懷化市某滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

左文貴 高 遠(yuǎn) 易菲霆

(1.中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院，湖南 長沙 410083； 2.湖南省煤炭地質(zhì)勘察院，湖南 長沙 410014)

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懷化市某滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

左文貴1高 遠(yuǎn)1易菲霆2

(1.中南大學(xué)地球科學(xué)與信息物理學(xué)院，湖南 長沙 410083； 2.湖南省煤炭地質(zhì)勘察院，湖南 長沙 410014)

介紹了懷化市某滑坡的地質(zhì)環(huán)境及工程地質(zhì)特征，根據(jù)物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與滑坡穩(wěn)定性的反演分析結(jié)果，確定了計(jì)算滑坡穩(wěn)定性的參數(shù)指標(biāo)，并采用傳遞系數(shù)法，分兩種不同工況條件計(jì)算了滑坡的穩(wěn)定性，同時(shí)進(jìn)行了穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，提出了該滑坡的治理建議。

滑坡，穩(wěn)定性，傳遞系數(shù)法，工程地質(zhì)

0 引言

該滑坡位于某學(xué)校后背山體，1996年7月17日該山體因暴雨誘發(fā)產(chǎn)生初次滑動(dòng)，沖垮住房并造成經(jīng)濟(jì)損失，隨后數(shù)年里一直沒有進(jìn)行有效治理，滑坡一直沒有穩(wěn)定，并于2014年受兩次洪災(zāi)影響，滑坡規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，滑動(dòng)程度不斷加劇，危害該校師生及周邊居民安全。因此，研究該滑坡特征及其穩(wěn)定性具有重要意義。

1 滑坡區(qū)地質(zhì)環(huán)境

該滑坡區(qū)屬剝蝕、侵蝕丘陵地貌，山體多呈渾圓形，地勢北東高南西低；最高點(diǎn)為北部山頂，標(biāo)高約298 m；最低點(diǎn)位于南部巫水河床，標(biāo)高約192 m；最大高差106 m。山體坡度為20°～40°，局部坡腳臨空，坡角可達(dá)70°以上，呈陡坎狀。坡體植被較發(fā)育，多為第四系殘坡積相土層覆蓋，局部地段有基巖出露。

該區(qū)域地層巖性由新至老，分述如下：植物層耕土：褐色，成分主要為粘性土。第四系殘坡積相粉質(zhì)粘土：上部呈褐黃色，可塑狀為主，土質(zhì)較均一。下部呈紫紅色，略帶褐黃色，硬塑狀，含角礫10%～20%，粒徑一般0.2 cm～1 cm，次棱角狀，為砂質(zhì)板巖風(fēng)化殘留形成。局部見風(fēng)化塊石，塊徑大于10 cm。震旦系富祿組砂質(zhì)板巖：灰褐色，碎裂狀結(jié)構(gòu)，節(jié)理、裂隙發(fā)育，裂隙多呈微張開狀，可見泥質(zhì)充填，巖質(zhì)軟，巖石破碎。

區(qū)域未見區(qū)域性構(gòu)造，構(gòu)造不發(fā)育，建房切坡處出露地表的巖層多呈碎裂狀，裂隙發(fā)育，層理較明顯。區(qū)內(nèi)風(fēng)化作用強(qiáng)烈，巖體破碎。根據(jù)《中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》，本區(qū)地震動(dòng)峰值加速度0.05g，地震基本烈度6度，屬弱震區(qū)。

滑坡區(qū)地表水系不發(fā)育；地下水類型主要有松散巖類孔隙水和基巖裂隙水。松散巖類孔隙水：賦存于第四系殘坡積相粉質(zhì)粘土中，透水性較弱，其水量隨大氣降水而有較大的變幅，在低洼處呈下降泉排泄，該層地下水對(duì)坡體穩(wěn)定性影響較大。勘查期間，屬多雨季節(jié)，但雨量小且為間歇性降雨，各鉆孔內(nèi)測量地下水均為鉆孔循環(huán)水(土層干鉆時(shí)未見初見水位，而巖層鉆進(jìn)采用小水量回轉(zhuǎn))，無穩(wěn)定水面，地下水水量貧乏?；鶐r裂隙水：主要賦存于下伏淺層基巖風(fēng)化裂隙中，接受大氣降水及松散層孔隙水補(bǔ)給。

