廣元市鳳凰山公園滑坡穩定性分析

葉曉華，肖尤元，金美喜

（四川九○九建設工程有限公司，江油 621701）

廣元市鳳凰山公園滑坡穩定性分析

葉曉華，肖尤元，金美喜

（四川九○九建設工程有限公司，江油 621701）

該滑坡為土質小型滑坡，為治理滑坡提供依據，在討論滑坡基本特征的基礎上，采用極限平衡法計算滑坡穩定系數。計算結果表明自重條件下滑坡處于穩定狀態；自重和暴雨條件下滑坡處于穩定、欠穩定和不穩定多種狀態。

鳳凰山公園；滑坡；極限平衡法；穩定系數

1 前言

2010年7月22日至26日，廣元市區普降大到暴雨，其中22日、23日、25日日降雨量達到81.7 mm、220.5mm、106.3mm。7月24日，廣元市利州區嘉陵辦事處鳳凰山居委會鳳凰山公園西門口斜坡上部發生兩處小型滑坡，該滑坡位于居民區背后陡崖上，前緣距居民房屋1～5m，部分滑坡堆積物已經直接下滑進入居民房內，嚴重威脅下部居民區300余人生命財產安全。為消除滑坡的危害，受廣元市利州區國土資源局的委托，四川九○九建設工程有限公司承擔了該項目應急搶險調查及治理的工作。

2 滑坡區自然地理及地質環境條件

2.1 自然地理

鳳凰山公園西門口滑坡位于廣元市利州區嘉陵辦事處鳳凰山居委會鳳凰山公園西門口，滑坡位于公園內，有小路與市區道路連接，可通過小型機動車，交通條件較方便（圖1）。

滑坡區位于四川盆地北端，處于盆地向山區過渡地帶，屬四川盆地亞熱帶濕潤氣候帶。多年平均氣溫16.0℃，多年平均降雨量為972.6mm，每年降雨主要集中在5～9月，其間降雨總量占全年降雨總量的75%。多年月平均降雨量最高為7月的236.8 mm，最低為1月的3.8mm，最大一日降雨量為220.5mm（2010年7月23日），最大雨強為70 mm/h。

滑坡區位于斜坡中上部位，坡面沖溝不發育，無地表水流。

圖1 交通位置圖Fig.1 Location of the investigted area

2.2 地質環境條件

區內地貌類型為構造侵蝕丘陵地貌。斜坡海拔高程540～570m，斜坡呈北東－南西向展布，相對高差20～30m。滑坡位于斜坡上部，坡面形態呈折線坡，上部為陡坡地形，坡度35°～45°，下部為基巖陡坎地形，坡度80°以上，坡面基巖大部分被混凝土擋墻封閉。上部覆蓋2～5m厚度不等的松散堆積體，坡面植被以林木、灌木為主，覆蓋率30%～50%。

斜坡出露的地層為侏羅系中統沙溪廟組（J2s）灰黃色巨厚層砂巖和第四系殘坡積松散堆積層（）粉質粘土夾碎塊石組成。沙溪廟組（J2s）巖性為厚至巨厚層砂巖，巖層產狀185°∠7°，巖體裂隙中等發育，強風化。第四系松散堆積層（）在斜坡上部表層表面普遍分布，巖性為粉質粘土夾碎塊石，濕，呈可塑狀，結構松散，厚度一般2～5m，碎塊石含量約10%。

工作區內構造簡單，屬四川盆地北部邊緣弧形構造帶，位于北東東向走馬嶺向斜南側的北東端。巖層具單斜構造，傾向南西，傾角7°。區內地震基本烈度為Ⅶ度，地震加速度為0.10g，區域地殼穩定。

根據區域水文地質資料，區內地下水類型主要為基巖裂隙水，其次為第四系松散堆積層孔隙水。主要為大氣降水補給，富水程度低；期間沒有見地下水出露。

3 滑坡特征

3.1 基本特征

滑坡區為斜坡，呈北東－南西向展布，傾向北西，斜坡高20～30m，總長230m，斜坡呈折線型。滑坡上部為鳳凰山公園較為密集的建筑物，滑坡后緣為公路外側斜坡，滑體坡度35°～45°，高8～12m；下部為基巖陡崖，坡度80°以上，局部呈直立，高10～15m；坡腳為同仁醫院和市中區商業農村信用合作社，地形較平坦。斜坡表面總體較完整，中上部已形成兩處滑坡，總體積2 600m3，部分滑體已直接進入居民區。目前滑坡后緣還有數條橫向拉裂縫，逐步向后緣擴大，潛在威脅較大。滑體土和滑帶土巖性均為松散的粉質粘土夾碎塊石，滑床巖性為侏羅紀中統沙溪廟組灰黃色厚層砂巖，風化裂隙發育。見滑坡分布平面圖2。

（1）H1滑坡

分布于鳳凰山公園西門口階梯北側斜坡上部，順斜坡頂部分布，位于公園內的公路外側和下部民房后部陡崖之間的斜坡地帶。場地狹窄，滑坡前緣已接近民房。后緣高程約502m，前緣高程約491 m，總體寬度16m，軸長15～20m，平面長12.5m，厚2.5～4m，滑坡體積約1 280m3。見圖3和圖4，剖面圖5。

目前該段處于滑動變形階段，滑動跡象明顯。裂縫L1沿陡坎邊緣小路發育，發育方向205°，延伸長度24m，寬度5～15cm，下錯最高1.5m。在H1滑坡范圍之外，沿斜坡邊緣L1仍有微弱發育跡象，縫寬多在0.1～1cm，延伸長度可達30余米。7月23日晚強降雨導致斜坡頂部中段形成小范圍溜滑，溜滑上口寬度約5m，下口寬度約16m，溜滑土層厚度約1.5m，溜滑體積約50m3。目前部分堆積體已被清理，殘留堆積體體積約70m3。

