印靈山黃土滑坡成因分析

王 琪

（中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）工程學(xué)院，湖北 武漢 430000）

在地質(zhì)災(zāi)害治理中，正確的分析滑坡的成災(zāi)機(jī)理對(duì)其預(yù)防治理具有重要的意義。傳統(tǒng)的分析方法多采用半定性半定量的方法。定性方法為通過實(shí)驗(yàn)、詳細(xì)的實(shí)地研究，對(duì)地質(zhì)過程的形成機(jī)制進(jìn)行分析，得出定性評(píng)價(jià)。在定性分析基礎(chǔ)上，通過定量計(jì)算，進(jìn)行定性與定量評(píng)價(jià)相結(jié)合的地質(zhì)過程機(jī)制分析即為定量分析方法。近年來，數(shù)值方法作為一種新的定量分析方法，越來越多的應(yīng)用到滑坡的成因分析之中，并得到了廣泛的認(rèn)可［1］。與傳定量計(jì)算方法相比，數(shù)值方法能夠直觀的考慮定性結(jié)果，并能通過分析變形和應(yīng)力分布特征，來確定滑坡誘發(fā)因素的主次。進(jìn)一步以此為依據(jù)，可對(duì)滑坡進(jìn)行有針對(duì)性的治理，以節(jié)省工期和造價(jià)，同時(shí)又能保證穩(wěn)定性。

根據(jù)勘察印靈山滑坡是一個(gè)復(fù)活的古滑坡，在20世紀(jì)90年代該地區(qū)重新規(guī)劃，在該滑坡前部重新開挖人工河流。隨后的十幾年內(nèi)，該滑坡體上出現(xiàn)多處變形跡象如橋梁開裂，圍墻倒塌等。本文重點(diǎn)對(duì)滑坡的開挖過程進(jìn)行模擬，以研究滑坡坡腳開挖前后變化規(guī)律，進(jìn)而對(duì)其成因分析［2］。

1 滑坡基本特征

該滑坡周界清晰，在平面形態(tài)呈簸箕狀，滑體上窄下寬（見照片1）。整體地勢(shì)東高西低。滑坡長(zhǎng)約200m，前緣寬約300m，后緣寬約180m?；w厚度10～30m，面積6×104m2，體積12×104m3?；w整體坡度30°，坡向273°?；卤辈颗c中部為滑坡主體部分，呈扇形，滑體上可見四級(jí)臺(tái)坎，坎高4～6m，長(zhǎng)約200m，滑坡后壁高約10m?；缕履_高程858m，坡頂高程898m，滑坡頂部相對(duì)滑坡坡腳高差約40m?；虑熬墳楹恿鳌８鶕?jù)野外調(diào)查及勘探資料分析，滑面總體傾向是東高西低，兩側(cè)高中間略低，為一傾向西的緩傾弧面?；w后壁上部為黃土狀粉質(zhì)黏土，具直立性，形成的滑坡后壁陡直，傾角多為65°～80°。中部主滑段滑面傾角一般5°～10°。前部滑面傾角較平緩一般為1°～3°。由于蠕滑褶皺形成的滑帶厚約3m，其中普遍發(fā)育有摩擦鏡面，滑坡前緣坡面下9～1lm處，擠壓面傾角17°～31°，傾向240°～330°，與坡面傾向及滑體蠕動(dòng)方向一致。滑床中后部以含碎石粉質(zhì)黏土為主，中前部為灰綠色砂巖夾薄層泥巖［3］。

2 滑坡數(shù)值模擬

本文采用有限元分析軟件SIGMA/W 軟件對(duì)滑坡的開挖過程進(jìn)行模擬，根據(jù)滑坡地質(zhì)特征，可分為滑體、滑帶、滑床、下伏基巖四部分，其中滑體、滑帶及滑床采用摩爾庫倫模型，滑床之下的砂巖采用線彈性模型。模型的材料取值根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)，如表1所示。

表1 模型中各材料的取值

根據(jù)計(jì)算結(jié)果（圖1），在滑坡的坡腳開挖之前，滑坡的水平位移表現(xiàn)為后部位移大于前部位移，呈現(xiàn)出推移式滑坡的特征。而實(shí)際中滑坡也在后緣出現(xiàn)拉張裂縫，中后部建筑物多處受損。在滑坡的坡腳開挖之后，可見滑坡前緣的水平位移有明顯的增加，此外滑坡中部的水平位移也有一定增長(zhǎng)。

圖1 滑坡開挖前后位移等值線圖

根據(jù)開挖前后的應(yīng)變的變化可知（圖2），開挖前滑坡的主要應(yīng)變都集中在滑帶，其中滑坡的中后部滑帶應(yīng)變最大，這也進(jìn)一步印證了此滑坡為推移式滑坡。在前緣的坡腳開挖之后，滑帶處的應(yīng)變迅速增大，中后部滑帶的應(yīng)變?cè)黾恿思s10 倍，直接進(jìn)入破壞狀態(tài)，同時(shí)前緣的滑帶應(yīng)變也出現(xiàn)較大的增長(zhǎng)，大應(yīng)變的范圍也成倍擴(kuò)張?？梢娖履_開挖顯著減小了滑坡的穩(wěn)定性。

圖2 滑坡開挖前后應(yīng)變等值線圖

3 結(jié)論

滑坡的發(fā)生是多種因素綜合作用的結(jié)果，根據(jù)印靈山滑坡數(shù)值模擬結(jié)果可知坡腳的開挖可使滑坡抗滑力減小，前部的應(yīng)變?cè)黾樱泻蟛康奈灰葡蚯安繑U(kuò)展，大大降低滑坡的穩(wěn)定性。同時(shí)滑坡中后部的裂縫又會(huì)導(dǎo)致雨水的入滲惡化滑坡的整體情況。因此在滑坡的治理中可針對(duì)前緣變形進(jìn)行支擋設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)滑坡之上雨水滲入通道進(jìn)行疏導(dǎo)。

［1］DZ0240-2004.滑坡防治工程勘查規(guī)范［S］.

［2］鄭穎人，陳祖煜，王恭先，等.邊坡與滑坡工程治理（第二版）［M］，北京：人民交通出版社，2010，8.

［3］GB50330-2002.建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范［S］.