牛犢山西側滑坡穩(wěn)定性分析★

理繼紅 李 偉 何 偉 李 明 甘飛飛

(1.江蘇省地質調查研究院，江蘇 南京 210018； 2.河海大學地球科學與工程學院，江蘇 南京 211100)

1 滑坡概況

牛犢山正中假日酒店西側滑坡地質災害點位于宜興市張渚鎮(zhèn)主城區(qū)牛犢山山體的東側，正中假日酒店西側，牛犢山地貌單元屬于構造剝蝕低山地貌。牛犢山山體總體地勢中間高，兩側低，因酒店建設等原因，山體東側進行過切坡活動，切坡后邊坡坡度可達70°～75°，形成了高陡邊坡。2016年7月2日，受連續(xù)強降雨的影響，正中假日酒店西側山體發(fā)生滑坡，滑坡總方量約3 000 m3(見圖1)。目前，滑坡堆積體尚未進行有效的處置，僅在緊鄰酒店建筑區(qū)采取了清除滑坡堆積體、坡腳修建擋土墻等應急措施。由于勘查區(qū)邊坡高差大，巖土體工程地質條件差，在強降雨等因素的作用下，邊坡仍有進一步發(fā)生滑坡的可能，滑坡對酒店及相關人員等構成了威脅，需要對牛犢山正中假日酒店西側滑坡進行穩(wěn)定性分析。

2 滑坡地質條件

2.1 地層巖性

前第四紀地層，宜興市地層屬揚子地層區(qū)江南地層小區(qū)，地層發(fā)育較為齊全。南部低山丘陵區(qū)基巖大多出露地表，其中，絕大部分為沉積巖地層，北部平原區(qū)大多被第四系松散層覆蓋，境內出露的地層主要有：奧陶系下統(tǒng)(O1)、志留系上統(tǒng)(S3)、泥盆系、石炭系(C)、二疊系(P)、三疊系中下統(tǒng)(T1-2)、白堊系上統(tǒng)(K2)。根據(jù)區(qū)域地質資料，勘查區(qū)及周邊地層主要為二疊系、三疊系、侏羅系、白堊系，根據(jù)現(xiàn)場調查及鉆孔資料，勘查區(qū)前第四紀地層為白堊系上統(tǒng)赤山組的泥質粉砂巖、砂礫巖。

第四紀地層，勘查區(qū)內廣泛分布，大部分直接覆蓋于基巖上部，其巖性、成因、厚度變化較大，主要由含碎石粉質粘土組成。含碎石粉質粘土：灰黃～黃褐色，結構松散，局部含植物根系，主要成分為粉質粘土、碎石，粉質粘土含量70%～80%，碎石含量20%～30%，粉質粘土含有機質，少量鐵錳質浸染，碎石粒徑一般為1 cm。

2.2 水文地質條件

勘查區(qū)及周邊地下水類型主要有松散巖類孔隙水、基巖裂隙水兩種類型。

松散巖類孔隙水。松散巖類孔隙地下水主要賦存于第四系松散地層中，含水層(組)巖性為粉質粘土夾碎石，富水性較差，單井涌水量一般小于10 m3/d，水位埋深受大氣降水和地形地貌控制，補給來源主要是大氣降水，排泄方式主要是蒸發(fā)和補給下部基巖裂隙水。

基巖裂隙水。主要賦存在赤山組(K2c)泥質粉砂巖、砂礫巖節(jié)理、裂隙中，其富水性受巖性、構造和降雨、匯水條件控制，含水層補給來源為潛水和大氣降水，地下水徑流緩慢，除向深部排泄外，還向下伏地層滲入。

2.3 工程地質條件

根據(jù)勘探深度范圍內揭露的巖土層特征，按其成因、類型、物理力學性質指標的差異劃分為3個工程地質層。各孔地層分布見鉆孔柱狀圖，各巖土層工程地質特征分層描述如下：

①層含碎石粉質粘土：灰黃～黃褐色，稍濕，結構松散，局部含植物根系，主要成分為粉質粘土、碎石，粉質粘土含量70%～80%，碎石含量20%～30%，粉質粘土含有機質，少量鐵錳質浸染，碎石粒徑一般為1 cm。除J10鉆孔外，其余勘查孔均有揭露，厚度1.0 m～2.0 m，厚度不均。

②-1層泥質粉砂巖(K2c)：灰白～紅褐色，夾砂礫巖透鏡體，局部含泥質團塊，巖芯呈短柱狀～碎塊狀，局部呈砂土狀，巖芯長度2 cm～15 cm，巖體完整程度為較破碎～破碎，風化程度為中等風化～強風化，屬軟巖～較軟巖，巖體基本質量等級為Ⅳ級～Ⅴ級。勘查區(qū)內均有分布，厚度變化大，揭露厚度3.5 m～33 m。

②-2層砂礫巖(K2c)：紫紅～磚紅色，夾泥質粉砂巖透鏡體，巖性呈短柱狀～長柱狀，巖芯長度2 cm～35 cm，巖體完整程度為較破碎～較完整，風化程度為微風化～中等風化，錘擊聲較清脆，有回彈，較難擊碎，屬堅硬巖～較硬巖，巖體基本質量等級屬于Ⅱ級～Ⅲ級。勘查區(qū)內分布有限，勘查孔J1，J2，J3有揭露，厚度4.3 m～13.5 m。