2 滑坡工程地質(zhì)特征

2.1 空間形態(tài)

該滑坡區(qū)屬剝蝕、侵蝕丘陵地貌，地勢北東高南西低，山體多呈渾圓形，覆蓋層厚度較大，植被發(fā)育，學(xué)校教學(xué)樓樓后坡體可見基巖出露，坡體上方匯水面積較小，約為2.25×104m2?；潞缶壐叱?50 m～266 m，前緣高程208 m～210 m，相對(duì)高差40 m～58 m。坡體坡度為20°～40°，局部坡腳臨空，坡角可達(dá)70°以上，呈陡坎狀。斜坡平面形態(tài)上呈圍椅狀，后部呈弧形。該滑坡前緣寬約170 m，后緣寬約50 m，平均寬100 m,縱長約100 m，滑土體厚2.75 m～8.00 m，平均厚4.85 m，面積約0.96×104m2，體積約4.67×104m3，潛在主滑方向215°，滑帶推測為第四系土層與下伏強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)板巖接觸面處，類型為淺層—小型—推移式—土質(zhì)滑坡。坡體左、右緣主要以溝谷為界，后緣以裂縫變形跡象處為界，前緣剪出口以陡坎為界，總體來看，整個(gè)坡體的周界明顯。

2.2 物質(zhì)組成及結(jié)構(gòu)

該滑坡滑體土主要由耕土和兩層粉質(zhì)粘土組成。上部為硬～可塑狀耕土，主要成分為粘性土。可見植物根系，空隙大，較松散層厚0.11 m～0.79 m，層頂裸露于地表。中部為可塑狀粉質(zhì)粘土，土質(zhì)較均一，含少量角礫。層厚0.30 m～4.30 m。下部為硬塑狀粉質(zhì)粘土，含角礫10%～20%，粒徑一般0.2 cm～1 cm，次棱角狀，為砂質(zhì)板巖風(fēng)化殘留形成。局部見風(fēng)化塊石，塊徑大于10 cm，層厚1.18 m～5.75 m。

滑帶土位于第四系殘坡積層粉質(zhì)粘土與下伏砂質(zhì)板巖接觸面處，可塑狀，含少量碎石顆粒，土質(zhì)較均一，土芯多呈柱狀，手捏具微弱砂感，主要為粉質(zhì)粘土夾強(qiáng)風(fēng)化板巖碎石，遇強(qiáng)降雨時(shí)因飽水軟化致使抗剪強(qiáng)度降低。層厚0.25 m～0.46 m。

滑床主要分為兩層，上部為強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)板巖：灰褐色，碎裂狀結(jié)構(gòu)，中厚層狀，節(jié)理、裂隙發(fā)育，泥質(zhì)充填，巖石破碎，巖芯呈塊狀、碎塊狀，鉆進(jìn)快，層厚1.58 m～8.69 m。下部為中風(fēng)化砂質(zhì)板巖：灰黃色，層狀結(jié)構(gòu)，中厚層狀，節(jié)理、裂隙較發(fā)育，巖質(zhì)軟，厚度0.83 m～8.68 m。鉆探巖芯RQD值為50～80，巖體質(zhì)量等級(jí)為Ⅳ。

