田木村九組滑坡穩(wěn)定性分析與治理

鄧亮明, 唐林波, 李云青, 李明領

(湖南省有色地質勘查局一總隊,湖南 郴州 423000)

1 前言

2002年至今，田木村九組后山邊坡出現(xiàn)多次、多處滑動，形成三處滑體，分別為H1(北部崩滑體)，H2(中部滑體)、H3(南部滑體，已治理)，滑坡發(fā)生后，當?shù)卣辛思夹g單位進行了兩次勘查，并進行了工程治理。本文對規(guī)模最大的滑體H2穩(wěn)定性進行計算分析，并提出了治理工程措施。

2 滑坡特征及危害性

2.1 滑坡特征

位于坡體中部，滑坡總體平面形態(tài)呈圈椅型，臨空面出現(xiàn)多處滑動，前緣呈不規(guī)則折線，總體呈內凹形，沿粉質黏土、含礫粉質黏土與碎石土或基巖的界面剪出。滑坡分布高程270～295 m，相對高差25 m。滑體長29～49 m，平均長37 m，寬110 m，平均厚3 m，體積約12 210 m3，為小型牽引式滑坡。該滑坡后緣主要形成兩組拉張裂縫(f3、f4)，f3位于滑坡左側、后緣，為滑坡后緣拉張裂縫，連通性好，呈不規(guī)則弧形，長度達93.5 m，寬0.4～1 m。該組裂縫致使坡體失穩(wěn)滑動，后緣形成多級臺坎，下錯深度1.2～2.6 m，該組裂縫存在變形加劇趨勢。f4位于滑坡后緣，目前已封填，僅在地表形成后緣壁，壁高0.3～0.8 m，傾角約60°，總體方位近南北向。滑體主要物質為粉質黏土；滑帶主要為基巖與土層接觸帶的含礫粉質黏土，厚度一般在0.18～0.35 m；滑床主要為碎石土[1]。

2.2 危害性

滑坡主要造成2棟主體房屋及部分附屬建筑損壞，直接經(jīng)濟損失約11萬元，災情為小型。滑坡威脅村民18戶109人、房屋19棟，潛在經(jīng)濟損失約810萬元，險情為中型。

3 滑坡穩(wěn)定性分析

3.1 形成機制分析

(1)穩(wěn)定性影響因素。影響該滑坡穩(wěn)定的因素主要有地形地貌，地層巖性、大氣降水、建房切坡。

區(qū)內為丘陵地貌，相對高差63.13 m，斜坡呈上緩中陡下緩態(tài)勢，總體坡度20°～40°，坡面多呈臺階狀，該類地形有利于滑坡的形成。滑坡區(qū)土層為第四系粉質黏土、含礫石粉質黏土及碎石土，為滑坡提供了物質來源，上部為具有一定擾動的粉質黏土、含礫粉質黏土，土質松散，滲透系數(shù)較大，下部為稍密碎石土，為相對隔水層，地下水在土層界面形成軟弱帶，創(chuàng)造了滑坡條件。

大氣降水是滑坡形成的直接誘發(fā)因素，滑坡形成的2002、2009、2016年，均處于持續(xù)強降雨過程，雨水順坡滲入表土中，使第四系孔隙水突增，在人工斜坡坡腳出露，形成貫通的流水通道，軟化了土體，在巖土接觸帶形成軟弱面，加上土體受雨水浸潤，自重增大，降低土層力學性能，從而導致坡上土體下滑。

建房切坡：村民沿坡坡腳開挖土體建房，對坡腳擾動破壞，形成陡坎，成為應力集中區(qū)，常發(fā)生小崩滑，從而形成滑坡前緣剪出口。

(2)滑坡變形形成機制分析。滑坡地處斜坡中下部，坡面地形較陡，滑體物質成分主要為第四系粉質黏土、含礫粉質黏土，滑床為稍密碎石土，其上部土質松散，滲透系數(shù)較大，下部土體相對隔水。在雨季，大氣降水沿坡體內部裂隙滲入地下，巖土體滲透系數(shù)逐漸減小，當無法繼續(xù)向下滲時，將沿巖土接觸帶滲透，軟化滑動面，使得滑帶土抗剪強度降低，當滑體與滑床之間的附著阻力不足以抗拒其下滑力時，就產(chǎn)生滑移[2]。

(3)破壞模式分析。從滑坡變形特征及成因機制與影響因素分析，該滑坡幾次變形為牽引式破壞，表現(xiàn)為前緣臨空面先發(fā)生滑移，后方滑塊失去支撐后再次形成滑移，滑坡規(guī)模逐步后退式往后緣發(fā)展擴大，并形成后緣多級臺坎地形。

