滑坡機理與穩定性評價
——以庫區大榆鎮古井口村為例

陳浩東 賈斌 馮志秦

四川省地質環境調查研究中心 四川 綿陽 621000

引言

滑坡機理的研究是滑坡災害預防、預測、預報和有效防治的理論基礎，但由于滑坡自身的復雜性，其形成多因素性及誘發因素多樣性，而使得滑坡發生具不確定性，因此成為國內外工程地質界研究的熱點[1]。總結推廣滑坡治理的方法、經驗，對提高滑坡治理效果、節約經費具有重大的意義。

1 滑坡概況

1.1 滑坡基本特征

古井口村滑坡后緣填方體上的加油站、汽修廠出現長大貫通裂縫，食品廠前部圍墻發生整體位移；右側緣出現剪切裂縫，左側緣與橋墩臨近處的地表明顯下沉、圍墻剪切破壞，滑坡體中前部也出現少量裂縫[2]。其中汽修廠院壩變形較為嚴重，出現四條貫通長大裂縫，裂縫最大水錯距57cm，最大垂直錯距64cm。滑坡前緣高程291m，后緣高程304m，相對高差約13m；滑坡平面縱向長約60m，縱向平均坡度約為8°，滑坡前部橫向寬約172m，后部橫向寬約131m，主滑方向285°。滑坡滑體后部平均厚約7.2m，中前部滑體平均厚約4.1m，按厚度劃分為淺層滑坡。滑坡總平面面積約為0.8×104m2，總體積5.2×104m3，按體積劃分為小型土質覆蓋層滑坡。

滑坡可進一步劃分為淺層滑動面的次級滑坡與深層滑動面的整體滑坡，次級滑坡滑體為人工填含碎石粉質黏土，滑床為下部原有含細沙粉質黏土，滑面位于兩種土體分界處。整體滑坡滑體為人工填含碎石粉質黏土與下部原有含細沙粉質黏土，滑床為全風化泥巖，產狀約為315°∠2°，滑面位于基覆界面。

1.2 滑坡物資組成及結構特征

1.2.1 滑體特征。次級滑坡滑體為人工填含碎石粉質黏土（Q4ml）；整體滑坡滑體為人工填含碎石粉質黏土（Q4ml）與下部原有含細沙粉質黏土（Q4el+dl+al），分述如下。

人工填土（Q4ml）：以填筑的含碎塊石粉質黏土為主，厚度0.2～5.5m，黃褐色，濕～較濕，孔隙比大，呈可塑～軟塑狀態，碎石粒徑2～75cm不等，母巖為砂巖、泥巖。由于含碎石粉質黏土孔隙比大，因此受地表及地下水影響較嚴重，地表水易下滲形成地下水，產生動水及靜水壓力，為滑坡次級淺層滑坡形成的重要條件。

第四系全新統（Q4el+dl+al）：以受河流相影響的含細沙粉質黏土為主，含砂量約20%～40%，層厚在0～5.8m左右，呈黃褐色，孔隙比較大，較濕，含水率較大，一般為可塑，局部為軟塑，干強度較高，但在浸水后軟化明顯。由于含細沙粉質黏土孔隙比較大且含有一定量細沙，因此受地表及地下水影響較嚴重，地表水易下滲形成地下水，產生動水及靜水壓力，為滑坡整體滑動的重要條件。

1.2.2 滑動帶特征。滑坡滑動帶特征分為整體滑坡滑動帶特征及次級滑坡滑動帶特征，現分述如下：

整體滑動帶：整體滑動帶為粉質黏土和粉土。

后緣鉆孔鉆探至4.75m時見全風化泥巖，基覆界面上20cm內，鉆機下降速度明顯加快，土質較上層呈固結程度差，黃褐色，呈軟塑狀態，含水率大，孔隙比較大，為原基巖覆蓋層的粉質黏土，與上部土體相比較基本不含砂與碎石。

前緣鉆孔鉆探至4.20m時見全風化泥巖，基覆界面上40cm內，土體性質明顯改變，由紅褐色含砂粉質黏土變為暗青色粉土，鉆機下降速度明顯加快，呈軟塑狀態，不含砂與碎石，含水率大，孔隙比較大，因此判斷此段內滑帶為粉土。

次級滑坡滑動帶：次級滑坡滑動帶為含少量碎石粉質黏土。

鉆孔鉆探至4.08m時見下部原含砂粉質黏土覆蓋層，基覆界面上15cm內，土質較上層呈固結程度差，黃褐色，呈軟塑狀態，濕，含水率大，為層含少量碎石的粉質黏土，碎石含量及碎石粒徑明顯較上部覆蓋層少，碎石僅占8%以下，碎石粒徑2～20mm。

滑床特征：整體滑動滑床為侏羅系上統蓬萊鎮組上段（J3p2）全風化泥巖。

次級滑動滑床為第四系全新統含細沙粉質黏土（Q4el+dl+al）。

1.2.3 滑坡的水文地質特征。滑坡處于山丘中下部，地下水補給主要為大氣降雨，滑體為人工填土及第四系殘坡積層，滲透系數較大，而下層泥巖為隔水層，同時，泥巖內“X”裂隙較發育，大氣降雨通過滲透和沿裂隙下滲進入基巖內。因此地下水類型主要為基覆面上上層滯水，其次為基巖裂隙水，降低滑坡的物理力學性質，并對滑坡產生一定的浮托力，加劇滑坡滑動的可能性[3]。

通過測試滑坡內鉆孔穩定水深在基覆界面上18cm～100cm之間。

滑坡滑體由人工填土含碎塊石粉質黏土（Q4ml）與第四系含細沙粉質黏土（Q4el+dl+al）組成。由于含碎石粉質黏土與含細沙粉質黏土孔隙比較大，因此受地表及地下水影響較嚴重，地表水易下滲形成地下水，產生動水及靜水壓力，為滑坡次級淺層滑坡及整體滑坡形成的重要條件。

