開縣水井包巖質(zhì)滑坡成因機制與穩(wěn)定性分析

黃圣偉　吳孟　楊富軍

摘 要：本文在對開縣水井包巖質(zhì)滑坡地質(zhì)勘查的基礎(chǔ)上，深入分析滑坡體的地質(zhì)特征、構(gòu)造特征、變形特征，對滑坡體的成因機制及影響因素作了深入研究；并采用平面滑動法對滑坡體的穩(wěn)定性狀況作了評價、預(yù)測。研究表明，該滑坡體目前處于穩(wěn)定狀態(tài)，在暴雨工況下滑坡處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。

關(guān)鍵詞：巖質(zhì)滑坡；成因機制；穩(wěn)定性分析

中圖分類號：P642 文獻標識碼：A

1 滑坡區(qū)地質(zhì)環(huán)境

滑坡位于重慶市開縣漢豐街道川心村，滑坡區(qū)屬亞熱帶季風氣候區(qū)，氣候溫暖濕潤，雨量充沛?；掳l(fā)生變形跡象前日，即2014年8月31日，開縣發(fā)生強降雨，滑坡區(qū)域日降雨量達300mm，滑坡區(qū)匯水面積75130m2。滑坡屬構(gòu)造剝蝕-侵蝕低山斜坡地貌，地勢總體呈北東高、南西低，斜坡傾向230°～245°，地形坡角18°～29°，前緣邊坡較陡，坡度約63°～75°。

滑坡地層巖性為侏羅系中統(tǒng)上沙溪廟組砂巖與砂質(zhì)泥巖互層。巖層產(chǎn)狀為：332～335°∠49°～51°。巖體主要發(fā)育2組裂隙，裂隙LX1：201～204°∠31°～34°，裂隙長約45m～100m，寬約20cm～40cm，裂面平直，呈張性，并有泥質(zhì)充填，貫通性好，延伸長，裂隙間距約0.5m～1.5m，其中砂巖巖體中裂隙LX1結(jié)合性差，為硬性結(jié)構(gòu)面，砂質(zhì)泥巖巖體中裂隙LX1結(jié)合性很差，為軟弱結(jié)構(gòu)面；裂隙LX2：64～66°∠80°～82°，裂隙長約15m～30m，寬約5cm～8cm，裂面平直，充填少量泥質(zhì)，裂隙間距約0.5m～1.0m，其中砂巖巖體中裂隙LX2結(jié)合性差，為硬性結(jié)構(gòu)面，砂質(zhì)泥巖巖體中裂隙LX2結(jié)合性差，為軟弱結(jié)構(gòu)面。根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB50011-2010）附錄A.0.1及《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2001）的規(guī)定，評估區(qū)地震基本烈度為Ⅵ，地震動峰值加速度為0.05g。

2 滑坡特征

滑坡總體形態(tài)呈“箕形”狀?；虑熬壐叱碳s224m，后緣高程約290m，滑坡橫寬約80m，縱長約120m，滑體厚15m～20m，平均厚度17.0m，滑坡體面積約0.96×104m2，體積約為16.32×104m3，屬中型巖質(zhì)滑坡。該滑坡主要變形發(fā)生于2014年8月31日強降雨后，滑坡后緣見多條拉裂縫，裂縫最寬達80cm，延伸4m～54m，錯距最大30cm?；虑熬墦鯄Τ霈F(xiàn)破壞，向外側(cè)傾移，擋墻外側(cè)房屋受擠壓墻體開裂，道路出現(xiàn)鼓張裂縫?；虑熬壖舫隹诰植靠梢姖B水及濕地狀況。

3 滑坡成因分析

3.1 滑坡的發(fā)生、發(fā)展

據(jù)調(diào)查分析，滑坡現(xiàn)處于強變形階段。該滑坡發(fā)生變形跡象的時間較早，根訪問，2004年汛期期間，滑坡后緣地面有小型裂縫發(fā)育，地裂縫長約6m～10m，寬約8cm～15cm。2014年汛期來，特別是“8.31”強降雨，隨著雨水的沖刷、侵蝕，裂縫逐漸增大，房屋變形、開裂跡象也更加明顯。滑坡后緣前緣均發(fā)育大量的拉張裂縫，滑坡前緣支擋結(jié)構(gòu)破壞并發(fā)生前移，并擠壓居民建筑物造成房屋墻體立柱開裂，滑坡前緣道路呈現(xiàn)鼓脹裂縫，滑坡變形跡象明顯。

3.2 滑坡形成原因分析

經(jīng)研究表明，滑坡的形成及其發(fā)生發(fā)展，既受其形成的不良地質(zhì)基礎(chǔ)控制，又受到降雨及人類工程活動等外界因素的誘發(fā)與影響。

（1）不良地質(zhì)基礎(chǔ)