3.2 滑坡參數(shù)選取

(1)試驗分析。根據(jù)勘探工程采樣試驗分析，滑坡試驗結果統(tǒng)計詳細見表1。

表1 田木村九組滑坡巖土體物理力學性質指標統(tǒng)計表

續(xù)表1

巖土編號統(tǒng)計項目統(tǒng)計個數(shù)最大值最小值平均值標準差變異系數(shù)修整系數(shù)標準值含礫粉質黏土(滑帶土)壓縮系數(shù)a0.1～0.2/(MPa)-190.50.50.50.010.021.010.48壓縮模量Es0.1～0.2/MPa93.73.43.60.100.031.023.64快剪C/kPa917.716.416.90.460.031.0217.14Φ/(°)913.410.511.80.870.071.0512.38飽和剪C/kPa912.610.811.90.580.051.0312.24Φ/(°)912.610.811.40.590.051.0311.77弱風化泥灰?guī)r飽和抗壓強度/MPa1218.811.714.82.060.141.0715.89

(2)反演分析。根據(jù)《滑坡防治工程勘查規(guī)范》(GB/T 32864—2016)規(guī)定，采用的反演分析計算公式如下：

黏聚力：

內摩擦角：

式中：F為滑坡的穩(wěn)定性系數(shù)；L為滑動面長度(m)；C為滑動面上巖土體的黏結強度標準值(kPa)；Φ為滑帶土的內摩擦角標準值(°)；αi為各滑面與水平面的交角(°)；Wi為第i塊滑體的重量。

選定7-7′剖面(圖1)天然狀態(tài)下，進行反演分析。根據(jù)剖面所處天然狀態(tài)，判定其穩(wěn)定性為基本-欠穩(wěn)定狀態(tài)，假定7-7′剖面穩(wěn)定系數(shù)F=1.05，以C值為變量求得Φ值，反演結果表2。

表2 7-7′剖面滑帶土抗剪強度參數(shù)反演計算表

(3)參數(shù)選取。根據(jù)室內巖土試驗數(shù)據(jù)，結合反演分析結果、工程類比及參考地區(qū)經(jīng)驗綜合確定得出各參數(shù)，作為本次穩(wěn)定性系數(shù)計算的適用值。綜合選取參數(shù)如表3。

表3 滑體容重及滑帶土力學參數(shù)取值表

3.3 穩(wěn)定性計算

(1)計算剖面。根據(jù)現(xiàn)場勘查，采用的計算剖面如下(圖1、圖2)：

(2)計算工況。計算工況為工況一：自重+地震，抗滑動安全系數(shù)1.25；工況二：自重+地下水+暴雨+地震，抗滑動安全系數(shù)1.08。設計降雨強度79.4 mm/h，暴雨設計重現(xiàn)期(N)為20年，校核重現(xiàn)期為50年。

圖1 7-7′計算剖面

圖2 8-8′計算剖面

(3)計算方法。按照《滑坡防治工程勘查規(guī)范》(GB/T 32846—2016)，采用傳遞系數(shù)法進行計算穩(wěn)定性計算。

(4)計算結果。根據(jù)以上計算剖面及計算公式，其計算結果如下：

表4 滑坡穩(wěn)定計算結果統(tǒng)計表

經(jīng)過勘查及穩(wěn)定性計算結果，根據(jù)對滑坡變形特征、穩(wěn)定性影響因素及破壞模式分析，自然條件下滑坡處于基本-欠穩(wěn)定狀態(tài)；在暴雨、地震等作用下，處于不穩(wěn)定狀態(tài)，因此綜合評價本滑坡為不穩(wěn)定。

4 治理工程

根據(jù)滑坡穩(wěn)定性計算及現(xiàn)場施工條件等，采取工程治理措施為：以抗滑樁為主體支護工程，輔以樁間板，適度削方放坡并綠化，完善截排水系統(tǒng)。

5 結束語

經(jīng)過調查，田木村九組滑坡規(guī)模為小型牽引式土質滑坡，災情為小型，險情為中型。該滑坡天然狀態(tài)下處于基本-不穩(wěn)定狀態(tài)，暴雨工況下處于不穩(wěn)定狀態(tài)，因此綜合評價本滑坡不穩(wěn)定。若不進行工程治理，強降雨會誘發(fā)滑坡加速滑動。

目前，治理工程已完成，效果較好，未出現(xiàn)變形跡象。