3 滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

3.1 宏觀變形分析

該滑坡最早出現(xiàn)于1996年7月，雨季到來，連續(xù)降雨及暴雨增多，加之滑坡前緣切坡建房及學(xué)校，開挖坡腳，修建溝渠，坡體原始狀態(tài)變化，坡腳形成不連續(xù)臨空面。溝渠蓄水浸潤巖土體，同時(shí)在降雨入滲誘發(fā)作用下發(fā)生滑移，形成滑坡后壁，滑坡后緣突現(xiàn)兩條主裂縫，長約30 m～50 m，寬約0.3 m～0.4 m，深1.0 m～1.5 m的張拉裂縫。隨后數(shù)年里，因沒有進(jìn)行有效治理，滑坡一直沒有穩(wěn)定，坡體上的裂縫以坡面沖刷自行填埋為主，滑坡體東南側(cè)裂縫已消亡。因近年來人類工程活動(dòng)加劇，坡腳房屋切坡后未對(duì)坡體采取抹面及支擋措施，致使巖土體直接裸露，已多次(尤其近年來)于暴雨工況下坡面發(fā)生零星小面積滑塌，且見涌水。因崩滑體方量小，住戶以自行清除為主，暫未造成直接經(jīng)濟(jì)損失。此外，暴雨時(shí)坡腳可見冒水點(diǎn)。因此現(xiàn)該滑坡正處于蠕滑變形過程中。

結(jié)合滑坡發(fā)展過程和現(xiàn)場調(diào)查資料，滑坡后緣見裂縫發(fā)育，裂縫切割角度大且深，屬張拉裂縫，前緣未見明顯裂縫及鼓脹現(xiàn)象，按照滑坡受力狀態(tài)，判定為推移式滑坡。

3.2 極限平衡法分析

在對(duì)該滑坡進(jìn)行勘察工作設(shè)計(jì)時(shí)確定的工程地質(zhì)平面剖線圖及剖面圖如圖1，圖2所示。

1)計(jì)算剖面。折線形滑面采用傳遞系數(shù)法進(jìn)行計(jì)算：

其中，F(xiàn)s為滑坡穩(wěn)定性系數(shù)；ψj為傳遞系數(shù)；Ri為第i計(jì)算條塊滑體抗滑力，kN/m；Ti為第i計(jì)算條塊滑體下滑力，kN/m。

折線滑動(dòng)法模型及條塊劃分圖見圖3。

2)確定計(jì)算參數(shù)。計(jì)算采用的巖土物理力學(xué)參數(shù)合理與否，是計(jì)算評(píng)價(jià)滑坡穩(wěn)定性的關(guān)鍵，因此，滑坡穩(wěn)定性分析推測滑帶抗剪強(qiáng)度指標(biāo)C,φ值及其他物理力學(xué)指標(biāo)的選取需要根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)、反演分析、工程類比及參考地區(qū)經(jīng)驗(yàn)綜合確定，取值見表1。

表1 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算綜合推薦表

巖土名稱重度/kN·m-3C/kPa?/(°)天然飽和天然飽和天然飽和②粉質(zhì)粘土19.219.520191716③粉質(zhì)粘土19.519.821201917④滑帶土18.919.516131614

3)穩(wěn)定性計(jì)算?；轮卫砀鶕?jù)其危害對(duì)象程度及潛在經(jīng)濟(jì)損失，滑坡穩(wěn)定性計(jì)算工況、荷載組合及抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)如表2所示。

表2 穩(wěn)定性計(jì)算工況荷載組合

滑坡穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算見表3。

表3 滑坡穩(wěn)定性結(jié)果計(jì)算表

4)穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。通過宏觀分析，滑坡體所反映的宏觀變形跡象較明顯，主要是由于降雨雨水入滲且前緣坡腳陡峭。居民房后出現(xiàn)了滲水點(diǎn)，表明潛在滑動(dòng)面局部已貫通，該滑坡目前處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，對(duì)坡體下的居民構(gòu)成潛在威脅。通過采用折線滑動(dòng)法對(duì)滑坡各剖面分別計(jì)算，可以得出如下結(jié)論：滑坡在工況1(自重)條件下，為基本穩(wěn)定～穩(wěn)定狀態(tài)；在工況2(自重+暴雨)條件下，為欠穩(wěn)定～不穩(wěn)定狀態(tài)?；麦w在降雨條件下，隨著雨水入滲，地下水長期侵蝕作用，致使下滑力增大，抗滑力減小，穩(wěn)定性進(jìn)一步降低；本次滑坡穩(wěn)定性計(jì)算已進(jìn)一步驗(yàn)證了當(dāng)前狀態(tài)。因此，該滑坡亟待治理加固。

