1、1四川省宣汉县某特大型滑坡形成机制分析与稳定性研究摘要：本文主要阐述了影响滑坡体形成的地质环境特征，并对滑坡形成机制进行了详细研究分析；利用传递系数法来计算滑坡在多种工况下的稳定系数及剩余下滑推力。并针对滑坡的形成原因提出了科学有效的防治方案建议。 关健词：特大型滑坡；形成机制；稳定性分析；防治建议 引 言 四川省宣汉县某滑坡是特大型顺层基岩滑坡，是在特大暴雨的诱发下发生的自然地质灾害。通过对滑坡体的工程勘查评价，对变形体的形成机制、地质特征与稳定性有了详细的了解和认识。2004 年 9 月 5 日，达州市宣汉县境内普降暴雨，导致州河一级支流前河右岸的某乡发生特大型山体滑坡并堵塞河道淹没了上游
2、五宝镇，造成巨大财产损失，上万群众受灾。滑坡体前部滑入前河，南坝至樊哙公路被推移至前河左岸，滑体覆盖了该河段，形成“堰塞坝” 。 1、地质环境 滑坡区属中等切割的构造剥蚀中山区，山体呈台阶状斜坡地形。斜坡的地形坡度为 1530，前缘近河谷部分的坡角达 5570，形成高陡的临空面。地层主要为中生界和新生界，中生界地层主要是构成2滑床基岩的侏罗系中统遂宁组（J2sn）暗紫红色砂质泥岩和浅灰色泥质砂岩，新生界为第四系全新统（Q4） ，岩性为紫红色泥岩形成的碎裂岩体及碎块石土夹粉质粘土，是滑体的组成部分。滑坡位于五宝场背斜东翼和平楼山向斜之间。五宝场背斜轴线走向北东 30，轴部的最老地层为侏罗系中统上
3、砂溪庙组第二段（J2sn） ，两翼产状对称，倾角在 10左右。平楼山向斜两翼宽缓而对称，岩层倾角 10左右，东端近东西向。滑坡所处的单斜地带，岩层倾向为 95110，倾角为 810。 2、滑坡基本特征 滑坡平面形态总体上呈“圈椅”状，滑床空间形态呈向坡外倾斜的“平板”状，主滑方向 95，纵向长 9501200m，横向宽14001600m，滑坡面积 1.2km2，滑体厚度一般为 749.28m，平均厚度23m，滑体总体积 2500104m3，属特大型滑坡。根据多数钻孔揭露，滑体沿泥岩强、弱风化接触带附近滑动，形成明显的滑带土。滑带的厚度大多介于 0.201.20m 之间，平均值 0.62m。滑带
4、土为棕红色粘土或粉质粘土含角砾，现场鉴定角砾的含量大多在 1030%左右，室内筛分为17.254.9%。其中的角砾大多具有擦痕及磨圆现象。在滑坡后壁、竖井和钻孔中都可见到明显的滑动面和滑动擦痕，滑带土的湿度较大，呈可塑软塑状态，甚至呈流塑状态。滑床由侏罗系中统遂宁组（J2sn）的暗紫红色砂质泥岩和浅灰色泥质砂岩构成，呈强弱风化状。根据钻探及物探成果显示，滑床的埋藏深度为 749.28m，平均约 23m，与滑体厚度大体一致。 3 滑坡形成机制分析 33.1 特定的地质构造是滑坡形成的主控因素。滑坡体所处地质构造部位于五宝背斜东南翼，地层为侏罗系遂宁组的泥岩、砂岩互层，总体倾向南东 110，倾角
5、815。岩层走向与河流近平行，为顺向河谷，岩层倾角小于坡角且倾向坡外，呈顺向坡，组合关系对岸坡稳定不利，构成易滑的地质块体。受地质构造作用影响，斜坡岩体节理裂隙发育，多呈块状或碎裂状，局部稳定性较差，陡坡地带滑塌、掉块现象时常发生。在河谷岸坡卸荷带，砂岩中裂隙相对较发育，局部卸荷松动形成危岩状。泥岩风化带深度达几十米，带内岩体呈碎块状、块状，地表水易渗入。泥岩浸水后极易软化，成为含水而透水性差的相对隔水层。 3.2 易于汇水的地形是滑坡形成的促进因素。滑坡区地形受前河和冲沟切割，形成三面临空的台状斜坡，台面坡度 1530。坡面发育 4条大规模冲沟，汇水面积 2.08km2。冲沟深切，滑坡发生前
6、沟底局部可见基岩（砂岩、泥岩）出露，沟水对地下水可以直接补给。坡面分布大量梯田、大小 26 个水塘。在大暴雨条件下，地表天然排水系统排泄能力不畅时，大量地表水极易成为地下水的补给源。 3.3 特大暴雨是滑坡形成的主要诱发因素。主要诱发原因是前期降雨使斜坡岩土体处于饱和状态，特大暴雨产生的径流使冲沟产生多处垮塌、沟边树木倒塌堵塞沟道，致使沟水漫流，滑坡区农田、水塘地表水大量下渗，致使坡体风化裂隙发育的泥岩层充水饱和，迅速降低了泥岩层的抗剪强度。 4 滑坡稳定性分析计算 4.1 计算参数选取 44.1.1 滑体土的重度。由于滑体是由含碎块石的粉质粘土构成，所含的碎块石较多，含量可达 3050%。根
