新縣西山路土坯凹滑坡穩(wěn)定性分析計算及評價

李 奇

(河南省核工業(yè)地質(zhì)局，河南 信陽 464000)

新縣西山路土坯凹滑坡穩(wěn)定性分析計算及評價

李 奇

(河南省核工業(yè)地質(zhì)局，河南 信陽 464000)

結(jié)合工程實例，在已有的滑坡地質(zhì)勘探資料的基礎(chǔ)上，分析了影響滑坡穩(wěn)定性的各種因素，并采用極限平衡法在不同工況情況下計算滑坡的剩余下滑力及穩(wěn)定系數(shù)，對滑坡發(fā)生災(zāi)害的可能性進行分析評價，從而為滑坡災(zāi)害的勘查和治理工程設(shè)計提供技術(shù)理論參考。

滑坡，穩(wěn)定性，極限平衡法，分析評價

1 滑坡體概況

新縣西山路土坯凹滑坡位于新縣縣城西南側(cè)，西山路與向陽路交叉口向南1 km處，白毛尖山西坡?；缕矫娉什灰?guī)則馬蹄形，坡面階梯狀，坡底高程105 m，坡頂高程156 m，相對高差51 m。坡體上部為自然邊坡，坡度22°～26°，下部部分坡段為人工切坡，坡度63°～80°，滑坡主滑方向SW245°，軸向長104 m，橫向最大寬度140 m?；麦w中上部厚度一般在2 m～5 m左右，平均厚度約4 m，中下部厚度相對較厚，約5 m～10 m，平均厚度約6 m，總體積約5.7×104m3，屬淺層小型殘坡積層滑坡。

該滑坡的變形始于2007年，當年因山體人工切坡放炮開挖的影響，坡體前緣臨空，斜坡后緣及中部出現(xiàn)多處細小拉張裂縫，導(dǎo)致坡體建筑物變形。2008年汛期雨水徑流沿裂隙、節(jié)理入滲，坡體自重增加，坡體飽水后，入滲雨水沿基巖風化界面，斜坡體在(靜)動水壓力和重力累進性破壞作用下，原有裂縫有所加大。這些變形特征，說明了滑坡體受某些不利因素的影響，變形較明顯，并逐步向下滑趨勢演化。

2 滑體結(jié)構(gòu)特征

2.1 滑體巖性特征

①殘坡積土：主要為棕黃色、褐黃色或灰褐色粉質(zhì)粘土，內(nèi)夾少許礫石，微濕，植物根孔及蟲孔發(fā)育，分布于二級坡陡坎以上部分的表層，厚度0 m～1 m。坡腳前緣臨空面，因人工切坡殘坡積土層基本被開挖清除，直接出露強風化基巖。

②全風化花崗巖(K1X1ηγ)：

上部：層厚0 m～1.5 m,灰色～灰褐色，稍濕，松散，由粘性土、花崗巖全風化土及砂粒混合組成，結(jié)構(gòu)疏松，孔隙及蟲孔發(fā)育，頂部含植物根系。

中部：層厚3 m～6 m，肉色～黃白色，結(jié)構(gòu)基本破壞，但尚可辨認，多呈中密狀，節(jié)理裂隙較發(fā)育，透水性較強。

下部：層厚2 m～4 m，肉色～黃白色，原巖結(jié)構(gòu)，局部結(jié)構(gòu)破壞，在勘探揭露發(fā)現(xiàn)該層夾雜2條～3條粘土及砂粒軟弱帶。顆粒密度由上到下緊密，下部強度接近于強風化層。

③強風化花崗巖(K1X1ηγ)：褐黃色～灰白色～淡紅色，細粒花崗巖結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造。原巖結(jié)構(gòu)已破壞，呈砂土狀，厚層狀產(chǎn)出，含較多風化粘性土，結(jié)構(gòu)疏松～一般，孔裂隙網(wǎng)紋狀發(fā)育，層厚3.9 m～30.7 m。

④中風化花崗巖(K1X1ηγ)：灰白色～肉紅色，細?；◢徑Y(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，巖芯呈塊狀和長柱狀，長5 cm～25 cm ?；◢弾r新鮮，巖體較完整，此層鉆探未揭穿。

2.2 滑面特征

根據(jù)鉆孔及地表工程揭露，在滑帶土的底面上發(fā)現(xiàn)有摩擦鏡面與擦痕現(xiàn)象，塊狀碎石被擠壓平躺，具定向排列特征，確定滑坡的最大主滑面位于上覆全風化花崗巖和下伏風化較弱的花崗巖之間?；瑒用媛裆钭钌羁蛇_35 m，由于風化程度、節(jié)理裂隙發(fā)育程度導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)性質(zhì)差異，地表水下滲后在滑床表面匯集，不能很快滲入風化較弱的基巖中，會沿滑動帶產(chǎn)生流動，該滑動面局部貫通，并充填粘土、石英砂粒等，發(fā)生了蠕動變形。