滑體巖性為侏羅系中統(tǒng)上沙溪廟組砂巖及砂質(zhì)泥巖互層，這種軟硬相間地層，屬易滑地層，其接觸面特別是砂質(zhì)泥巖頂面往往容易形成滑動面；同時受區(qū)域構(gòu)造影響，節(jié)理裂隙發(fā)育，將巖層切割成不規(guī)則的塊體，使其整體性降低，為地表水的入滲及滑坡的形成創(chuàng)造了有利條件?；聟^(qū)巖層產(chǎn)狀333°∠50°，發(fā)育兩組典型裂隙，LX1：203°∠31°，LX2：65°∠80°?；潞缶壭纬傻睦芽p走向與裂縫LX2走向相差較小，構(gòu)造裂隙LX2為滑坡后緣拉裂縫形成的主控因素。裂隙LX1結(jié)構(gòu)面為滑坡滑面，由于滑坡左側(cè)為穩(wěn)定的中細粒砂巖體，滑坡沿著巖層產(chǎn)狀走向滑動。

（2）降雨作用

2014年汛期年來，開縣地區(qū)暴雨較多，特別是8月31日開縣日降雨量達300mm，降雨下滲，一方面是滑體含水而重量增加，另一方面，雨水入滲后在相對隔水層砂質(zhì)泥巖頂面賦存，長期軟化隔水層頂面，使其抗剪強度降低形成滑面，并易形成一定的動、靜水壓力，從而增大滑坡的下滑力，降低滑坡穩(wěn)定性。

（3）人類工程活動

滑坡前緣房屋、公路建設(shè)切坡開挖形成臨空邊坡，邊坡高11m～16m，開挖坡腳對滑坡的穩(wěn)定性造成不利影響。

4 滑坡穩(wěn)定性分析

4.1 計算方法

滑坡體的滑動面為LX1結(jié)構(gòu)面，采用平面滑動法對滑坡進行穩(wěn)定性計算與分析。計算剖面如圖1所示。

4.2 計算工況

滑坡穩(wěn)定性計算工況：天然工況（工況1：自重+地表荷載）、暴雨工況（工況2：自重+地表荷載+暴雨）。兩種工況均未考慮地震因素。

（1）工況1：天然工況

荷載組合為滑體自重，滑體重度取天然值，滑（面）帶抗剪參數(shù)取天然強度值。

（2）工況2：暴雨工況

荷載組合為滑體自重+地表荷載+暴雨，滑體取飽和值，考慮后緣裂隙靜水壓力；滑帶參數(shù)取飽和強度值。地面荷載建筑荷載每層15kN/m2，道路荷載20kN/m2。

4.3 計算參數(shù)

計算中采用的巖土物理力學參數(shù)選取合理與否是計算評價滑坡穩(wěn)定性關(guān)鍵所在，其中滑面抗剪強度參數(shù)C、Φ取值更是關(guān)系重大。具體參數(shù)根據(jù)鉆孔中采取巖土樣室內(nèi)試驗、經(jīng)驗類比以及參數(shù)反演法綜合確定。天然狀態(tài)下滑坡土體容重取值為19.5kN/m3，飽和狀態(tài)下滑體土容重取值為19.8kN/m3；天然狀態(tài)下滑坡砂質(zhì)泥巖巖體容重取值為25.5kN/m3，飽和狀態(tài)下砂質(zhì)泥巖巖體容重取值為25.6kN/m3；天然狀態(tài)下滑坡砂巖巖體容重取值為24.7kN/m3，飽和狀態(tài)下砂巖巖體容重取值為24.9kN/m3?；禄妫ńY(jié)構(gòu)面）的抗剪參數(shù)計算值見表1。

4.4 計算結(jié)果及評價

通過穩(wěn)定性計算，滑坡在天然工況（工況1）下整體穩(wěn)定系數(shù)為1.35；在暴雨工況（工況2）下穩(wěn)定系數(shù)為1.02。

滑坡穩(wěn)定狀態(tài)分為四級，具體見表2。

根據(jù)滑坡穩(wěn)定性評價標準，水井包滑坡天然工況下處于穩(wěn)定狀態(tài)，在暴雨條件下，滑坡區(qū)受靜水壓力及揚壓力影響處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。

結(jié)論

（1）滑坡屬沿裂隙結(jié)構(gòu)面層面滑動型巖質(zhì)滑坡，滑坡的主要受不良地質(zhì)基礎(chǔ)、降雨及人類工程活動等外界因素的誘發(fā)與影響。

（2）穩(wěn)定性計算表明，滑坡在天然工況下處于穩(wěn)定狀態(tài)，在降雨工況下，處于欠穩(wěn)定狀態(tài)?？梢?，2014年8月31日，滑坡區(qū)域日降雨量達300mm的強降雨是滑坡發(fā)生的主要誘發(fā)因素。

（3）建議對滑坡采取以下措施防治事故、災(zāi)害的發(fā)生。首先應(yīng)疏散、轉(zhuǎn)移群眾，保證人民的生命財產(chǎn)安全；進一步加強監(jiān)測及群測群防工作，特別是在汛期、暴雨季節(jié)；采用錨拉樁和完善地表排水體系相結(jié)合的治理方案徹底消除滑坡安全隱患。

參考文獻

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