江西全南縣社丘滑坡成因分析與穩定性評價

米振華，李 玲，石 磊

（1.江西省煤田地質勘察研究，江西 南昌 330001；2.東華理工大學 核資源與環境國家重點實驗室，江西 南昌330013）

社丘滑坡體位于江西省全南縣金龍鎮境內。 滑坡體威脅著山坡坡腳附近280 余戶約1 280 個居民及某中學約1 000 名學生的生命財產安全。 對該滑坡體進行特征分析與穩定性評價，對該區災害防治有重要意義[1]。本次工作共完成地形測量（1:500）35 135 m2、工程地質測繪（1:500）35 135 m2、實測工程地質剖面（1:200）333 m、鉆孔9 個共計120.7 m、調查點6 個、地質照片230 張、原狀樣25 組、巖樣3組[1]，巖土樣品均取自鉆孔內，實際材料見圖1。

1 滑坡體特征

滑坡山體整體平面呈“凹”型，邊坡整體坡向約為185°，坡長約280 m，坡度25°～30°，坡高約25 m。 滑動面深2.50～15.00 m，平均厚度6.25 m，滑體體積約45 000 m3，屬小型滑坡體。由于切坡建房，坡腳形成了多段人工切坡。 滑坡體主要由全風化砂巖、炭質頁巖組成，其次為第四系殘坡積層，滑體結構疏松。 滑體西端和中部厚，東部薄，平均厚度約為6.25 m，最厚15 m。由于該邊坡全風化層厚度較大且巖土體性質均勻， 隱患體呈圓弧形滑動，滑動帶在全風化砂巖和炭質頁巖內部。 滑床為石炭系下統梓山組。 巖層傾向354°，傾角28°，風化劇烈，結構構造均已破壞，巖質極軟，屬極軟巖組。

圖1 測繪、勘查實際材料

2 滑坡成因分析

2.1 地形因素

研究區屬丘陵剝蝕地貌區，滑坡區地形坡度較陡，在25°～30°之間，呈圈椅式環狀地形，自然坡面延展性較好，地勢相對高差較大，人類工程建設在滑坡前緣形成挖方邊坡，整個地形為滑坡的形成提供了有利條件，在短時間集中降雨情況下極易發生滑坡[2]。

2.2 地質因素

滑坡體所在斜坡表層為第四系殘坡積層、崩滑堆積體，主要為含碎石的粉質粘土、全風化砂巖，結構松散，滲透性強，浸水極易飽和、粘聚力弱，下伏地層為梓山組全風化砂巖、炭質頁巖，厚度大，巖質極軟，易浸水液化，粘聚力弱。 研究區發育一斷層，破碎帶主要成分為斷層泥夾斷層角礫巖， 巖體松散，粘聚力弱。 地層與斜坡整體形成逆向至斜向邊坡，節理裂隙較多，互相切割，破碎成小巖塊，極易發生崩落。 由于切坡高度較大，上下部風化的不均勻，下部的崩塌將加劇上部滑坡的形成。

2.3 降雨因素

汛期突發的強降雨、連續降雨是滑坡形成的直接誘發因素。 強降雨或連續降雨，雨水浸入坡體，增加了坡體內的孔隙水壓力， 提高了坡體的下滑力；雨水浸入坡體，增加地下水浮力，降低了滑體有效自重力，進而降低了滑體有效自重所產生的抗滑摩擦阻力； 浸入坡體的雨水使巖土體發生軟化和水解，從而使滑動面巖土的抗剪強度降低，有利于坡體的滑動[3-4]。

2.4 人類工程活動

人類工程活動是滑坡發生的誘發因素。 滑坡體前緣，村民建房開挖山體，形成8～15 m高的臨空面，破壞山體內部原有的應力平衡，導致坡腳剪應力集中，坡頂出現拉張應力，邊坡整體穩定性變差，短時間的集中降雨，上部含碎石粉質粘土在浸水飽和的情況下產生應力松弛，極易引發坡體的滑塌。