2.3 滑床特征

淺層滑坡的滑床巖性為強風化花崗巖，基巖頂面附近巖石風化強烈，節(jié)理裂隙較發(fā)育，向下風化程度減弱，過渡為強～中風化花崗巖，其分布高程為93 m～142 m。

3 滑坡影響因素分析

滑坡變形與其所處的地質(zhì)環(huán)境條件、巖土特性、降雨影響及人類工程活動有關(guān)：

1)地形地貌：滑坡屬丘陵斜坡地貌，坡度22°～26°，山體東北高，西南低，山頂高程170 m，自然坡面地表植被繁茂，樹木、雜草及灌木發(fā)育，植被覆蓋率大于85%。坡體下部人為改造有三級臺坎，高0.5 m～13 m，寬5 m～30 m，坡腳有人為切坡，臨空面較高，滑坡主滑方向與山體傾向基本一致，具有前陡后緩和階梯狀的特征。

2)地層巖性：滑坡坡體為粘性土夾碎石及全～強風化花崗巖，碎石土及全～強風化巖石的結(jié)構(gòu)松散，裂隙發(fā)育。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，滑坡中部覆蓋少量薄層碎石粉質(zhì)粘土，下部為黃褐色全風化花崗巖，在坡體中部二級平臺臨空面底部有一構(gòu)造裂隙，并伴有漏漿現(xiàn)象，與坡體上部裂隙貫通，形成了傾向臨空面的結(jié)構(gòu)面，加之該結(jié)構(gòu)面傾向與滑坡體傾向一致，為滑坡的進一步發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。

3)降雨因素：滑坡體位于新縣縣城，降雨量較充沛，夏季暴雨集中，多發(fā)生在7月，8月份，每年6月份～8月份的降雨量占年降雨量的40%以上。坡體表層土孔隙大，強風化層裂隙發(fā)育，造成雨水沿坡體形成地表徑流滲入到坡體內(nèi)部，降低坡體巖土抗剪強度，同時地表水轉(zhuǎn)化為地下水，增加了坡體的下滑力，不利于坡體穩(wěn)定性。

4)人類建設(shè)活動因素：坡體前緣為一人工切坡形成臨空面，坡度63°～80°，高差5 m～13 m。地勢較陡，高差較大，為斜坡物質(zhì)勢能轉(zhuǎn)化提供了有利條件；同時由于人為改變滑坡體的地形地貌，土(巖)體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，致使滑坡體前緣抗滑力降低，并且地形的變化使得地表水的排泄發(fā)生變化，這些人為因素都會造成坡體的新的滑移變形。

4 滑坡穩(wěn)定性計算與評價

4.1 滑體巖土物理力學參數(shù)指標確定

在滑坡體中部、坡體前緣分別進行3次、1次大體積重度試驗，試驗測得天然重度分別為19.6 kN/m3,19.7 kN/m3，滑坡體成分基本一致，在進行滑坡穩(wěn)定性力學計算時取天然重度19.6 kN/m3。

在坡體殘坡積土～全風化花崗巖土層中取土樣6組，全～強風化交界面取滑帶土樣8組，分別進行室內(nèi)土工試驗，土樣物理力學指標均值分析如下：

殘坡積土～全風化花崗巖物理力學指標：密度ρ=1.96 g/cm3，天然快剪：凝聚力C=14.0 kPa，內(nèi)摩擦角φ=17.8°；飽和快剪：凝聚力C=11.0 kPa，內(nèi)摩擦角φ=13.6°。

全～強風化交界面滑帶土物理力學指標：密度ρ=1.97 g/cm3，天然快剪：凝聚力C=12.0 kPa，內(nèi)摩擦角φ=16.5°；飽和快剪：凝聚力C=10.2 kPa，內(nèi)摩擦角φ=12.6°。

在鉆孔巖芯中取滑床巖樣7組，進行室內(nèi)巖石力學試驗，滑床巖石物理力學指標均值如下：天然快剪：凝聚力C=22.5 kPa，內(nèi)摩擦角φ=30.4°；飽和快剪：凝聚力C=18.3 kPa，內(nèi)摩擦角φ=26.7°。