2.4 物理力學條件

針對①層含碎石粉質粘土，共取試樣3組進行常規(guī)物理指標測試，包括重度、含水率、比重、密度、液限、塑限等(見表1)，1組試樣進行飽和快剪試驗，試驗結果見表1。土體試驗均參照GB 50021—2001巖體工程勘察規(guī)范(2009版)和GB/J 50123—1999土工試驗方法標準(2007版)[1]進行。針對②-1層泥質粉砂巖，共取試樣1組進行天然狀態(tài)單軸抗壓強度試驗，共取試樣4組進行飽和狀態(tài)單軸抗壓強度試驗。巖體試驗均參照GB 50021—2001巖體工程勘察規(guī)范(2009版)、GB/T 50266—2013工程巖體試驗方法標準[2]進行，試驗得到干燥狀態(tài)下單軸抗壓強度12.1 MPa，飽和狀態(tài)下單軸抗壓強度7.79 MPa。

表1 宜興市張渚鎮(zhèn)牛犢山正中假日酒店西側滑坡①土層主要物理力學性質指標統(tǒng)計表

3 滑坡穩(wěn)定性計算

3.1 計算工況、計算參數(shù)

本次穩(wěn)定性計算選取勘查區(qū)具有代表性的1—1′,3—3′,4—4′剖面作為計算剖面。分析滑坡在自重和暴雨工況下的穩(wěn)定性。

項目區(qū)滑坡地質災害類型為淺層強風化軟巖切層滑坡，滑動面呈圓弧形，產生于邊坡坡體內部。根據(jù)DZ/T 0219—2006滑坡防治工程設計與施工技術規(guī)范[3]5.3條中的推薦，采用瑞典條分法進行穩(wěn)定性評價[4-6]，利用畢肖普(Bishop)法、簡布(Janbu)法對計算結果進行校核。

勘查區(qū)滑坡經滑動后原始地形條件已發(fā)生改變，為更好更真實的掌握滑坡體各土層的性質，在室內試驗的基礎上，采用參數(shù)反演的方法對代表性剖面進行反演，從而更精確的得出滑帶土的內聚力和內摩擦角，反過來更加精確地反映滑坡體現(xiàn)狀穩(wěn)定性。穩(wěn)定性計算過程中以室內土樣試驗所得到的參數(shù)為基礎，結合經驗類比法和參數(shù)反演等方法確定巖土體的穩(wěn)定性計算參數(shù)。計算參數(shù)如表2所示。

表2 牛犢山正中假日酒店西側滑坡穩(wěn)定性計算推薦參數(shù)表

3.2 滑坡穩(wěn)定性計算結果

根據(jù)DZ/T 0219—2006滑坡防治工程設計與施工技術規(guī)范要求，滑坡采用瑞典條分法進行穩(wěn)定性計算，采用簡布法和畢肖普法進行穩(wěn)定性校核。滑坡穩(wěn)定性計算結果見表3,圖2～圖7。

根據(jù)計算結果，自重工況下1—1′剖面處于穩(wěn)定狀態(tài)，暴雨工況下處于不穩(wěn)定狀態(tài)，滑動面位于①層含碎石粉質粘土內部，呈圓弧形，從坡體中部土巖交界面附近剪出。

自重工況下3—3′剖面處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，暴雨工況下處于不穩(wěn)定狀態(tài)，滑動面呈圓弧形，穿越①層含碎石粉質粘土、②-2層砂礫巖、②-1層泥質粉砂巖從坡體中下部應力集中下部位剪出。

自重工況下4—4′剖面處于穩(wěn)定狀態(tài)，暴雨工況下處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，邊坡巖土體蠕滑變形持續(xù)發(fā)展到一定程度后，坡體有可能發(fā)生滑動破壞，滑動面呈圓弧形，穿越①層含碎石粉質粘土、②-1層泥質粉砂巖從坡體中下部應力集中下部位剪出。

穩(wěn)定性計算結果與滑坡現(xiàn)場調查時穩(wěn)定性初步判斷結果基本吻合。

表3 牛犢山正中假日酒店西側滑坡穩(wěn)定性計算結果統(tǒng)計表

4 結語

1)調查區(qū)已發(fā)生滑坡總方量約3 000 m3，滑坡地質災害危險區(qū)包括致災區(qū)內約4 642.7 m2的坡體和承災危險區(qū)內約為3 575.3 m2的酒店房屋建筑及休閑區(qū)，本次滑坡地質災害防治工程等級為二級，對滑坡體采取包括工程措施在內的綜合治理措施是十分必要的。

2)根據(jù)滑坡穩(wěn)定性分析結果，在自重工況下，牛犢山正中假日酒店西側邊坡坡體處于基本穩(wěn)定～穩(wěn)定狀態(tài)；在自重+暴雨工況下，坡體處于基本穩(wěn)定～不穩(wěn)定狀態(tài)，邊坡巖土體蠕滑變形持續(xù)發(fā)展到一定程度后，坡體有可能進一步發(fā)生滑動破壞。

3)鑒于邊坡已發(fā)生滑坡，坡體目前穩(wěn)定性較差，治理工程施工前建議組織專人對勘查區(qū)滑坡進行定期巡查、監(jiān)測，定期測量記錄，一旦出現(xiàn)異常情況及時上報相關單位，在降雨期間需加大監(jiān)測力度。