7、据滑体土室内试验及现场大重度试验测试成果，综合确定滑坡稳定性和滑坡推力计算中所采用的重度值（表 1） 。 表 1 滑体重度综合取值表 4.1.2 滑带土的物理指标及抗剪强度参数。根据室内试验成果、现场大型三轴剪切试验、反演和工程地质类比取得的参数，考虑各种试验条件及方法的局限性，稳定性分析和推力计算中抗剪强度是以室内快剪和现场三轴剪切的试验统计值为基础，以反算结果为主而选取的。 4.2、计算工况 根据滑坡发生的地质背景和形成机制，目前未治理时，由于滑坡已解体，大量的拉裂缝提高了滑坡土体的透水性，使滑坡体相对于滑床砂、泥岩而言成为含水体。就目前状态而言，暴雨下渗造成滑坡体大量充水使其稳定性降低是
8、滑坡体产生再次滑动或失稳的主要诱发因素。因此稳定性计算分以下三种工况：第一种工况（工况） ，目前状态（旱季） 。第二种工况（工况） ，一般暴雨（五年一遇）情况下，滑坡体按 1/2 饱水计算。第三种工况（工况） ，大暴雨（二十年一遇）情况下，滑坡体按 2/3 饱水计算。 4.3、滑坡稳定性计算 因滑面呈折线型，故计算方法采用传递系数法，计算时取变形体平5面宽度 1.0m，转化为二维问题进行。 图 1 剖面计算模型 其中 i=cos(i-i+1)-sin(i-i+1tani+1)式中 Fs稳定系数 Ri作用于第 i 块段的抗滑力（kN/m）Ti作用于第 i 块段滑动面上的滑动分力（kN/m） ，出
9、现与滑动方向相反的滑动分力时，Ti 取负值；Rn作用于第 n 块段滑动面上的抗滑分力 (kN/m)Tn作用于第 n 块段滑动面上的滑动分力 (kN/m)；i第 i 块段的剩余下滑力传递至第 i+1 块段时的传递系数（j=i） ；i第 i 块段滑动面倾角()；i+1第 i+1 条块所在滑面倾角（） ； 4.4、滑坡稳定性计算成果 根据岩土体的物理力学性质进行综合分析比较，确定抗剪强度参数为 C=9.4kPa，=12.8，以规范推荐的传递系数法公式计算的稳定性系数及推力值为准。 4.5、敏感性分析 由于影响滑坡体稳定性的因素存在一定的不确定性，所以有必要通过计算确定稳定性系数与有关参数的变化之间的
10、关系，从中找出对稳定性最敏感的因素，这有助于正确地评价滑坡体稳定性，本次选取稳定性较差的剖面进行因素敏感性分析，分析结果见图 1。 敏感性分析计算结果显示：滑带土的值每提高 0.10，稳定性系数提高 0.0080.009，推力提高 65t 左右。滑带土的 C 值每提高 1kPa，稳定性系数提高 0.010.015，推力降低 70 t 左右。地下水作用每 0.1H（H6为滑体厚度）影响 K 值 0.070.08，推力提高 560t 左右。 图 3k-敏感性分析图 图 2 值因素敏感性分析 4.6、滑坡稳定性评价 数值模拟和滑坡体稳定性计算结果为：目前在旱季或降雨量较小的条件下（工况） ，K 值为
11、 1.2291.444，滑坡整体处于稳定状态。在一般暴雨条件下（工况）K 值为 1.12，安全储备不足，需要采取抗滑工程措施将滑坡体的稳定程度提高到设防标准。在强降雨条件下（工况）下，滑舌段、滑坡南侧段等剖面控制段稳定性差， K 值为1.0431.081，达不到设防标准（安全系数 1.15） ，产生局部复活并造成继续堵河的可能性较大。勘察控制的其它地段基本稳定。 5、滑坡防治措施 根据地质调查及监测资料分析，目前滑坡整体处于相对稳定状态，但滑坡前缘表层松散堆积体不稳定仍然处于蠕滑阶段。由于滑坡体滑带已完全贯通，前缘仍然存在着高陡的临空面；滑坡解体较完全，形成了大量的张裂缝，成为地表水入渗的通道
12、，在滑体后缘滑动产生了多个反向台阶，形成汇水洼地；滑坡体上的纵向冲沟阻塞雍水，滑体内地表水7排泄不畅，今后再次遭遇一定的强降雨，地表水很容易渗入滑体极易饱水。根据上述稳定性系数及推力计算结果，建议采用安全系数 Fs=1.15，加固治理工程设计可采用物理力学参数建议值。 根据滑坡发生原因及地质环境，滑坡发生的主导因素是顺层岩层和软弱层面及临空面构成了易滑地质体，主要诱发因素是大暴雨下渗产生的地下水作用，因此建议采取排水工程+局部支挡工程+坡面平整工程措施进行综合治理。 【参考文献】 1杨克俭，三峡滑坡碍航分析系统中 3D GIS 的设计与实现J .交通科技，2000，5（总 182）：28-30. 2杨克俭，刘舒燕，陈定方等.三峡滑坡仿真系统中的关键技术J .计算机仿真，1999，16（2）：1-5. 3杨克俭，陈定方，刘世凯等.三峡滑坡仿真系统中的设计与实现J .计算机辅助工程，1998，2：65-68. 4蒋德明，靳拥护，付治国.重庆忠县泔井滑坡物性特征及稳定性研究J .中国地质灾害与防治学报
