貧乏，雨季富水性較好，對滑坡穩定性影響很大。

（2）基巖裂隙水：分布于勘查區下伏基巖中，巖性為泥盆系中統吳家坊組（Dw）的石英砂巖、炭質板巖，據本次鉆孔揭露，其富水性中等，鉆孔靜止水位埋深為7.13～12.43 m。

2.4 工程地質特征

區內工程地質特征分為巖體、土體兩類，分述如下：

（1）巖體：薄～中層狀石英砂巖、炭質板巖為主巖性綜合體。其主要物理力學性質參數：石英砂巖平均單軸飽和抗壓強度為51.85Mpa，屬堅硬巖類。炭質板巖單軸飽和抗壓強度10～15Mpa，屬軟弱巖類。據鉆孔揭露，強風化～中風化板巖為勘查區場地下伏基巖。

（2）土體：為含碎石粘土單層結構土體，由殘坡積層碎石土、亞粘土組成，結構較松散，廣泛分布坡面，厚度不一，稍濕，可塑～硬塑。據現場調查，結合鉆孔揭露，該層厚度1.0～6.0m，為滑體主要組成部分。本次共取樣12組進行試驗，其中滑體10組、滑帶2組，對天然重度等物理力學性質指標進行了綜合分析（見表1）。

由統計結果可知，滑體含碎石粘土非飽和快剪凝聚力C值20.0～28.0 kPa，內摩擦角φ值一般在14.0°～16.0°;飽和凝聚力C值19.2 kPa，內摩擦角φ值一般在15.0°。

滑帶土統計了2組單值，滑帶粉質粘土非飽和快剪凝聚力C均值23.3kPa，內摩擦角φ均值23.7°;飽和凝聚力C均值16.0 kPa，內摩擦角φ均值18.0°

2.5 滑坡結構特征

2.5.1滑體特征

區內滑體主要組分為含碎石粘土，呈灰黃色，混雜結構，松散～稍密，稍濕，硬塑～可塑，碎石成分主要為石英砂巖、炭質板巖，碎石一般含量50～60%，塊度一般1～20cm，次棱角狀為主。據鉆孔揭露，1號滑坡滑體厚3.8m;2號滑坡中滑體厚5.4m。

2.5.2滑面及滑帶特征

滑面為巖土接觸面，受強風化帶深度控制。1號滑坡滑面形態為凸形，控滑面產狀為60°∠32°，埋深3.8m;2號滑坡滑面形態為凸形，控滑面產狀為85°∠23°，埋深5.4m。

滑帶土為粉質粘土，棕黃色，泥質含量大于80%，稍濕，軟塑～可塑，易于滑動。滑帶厚度0～0.3m。

2.5.3滑床特征

滑床為泥盆系吳家坊組（Dw）石英砂巖、炭質板巖。滑床整體巖層產狀為140°∠57°。據鉆孔揭露，滑床風化程度較深，硬、軟類巖石相間，巖芯多為長柱狀或碎塊狀。

綜上所述，區內滑體主要為含碎石粘土，控滑結構面為覆蓋層與基巖接觸面。

3 ?滑坡穩定性分析

3.1 計算參數的選取

中石村滑坡規模較小，地質結構較簡單，區內滑坡物質組分及相對含量基本一致，為便于計算，對區內的2處滑坡土體滑帶抗剪參數取統一值，在室內土工試驗結果與反演計算結果對比的基礎上，結合有關專家意見綜合取值（見表2）。

3.2計算剖面選取

采用極限平衡法，建立折線型力學結構模型，選取土巖接觸面為假定滑動面，選取滑坡主剖面2-2'線為計算剖面，其計算剖面圖見圖3。

3.3計算工況與下滑推力安全系數

參考《滑坡防治工程設計與施工技術規范》（DZ/T0219-2006）表5，防治工程等級為Ш級，下滑推力計算安全系數按表3取值。

3.4穩定性計算結果和評價

（1）穩定性計算采用傳遞系數法，公式如下：

式中： Kf—穩定系數;

Wi—第i條塊重量（KN/m）;

A —地震加速度（重力加速度g）;

Ri—作用于第i條塊的抗滑力（KN/m）;

φi—第i條塊土的內摩擦角（°）;

ci—第i條塊土的內聚力（KN/m）;

Li—第i條塊滑面長度（m）;

Ti—作用于第i條塊滑面上滑動分力（KN/m）;

Ψj—第i條塊的剩余下滑力傳遞至第i+1塊段時的傳遞系數（j=i）;

αi——第i條塊滑面傾角（°）。

穩定性計算結果與評價見表4。

（2）下滑推力計算公式如下：

Pi=Pi-1×ψ+Kst×Ti-Ri

式中： ?Pi—第i條塊的推力（kN/m）;

Pi-1—第i+1條塊的剩余下滑力（kN/m）;

ψ—傳遞系數;

Kst—下滑推力安全系數，工況I取Kst=1.15，工況II取Kst=1.05;

Ti—作用于第i條塊滑面上的滑動分力（kN/m）;

Ri—作用于第i條塊滑面上的抗滑力（kN/m）。

下滑力計算結果見表5。

綜上所述：1號滑坡、2號滑坡在工況I下穩定系數為Ks=1.233～1.456，表明滑體均處于穩定狀態;1號滑坡、2號滑坡在工況II下穩定系數為Ks=0.861～1.044，表明滑體均處于欠穩定—不穩定狀態。

4 ?結論

（1）通過定性分析與定量計算，認為滑坡體在自然工況下穩定性好，在暴雨工況下處于欠穩定—不穩定狀態，該滑坡體整體穩定性受降雨影響顯著。

（2）通過對該滑坡體地質條件分析，并結合變形特征判斷，該滑坡體屬于典型淺層土質滑坡，控滑面為土巖接觸面，滑帶土為粉質粘土，滑體自重大，易發生滑動。

（3）該滑坡體滑床為泥盆系吳家坊組（Dw）石英砂巖、炭質板巖，該層位巖體軟硬相間，在長期風化、雨水作用下，板巖極易軟化，巖體力學性質明顯下降，容易發生滑坡地質災害，應予以足夠的重視。

參考文獻/References

[1]《滑坡防治工程勘查規范》（DZ/T0218-2006）.

[2]《滑坡防治工程設計與施工技術規范》（DZ/T0219-2006）.

[3]《巖土工程勘察規范》（GB50021-2001）（2009年版）.

[4]《湖南省安化縣清塘鋪鎮中石村滑坡勘查》（湖南省地質礦產勘查開發局414隊，吳能杰，劉幸庭，張益華）（2013.8）.