3.3 防治工程措施建議

結(jié)合滑坡的基本特征和穩(wěn)定狀況，主要采取抗滑支擋和截排水相結(jié)合的綜合治理工程措施。

抗滑樁工程：在滑坡體中后部采用抗滑樁進(jìn)行支擋，樁基礎(chǔ)以中風(fēng)化砂質(zhì)板巖為樁端持力層，樁端應(yīng)嵌入基巖一定深度。

重力式抗滑擋土墻工程：因坡腳陡峭，時(shí)有小型崩滑現(xiàn)象，在滑坡體前緣采用重力式抗滑擋土墻。

地表截、排水工程：1)在滑坡后緣及保護(hù)對(duì)象周圍，修建一級(jí)截水溝，在滑坡體布設(shè)二級(jí)截水溝，前緣兩側(cè)各修建一條排水明溝，構(gòu)成一個(gè)有機(jī)排水系統(tǒng)整體，以達(dá)到在雨季期間能充分、有效地排放滑坡區(qū)內(nèi)的地表水，以減少區(qū)內(nèi)土體的流失。2)修建、完善滑坡前緣排水溝和居民區(qū)現(xiàn)有排水系統(tǒng)，確保極端氣候下排水系統(tǒng)能及時(shí)排走地表積水。

4 結(jié)語

1)該滑坡體積約4.67×104m3，屬淺層—小型—推移式—土質(zhì)滑坡，其匯水面積約2.25×104m2，地質(zhì)災(zāi)害勘查地質(zhì)條件復(fù)雜程度綜合定為簡單類型，威脅536人，潛在損失3 182萬元，滑坡的防治工程級(jí)別為Ⅱ級(jí)。

2)該滑坡在工況1(自重)條件下，為基本穩(wěn)定～穩(wěn)定狀態(tài)；在工況2(自重+暴雨)條件下，為欠穩(wěn)定～不穩(wěn)定狀態(tài)。

3)在滑坡體前緣及中后部宜采用抗滑支擋，樁基礎(chǔ)以強(qiáng)～中風(fēng)化砂質(zhì)板巖為樁端持力層，樁端應(yīng)嵌入基巖一定深度；后緣級(jí)坡體宜修建截水溝，坡腳宜修建排水溝，另外宜完善居民區(qū)內(nèi)排水疏導(dǎo)系統(tǒng)。

4)加強(qiáng)引、排水工程改造，減小雨水入滲。

[1] GB 50021—2001，巖土工程勘察規(guī)范[S].

[2] GB 50007—2002，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3] GB 50011—2001，建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[4] 陳玉科.邊坡巖體穩(wěn)定性分析[M].北京：科學(xué)出版社，1988.

The evaluation of the stability of a landslide in Huaihua

Zuo Wengui1Gao Yuan1Yi Feiting2

(1.CentralSouthUniversity,EarthScienceandInformationTechnologyInstituteofPhysics,Changsha410083,China;2.CoalGeologicalExplorationInstituteofHunanProvince,Changsha410014,China)

The article introduced the geological environment and the characteristics of engineering geology for the landslide in Huaihua. Determine the parameters of stability calculation of landslide according to the experimental results of physical and mechanical properties and inversion of landslide stability analysis results. Calculated the landslide stability under two different conditions by using transfer coefficient method, according to the calculation results get the stability evaluation, and puts forward treatment suggestions.

landslide, stability, transfer coefficient method, engineering geology

1009-6825(2016)13-0066-03

2016-02-28

左文貴(1962- )，男，副教授； 高 遠(yuǎn)(1991- )，男，在讀碩士； 易菲霆(1985- )，男，工程師

P642.22

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