綜合取值：巖土性狀有一定的差異，在不同地段的滑帶土的C，φ值也有變化，因此計算參數(shù)選取還應(yīng)采用反演法、當?shù)亟?jīng)驗數(shù)值和規(guī)范綜合確定。根據(jù)滑坡目前穩(wěn)定狀態(tài)，按照穩(wěn)定系數(shù)為1.05反算出主滑面C,φ值，最后確定巖土物理力學參數(shù)計算指標取值見表1，表2。

表1 滑帶土抗剪強度及內(nèi)聚力綜合取值

表2 滑床抗剪強度及內(nèi)聚力綜合取值

4.2 主滑面的確定

通過工程軟件搜索最危險滑動面，并與現(xiàn)場勘查判定的滑動面進行對比分析，確定本次對滑坡穩(wěn)定性計算中選擇主滑剖面2—2′和3—3′進行計算。

4.3 計算工況的確定

滑坡體位于新縣縣城西南，本區(qū)域為地震基本烈度6度區(qū)，地震動峰值加速度為0.05g，地震動反應(yīng)譜特征周期為0.35 s。該滑坡與地下水位、降雨量大小及地震等因素密切相關(guān)，進行滑坡的穩(wěn)定性計算考慮以下工況：1)天然狀態(tài)(自重)；2)暴雨(連續(xù)降雨)；3)地震；4)三種工況的組合。

4.4 計算方法的確定

因滑動面是折線，且滑坡體主要成分是全風化花崗巖，所以選用傳遞系數(shù)法進行滑坡穩(wěn)定性系數(shù)及剩余下滑推力計算。

4.5 滑坡穩(wěn)定系數(shù)計算

根據(jù)DZ/T 0218—2006滑坡防治工程勘查規(guī)范E.1.2滑動面為折線形時穩(wěn)定系數(shù)計算公式(E.9)分別計算2—2′-①，2—2′-②，3—3′剖面的穩(wěn)定系數(shù)，2—2′-①，2—2′-②，3—3′剖面的穩(wěn)定系數(shù)計算結(jié)果見表3。

表3 滑坡穩(wěn)定系數(shù)計算成果表

5 滑坡穩(wěn)定性評價結(jié)論

通過計算數(shù)據(jù)分析，在天然狀態(tài)下，2—2′剖面下部滑坡體處于穩(wěn)定狀態(tài)，上部處于不穩(wěn)定狀態(tài)，這和現(xiàn)場調(diào)查觀測到坡體上部出現(xiàn)張拉裂隙相吻合，3—3′剖面處于基本穩(wěn)定狀態(tài)；在暴雨工況下，2—2′剖面上部滑坡體將處于不穩(wěn)定狀態(tài),3—3′剖面處于不穩(wěn)定狀態(tài)。除局部因開挖邊坡存在不穩(wěn)定外，自然條件下滑坡整體基本穩(wěn)定，存在大范圍失穩(wěn)變形的可能性較低；在暴雨條件下，滑坡體內(nèi)裂隙開始發(fā)展，存在大范圍失穩(wěn)變形的可能性。同時也說明，在目前情況下，坡體軟弱結(jié)構(gòu)面和暴雨是該滑坡失穩(wěn)的主要控制因素，因此，該滑坡在遇強降雨及治理工程施工期間應(yīng)加強巡查監(jiān)測，防止滑坡災(zāi)害發(fā)生。

[1] 李 奇，吳松峰.新縣西山路土坯凹滑坡治理工程施工圖設(shè)計書[R].2013.

[2] GB 50330—2002，建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范[S].

[3] 李 奇，吳松峰.新縣西山路土坯凹滑坡應(yīng)急勘查報告[R].2013.

[4] DZ/T 0218—2006，滑坡防治工程勘查規(guī)范[S].

[5] 周 瓊.某建筑場地巖質(zhì)開挖邊坡穩(wěn)定性分析[J].山西建筑，2014，40(8)：73-75.

[6] 俞火明，魯華橋，潘永堅.浙江某滑坡變形機制分析及穩(wěn)定性評價[J].中國地質(zhì)災(zāi)害與防治工程學報，2014，25(zk)：14-18.

The Tupi’ao landslide stability analysiscalculation and evaluation of the west hill road in Xinxian

Li Qi

(HenanProvinceNuclearGeology，Xinyang464000,China)

Combining engineering example, on the basis of the existing data on landslide geological exploration, analysis of various factors affecting the stability of the landslide, landslide using limit equilibrium method in different conditions and circumstances force the remaining decline in stability factor, and landslides the possibility of disaster analysis and evaluation, to provide technical references for exploration and management engineering landslide.

landslide， stability， limit equilibrium method， analysis and evaluation

2015-02-07

李 奇(1980- )，男，工程師

1009-6825(2015)11-0072-02

P642.22

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