2 滑坡形成機理

2.1 次級滑坡形成機理

滑坡次級滑坡體由人工填土含碎塊石粉質黏土（Q4ml）組成。由于含碎石粉質黏土與含細沙粉質黏土孔隙比較大，未夯實、松散、欠固結，因此受地表及地下水影響較嚴重，地表水易下滲形成地下水，產生動水及靜水壓力，為滑坡次級淺層滑坡及整體滑坡形成的重要條件[4]。由于填方體較原覆蓋層及下覆泥巖固結程度差、滲透系數大，因此下滲雨水易停滯于原覆蓋層上層，降低淺層滑坡滑帶的物理力學性質，填方體內細顆粒物質也容易積聚在滑帶內。同時，次級滑坡前方為高約6m的臨空面，抗滑力較小。

綜上各類因素，暴雨后次級滑坡體內靜水與動水壓力較大，滑帶物理力學性質進一步降低，在次級滑坡抗滑力較小的情況下，次級滑坡滑動，形成次級滑坡體最危險剪出口位于填方體陡坎底部陡緩交界處。

2.2 整體滑坡形成機理

滑體滲透性較好，地下水易形成動水及靜水壓力。

滑坡整體滑坡后緣為加油站及各類房屋所處位置，加油站與房屋院壩均為5m高度以上的填方。填方體為未夯實、松散、欠固結，且對整體滑坡后緣加載，加大滑坡的下滑力。同時整體滑坡組成除后部填方體外，其余部分為含細沙粉質黏土，孔隙比較大，含水率較大，因此受地表及地下水影響較嚴重，地表水易下滲形成地下水，產生動水及靜水壓力，且由于下覆泥巖為隔水層，下滲雨水易停滯于基覆界面上，降低整體滑坡滑帶的物理力學性質，整體滑坡體內細顆粒物質也容易積聚在滑帶內。

綜上各類因素，暴雨后次級滑坡體內靜水與動水壓力較大，整體滑坡體內靜水與動水壓力較大，深層滑帶物理力學性質進一步降低，且在“9.10”洪水時涪江水位高于整體滑坡前緣剪出口，進一步降低滑坡的物理力學性質，特別是在“9.10”洪水驟降時，整體滑坡內動水壓力加大，滑坡滑動的可能性進一步加大，滑坡出現整體滑動，整體滑坡形成。

3 穩定性計算與評價

3.1 滑坡體穩定性計算

3.1.1 計算剖面。選取五條剖面進行滑坡的穩定性計算，并對滑坡穩定性給以綜合評價，其中主剖面5-5’作為最不利滑坡穩定性計算剖面。

3.1.2 計算參數。

表1 滑坡巖土體天然重度及飽和重度取值表

表2 各區滑帶土抗剪強度參數取值表

3.1.3 荷載。可能作用在滑坡是的荷載有：坡體自重、建筑荷載、滲透壓力和地震力。

（1）坡體自重：在天然狀態下，滑坡自重按天然重度計算。

在連續降雨或暴雨條件下，滑坡區降水入滲深度按地下水面以上全飽水的最不利情況計算。滑坡自重為地表至降水入滲深度范圍內土體的飽和重度與降水入滲深度以下土體的天然重度之和。

（2）滲透壓力：滑坡區的各區地下水位埋深淺，在穩定性計算時對該力作考慮。

（3）地震力：本區抗震設防烈度為6°，設計基本地震加速度值為0.05g，設計地震第二組，設計特征周期0.35s。

洪水位：滑坡前緣的涪江洪水位高于滑坡剪出口，最高洪水位淹沒該滑坡前緣，計算時考慮洪水陡降對滑坡的影響。

綜上，根據滑坡實際情況，計算工況分三種：工況一：天然狀況：自重；工況二：暴雨狀況：自重+暴雨；工況三：水位驟降狀況：自重+涪江水位驟降影響（1m/d、1.5m/d、2.0m/d）。

計算結果如表3。

表3 滑坡穩定性計算成果匯總表

3.2 穩定性評價

3.2.1 整體穩定情況。滑坡后緣填方區域有一定變形，局部區域變形較嚴重，長大裂縫貫穿，其中汽修廠院壩變形較為嚴重，出現四條貫通長大裂縫，裂縫最大水平錯距57cm，最大垂直錯距64cm。前緣也相繼出現裂縫，但裂縫數量及規模較小。

通過五條剖面對滑坡強變形區穩定性計算，在天然工況下均處于基本穩定狀態；在暴雨工況下3-3′處于基本穩定狀態其余剖面處于欠穩定，在洪水陡降工況下所有剖面均處于欠穩定～不穩定狀態，滑坡變形失穩主要受控于暴雨及洪水陡降，與現有跡象和滑坡所處的變形階段相符。

3.2.2 次級滑動。通過2-2′、4-4′、5-5′剖面對滑坡整體穩定性計算，在天然工況下處于基本穩定狀態；暴雨工況下處于欠穩定～不穩定狀態。其變形失穩主要受控于暴雨，與現有地面、房屋變形跡象和滑坡所處的變形階段相符

4 結論

大榆鎮古井口村滑坡堆積體形成年代較為久遠，通過對堆積體的地貌形態、物質組成和穩定性計算結果進行綜合分析，結果表明，天然狀態下滑坡體整體處于基本穩定狀態。但在暴雨情況下，滑坡穩定性下降，特別是考慮洪水陡降時，滑坡體處于欠穩定～不穩定狀態。所以大榆鎮古井口村滑坡必須采取適當的防治措施。建議采用裂縫夯填和抗滑樁等措施進行治理。