3 滑坡體穩定性分析

3.1 巖土物理力學參數確定

本次在鉆孔中共取得25 組原狀巖土樣進行室內物理性質試驗， 測定滑坡體各土層物理力學參數，巖土樣品分布于鉆孔中，采樣樣品分布見圖1。為更準確地獲得各巖土體的C、φ值， 采用極限平衡剩余推力法進行抗剪強度參數反演計算，得出各變量相互協調并與實際吻合的計算參數，作為滑坡體穩定性驗算和滑坡體推力計算的適用值。 本次參數反演分別采用Ⅰ剖面和Ⅳ剖面恢復至原始剖面，分析計算采用Fs=0.95～1.05（天然狀態下取1.05，飽和狀態下取0.95）。根據反演分析計算成果，取兩組數的平均值結合室內試驗數據及類比其他工程經驗，綜合確定滑帶土抗剪強度參數（見表1）。重度是根據試驗結果，結合土石比例，采用厚度加權計算得出綜合容重。 采用泰勒法確定最危險滑動面位置、傾角。

表1 滑帶土抗剪強度參數綜合取值

3.2 穩定性分析方法與模型

綜合分析該滑坡的變形機制和滑坡體的結構特征，確定滑面形態近似圓弧形。 本次采用圓弧滑動簡單條分法進行穩定性分析（見圖2）。 圓弧滑動簡單條分法，又稱瑞典條分法，瑞典條分法是忽略條間力影響的一種簡化方法，它通過滑動土體整體力矩平衡來計算安全系數。 圓弧滑動簡單條分法假定[5]：①橫斷面方向上，取每1 m寬的土條作為本次計算的基本斷面，并不計入兩側摩阻力；②滑坡體推力的作用方向與滑動面平行；③滑坡體每一分條為整體滑動；④推力的應力為矩形分布。 取代表性剖面線（Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ）進行滑坡穩定性計算，剖面線方向與主滑動方向基本平行，計算公式[6]如下：

式中：Ks為滑坡穩定性系數；Ri為第i計算條塊滑體抗滑力，kN/m；Ti為第i計算條塊滑體下滑力，kN/m；Ci為第i計算條塊滑動面上巖土體的粘結強度標準值，kPa；φi為第i計算條塊滑帶土的內摩擦角標準值，°；Li為第i計算條塊滑動面長度，m；Wi為第i計算條塊自重，kN/m；θi為第i計算條塊底面傾角，°。

圖2 穩定性分析計算模型

3.3 滑坡體穩定性計算結果

本次確定天然工況和暴雨工況等兩種工況下進行滑坡穩定性評價計算。 根據上述原理及方法，分別計算剖面Ⅰ、剖面Ⅱ、剖面Ⅳ、剖面Ⅴ的滑坡穩定性系數，計算結果見表2。

表2 各剖面穩定性分析計算結果

3.4 穩定性分析與評價

根據《滑坡防治工程勘查規范》 （DZ/T0218-2006）確定的穩定狀態劃分標準，依次劃分為不穩定（Ks＜1.00）、欠穩定（1.00≤Ks＜1.05）、基本穩定（1.05≤Ks＜1.15）、穩定（Ks＞1.15）等五種狀態，評價結果見表3。

計算分析結果與野外現場勘查得出的結論基本一致。其中一區A、B面（剖面Ⅰ、Ⅱ）在天然狀態下處于基本穩定狀態， 在暴雨狀況下處于不穩定狀態，目前主要表現為局部滑塌；二區A面（剖面Ⅳ）由于已經發生崩滑， 目前滑坡體已處于穩定狀態，坡面在雨水沖蝕下仍有可能發生崩滑；二區B面（剖面Ⅴ）在天然狀態下處于欠穩定狀態，在暴雨狀況下處于不穩定狀態，目前主要表現為局部滑塌。

表3 穩定性分析計算成果

4 結語

1）邊坡上粉質粘土、全風化層厚度大，風化均勻，邊坡呈現圓弧型滑動。

2）滑坡體位于斜坡中下部，地形因素和地質因素是該滑坡形成的主控因素，人類工程活動是誘發因素。

3）通過對各段邊坡穩定性分析與評價，全南縣社丘滑坡體天然狀態（工況一）下，處于基本穩定-穩定狀態； 在暴雨工況下一區A、B面和二區B面，處于不穩定狀態，暴雨情況下極易發生滑動。

4）滑坡一旦發生滑動將給位于滑坡體前緣的村民及學校的生產生活帶來嚴重影響，為盡快消除滑坡危害，需盡快對該滑坡體進行工程治理。