某二級公路滑坡形成機制及穩定性分析

王有玉

摘?要：以某二級公路滑坡處治項目為實例，對滑坡段進行多次實地勘察研究后，基于獲得的基礎資料，分析了引發滑坡的形成機制和影響因素，經過對滑坡段穩定性分析、計算和評價，為滑坡災害治理提出具體的防治措施與建議。

關鍵詞：滑坡;穩定性分析;滑坡治理

1?項目概述

本項目屬臨夏州積石山縣某二級公路，路線全長約7373km，該公路在運營過程中，在K182.820K182.943段產生滑坡，滑坡段位于臨夏州積石山縣癿藏鎮以南拉沙溝村附近，滑坡體長約250m，寬40～140m，面積約20000m2，體積約20萬方，屬于中層中型滑坡。滑坡體淺層張裂較明顯，后緣弧形拉張裂縫不明顯，兩側剪切裂縫貫通，裂縫寬約30cm，可見深度約45cm;滑坡體上部分較陡峭，呈簸箕狀滑面;滑坡體中下部分較平緩，屬于推移式現代滑坡;在滑坡剪出口框格梁、邊溝、擋墻等構造物局部變形破壞（詳見圖1）。

2?滑坡體產生原因分析

2.1?地貌特征

滑坡區位于斜坡地帶山體陰面，滑坡后部為荒坡，前部為二級公路，平均坡度15°～35°，局部受滑坡影響，呈陡崖狀，土體含水量較大，地下水豐富，受季節性凍融交替影響，容易形成淺層滑移。

2.2?氣候氣象條件

根據《公路自然區劃標準》（JT00386），本項目所經地區屬積石山縣屬河源山原草甸區（Ⅶ3）向甘東黃土山地區（Ⅲ3）的過渡地帶，路線所經地區屬溫帶半干旱氣候，多年平均氣溫為6.2℃，多年最低氣溫為23.7℃，多年最高氣溫為36.4℃，年平均降水量486.5mm，年最大降水量為716.3mm，多集中于7月至9月，年平均蒸發量為895mm，標準凍土深度為96cm。

2.3?地質構造

積石山地質區域，處于黃土高原西端由上古代二疊系沉積組成的北西西—南東東方向的褶皺構造線，巖層多受強烈的褶曲有輕微的變質，并伴隨著多種性質的構造斷裂和火成活動，據調查，滑坡區范圍內未發現有晚更新世以來的活動斷裂。

2.4?結構特征

（1）滑體結構特征。滑體的物質主要為黃土、粉質黏土不連續夾礫砂、粉砂等組成，厚度變化較大，鉆孔揭示厚度3～19m左右，前緣覆蓋層厚度較小呈遞增趨勢，中部覆蓋層厚度較大，后緣覆蓋層厚度較小。（2）滑帶結構特征。滑帶的物質主要為淤泥質土、粉質黏土，透水性質差異較大，工程力學性質較差，為滑坡提供了條件。根據鉆孔揭示及實地勘察，滑動面有線形擦痕、磨光面。（3）滑床結構特征。滑坡體的滑床為中更新世粉質黏土組成，不透水、弱透水類泥巖黏土較多，土體較完整。

2.5?地表水和地下水作用

滑坡區地表水主要是大氣降水;地下水類型以松散巖類孔隙水為主，穩定水位1.0～4.5m，水位較高，土體容易軟化，致使土體整體重度增加。該段滑坡發生于4月初，正處于春融季節，土體中凍土層中的地下冰和地下水在春融時不斷發生相變和位移集中釋放出來，透水層附近的土體軟化，使土體整體抗滑能力不足，滑坡體在抗剪最薄弱面開始向下滑動，是誘發滑坡的主要原因之一。

3?滑坡的穩定性分析及評價

3.1?滑坡定性分析

根據滑坡體的形態結構特征、變形破壞形式及程度，特別是前緣坡體、后緣裂縫及構造物的變形破壞情況分析可知，該滑坡體在2017年9至10月雨季處于蠕動變形階段，在2018年4月春融影響，在2018年7至9月雨季時進一步發展，致使上部地表裂縫發育明顯，坡面框格梁局部變形破壞，坡腳邊溝變形破壞等特征。以上特征和跡象綜合表明在淺層滑面已形成整體微滑至滑動階段，整體穩定系數在0.98～1.0之間;由于現有坡面僅表現為表層坡面破壞，未見明顯的剪出口，因此沿坡腳深層滑動穩定系數在1.05～1.10之間。在降雨以及地震等因素作用下，該滑坡將繼續變形進而向后緣坡體牽引擴展引起更大范圍的變形破壞，可能引起深層潛在滑動的風險，從而嚴重影響現有路基及行車安全。

3.2?滑坡定量分析

3.2.1?計算剖面及計算方法

結合該滑坡實際情況，選取滑坡后緣裂縫所在部位，選定代表性斷面，采用理正巖土軟件中塊體極限平衡法模塊進行淺層及潛在深層滑面的穩定性及下滑力驗算。滑面根據鉆孔揭露以及后緣裂縫及前緣剪出口位置，采用折線型滑面。滑坡的穩定系數計算方法采用較為嚴格的摩根斯頓普萊斯法進行計算評價，用傳遞系數法進行校核，剩余下滑力則采用傳遞系數進行推力計算。

3.2.2?計算工況

根據《公路路基設計規范》JTG?D302015中滑坡穩定性分析要求，采用三種工況進行穩定性計算：工況一（正常工況）：天然狀態;工況二（非正常工況Ⅰ）：暴雨（地表+地下水作用）;工況三（非正常工況Ⅱ）：地震作用。

3.2.3?計算參數取值

（1）滑體物理參數的取值。上覆滑體成分主要為軟塑、可塑狀粉質黏土，根據現場調查、室內實驗結果綜合確定，土體天然重度取19kN/m3，飽和重度取21kN/m3。

（2）抗剪強度參數的取值。根據滑帶的塑性狀態、受滑面粗糙程度、含水量等影響因素，對淺層滑面和深層滑面的牽引段抗剪強度參數考慮剪切試驗結果取值為：c=0KPa，Φ=30°。對滑面主滑段及阻滑段抗剪強度取反算值（地表水和地下水作用影響，穩定性系數取0.98;暴雨條件下穩定系數取1.05）。

（3）地震作用參數取值。此次穩定性計算僅考慮水平地震作用，根據《中國地震動參數區劃圖》（GB?183062015）地震動峰值加速度取0.10g，水平向地震系數取0.1，地震作用綜合系數取0.25，地震重要性修正系數取1.3。