北嶺村后組滑坡穩定性分析

鄭光明，朱洪生，張 剛，劉登飛

（1.河南省地質環境監測院，河南 鄭州 450016；2.河南省地質災害防治重點實驗室，河南 鄭州 450016）

1 北嶺村后組滑坡概況

北嶺村后組滑坡位于洛陽市嵩縣東南部的木植街鄉北嶺村后組，地理坐標為東經112°10′31.00″，北緯33°56′6.87″。滑坡體長約370m，寬約402m，潛在滑體體積約423987.2m3，屬于中型不穩定斜坡，主滑方向142°，坡度約17°。該滑坡體大部分為第四系覆蓋層，局部見基巖出露，威脅對象主要為滑坡體前緣的20戶70人的生命財產安全。

2 北嶺村后組滑坡形成機制分析

在短時間強降雨或者持續暴雨條件下，滑坡體很容易產生形變，發生滑移，導致滑坡災害的發生。其形成機理大致如下：

（1）地形地貌。北嶺村后組滑坡地處中低山區，山腳為汝河，坡角部位有較陡的臨空面，客觀上為斜坡體產生不穩定滑坡提供了空間要素[1]。為了平整出場地建設房屋，前緣位置削坡嚴重，破壞了斜坡體的力學平衡，因此，較陡的斜坡面構成了不穩定滑坡剪出口的滑移空間。

（2）地層巖性特征。北嶺村滑坡主要物質組成為較厚的全新統第四系粉質粘土，在大氣降水作用下，水體沿著第四系粉質粘土的空隙下滲至相對隔水的坡積粉質粘土層，形成淺層地下水，相對隔水層通過季節性地下水的反復浸泡，形成抗剪強度較低的飽和土體，很容易形成滑坡體的滑動帶。淺層地下水在其內部形成地下流體，不斷浸泡軟化滑動帶處的土壤使滑動帶連通，滑坡體沿滑動帶整體下滑形成滑坡。

（3）大氣降水。大氣降水是不穩定滑坡蠕動變形、形成滑坡的主要誘發因素。在下滲過程中，遇到滲透性較差的粉質粘土后開始向側向流動，在水壓力不斷增加的條件下，沿弱透水層表面形成地下水運移通道，使軟弱帶不斷遭受潛蝕擴大面積，進而形成滑動帶，為滑坡體的滑動提供了潤滑劑。

綜上所述，北嶺村后組不穩定滑坡前緣存在較陡的臨空面，在短時間強降雨或者持續暴雨的作用下，滑坡體土體含水量不斷增加直至飽和狀態，坡體重度不斷增加，軟弱帶不斷遭受潛蝕直至貫通形成滑動帶，最終導致滑坡災害的發生。

3 北嶺村后組滑坡穩定性分析

3.1 計算模型選定

北嶺村后組滑坡穩定性分析計算模型是根據勘探工程控制的剖面鉆孔、探井等情況，結合對應的地質環境條件和已發生的滑坡變形破壞特征確定出來的滑帶確定。此外，建立該滑坡穩定性分析計算模型還需同時滿足以下假設條件：①結構面為折線，內部結構面基本上不豎直；②所有結構面都適合摩爾-庫倫破壞準則；③結構面上抗剪強度和剪應力的比值是安全系數的定義。

3.2 滑坡穩定性計算

3.2.1 滑坡巖土體物理力學參數

按照巖土工程《土工試驗巖體標準》GB-50123-1999的相關要求，對北嶺村后組滑坡鉆孔及探槽中采集到的土樣進行室內土工試驗的測定，具體結果見表1。

表1 滑體土物理力學參數綜合選取

3.2.2 滑坡穩定性計算與評價

（1）穩定性計算。根據滑坡體的計算模型和破壞形式，采用《滑坡防治工程勘查規范》附錄E中推薦的滑坡穩定性系數和推力計算公式。

a、穩定性系數計算公式。

式中：ψj—第i塊段的剩余下滑力傳遞至第i+1塊段時的傳遞系數（j=i），

Wi—第i條塊的重量（kN/m）；Ci—第i條塊內聚力（kPa）；φi—第i條塊內摩擦角（°）；Li—第i條塊滑面長度（m）；αi—第i條塊滑面傾角（°）；βi—第i條塊地下水線與滑面的夾角（°）；A—地震加速度（重力加速度g）；Kf—穩定系數。

b、剩余下滑推力計算公式。

式中 ：Pi—第i條塊推力（kN/m）；Pi～1—第i條塊的剩余下滑力（kN/m）；Wi—第i條塊的重量（kN）；Ci、ψi—第i塊的內聚力（kPa）及內摩擦角（°）；Li—第i條塊長度（m）；αi—第i塊的滑面傾角（°）；A—地震加速度（重力加速度g）；Ks—設計安全系數。

本次研究選定如下三種工況計算、分析評價該滑坡的穩定性：自重工況；自重+暴雨工況；自重+地震工況。計算結果見表2。

表2 斜坡穩定性計算成果匯總表

（2）穩定性分析。按照《滑坡防治工程勘查規范》12.4.6規定，滑坡穩定狀態分級由其穩定系數按表3確定。

表3 不穩定斜坡穩定狀態分級表

根據計算結果可知：

（1）在“自重條件”和“自重+地震條件”下，滑坡土體的穩定系數分別為1.67和1.44，滑坡整體上處于穩定狀態。

（2）在“自重+暴雨條件”下，滑坡土體的穩定系數為1.02，滑坡整體上處于欠穩定狀態。

4 結語

通過勘探和計算分析可見，北嶺村后組滑坡在自重和自重+地震工況條件下，滑坡土體整體上處于穩定狀態，不易發生滑坡災害。建議采取治理措施，加固滑坡體的抗滑能力，加強監測，防止出現滑坡失穩，造成人員傷亡及房屋毀壞的事故發生。