（2）H2滑坡

分布于公園西門口北側約150m，后緣高程約505.77m，前緣高程約494m，寬20m，軸長18～20 m，厚1.5～4.0m，滑坡體積約1 320m3。目前滑坡H2的變形破壞跡象為地面裂縫和表層土體小規模溜滑；7月23日晚強降雨導致滑坡H2產生，土體順巖壁滑落，堆積于坡腳，體積約50m3。見圖6，剖面圖7。

3.2 滑坡形成機制

滑坡發生在上緩下陡的緩坡地帶，該地形為滑坡產生提供了較好的臨空面。上部緩坡地帶巖性為殘坡積層粘性土，下部為砂巖陡坎地形，砂巖表層為強風化，風化后巖體強度低，粘土礦物亦集中于風化帶頂部，而兩組主要裂隙亦構成滑坡邊界。水是其激化條件，2010年7月23日強降雨后，由于斜坡上部無排水設施，連續的強降雨，使大量雨水入滲后，導致土體在水的浸潤作用下，容重增大，內聚力及內摩擦角下降，阻滑力下降，從而沿著第四系與基巖接觸界面滑移，形成滑坡。

4 滑坡穩定性分析

4.1 計算方法

滑坡穩定性分析采用極限平衡方法進行計算，滑體坡面地形及滑帶均簡化為折線。滑坡穩定性計算模型見圖8。計算公式為傳遞系數法。

計算公式如下：

其中：

式中，ψj為第i塊段的剩余下滑力傳遞至第i＋1塊段時的傳遞系數（j＝i），即

式中，Wi為第i條塊的重量（kN/m）；Ci為第i條塊內聚力（kPa）；φi為第i條塊內摩擦角 （°）；Li為第i條塊滑面長度（m）；αi為第i條塊滑面傾角（°）；A 為地震加速度（重力加速度g）；Fs為穩定系數。

圖2 滑坡工程地質平面圖Fig.2 Engineering geological plan of the landslide

4.2 計算剖面的選取及荷載組合

本次穩定性計算選取3條剖面進行計算：選擇位于 H1滑坡主滑方向1－1′還原剖面、1－1′剖面，H2滑坡4－4′剖面進行計算，剖面的條塊單元劃分情況詳見圖9。

穩定性計算工況及荷載組合：根據實際，確定了兩種：（1）工況1：滑坡區現狀條件，滑體物質多數未飽和，荷載組合只考慮滑體自重；（2）工況2：滑坡區充水條件即滑坡區水量增多條件下，滑體物質全部處于飽和狀態，荷載組合為：自重＋暴雨或連續降雨。由于土體中地下水貧乏，因此不考慮孔隙水壓力。

4.3 計算參數的選取

圖3 H1滑坡正面照片Fig.3 Front view of Landslide H1

圖5 滑坡1－1＇工程地質剖面圖Fig.5 Engineering geological profile along 1－1＇of the landslide

由于時間緊迫，要求在一個月內完成搶險治理任務，本次工作是采用三邊一及時的方法進行。所以本次穩定性評價參數的選取方法采用的是工程地質類比法、反演法以及經驗類比法確定滑帶土和滑體土物理力學指標。

圖6 H2滑坡照片Fig.6 View of Landslide H2

圖7 滑坡4－4＇工程地質剖面圖Fig.7 Engineering geological profile along 4－4′of the landslide

本次評價采用經驗類比抗剪強度值結合滑體穩定狀態反演值（1－1′剖面還原后反演、1－1′剖面及4－4′剖面現狀穩定性反演），綜合取值。其結果為：滑體土為粉質粘土含碎石，天然重度為18kN/m3，飽和重度為19.8kN/m3。滑帶土厚度小，一般為2cm，成分為粉質粘土，在天然狀態下內聚力c＝20kPa，內摩擦角φ＝13°；飽和狀態下內聚力c＝14.5kPa，內摩擦角φ＝11.62°。

4.4 計算結果

滑坡穩定性計算結果見表1。

計算結果表明滑坡在工況1（自重）條件下處于穩定狀態；在工況2（自重＋暴雨）條件下處于穩定－欠穩定狀態。H1滑坡1－1′還原剖面在工況2條件下處于不穩定狀態，與實際情況吻合。

圖8 傳遞系數法（折線型滑動面）計算模型及條塊受力圖Fig.8 Computation model of transfer coefficient method（sliding surface of broken line type）and force chart in bars

圖9 剖面條分圖Fig.9 Profile in bars

表1 穩定性計算結果Table 1 Stability alculations

5 結語

廣元市利州區鳳凰山滑坡位于鳳凰山公園內，在2010年7月24強降雨后發育兩處滑坡，滑坡緊鄰醫院和居民樓，部分滑坡堆積物已進入居民家中，造成人心恐慌，嚴重威脅下部居民區300余人生命財產安全。

滑坡區整體為斜坡，斜坡總長230m，呈折線型，斜坡表面總體較完整，中上部已形成兩處滑坡，總體積2 600m3。滑坡上部為鳳凰山公園較為密集的建筑物，滑體坡度35°～45°；下部為高10～15m基巖陡崖，局部呈直立；坡腳為同仁醫院和市中區商業農村信用合作社，地形較平坦。目前滑坡后緣還有數條橫向拉裂縫，逐步向后緣擴大，潛在威脅較大。滑體土和滑帶土巖性均為松散的粉質粘土夾碎塊石，滑床巖性為侏羅紀中統沙溪廟組灰黃色厚層砂巖，風化裂隙發育。

斜坡總體處于穩定狀態，坡面分布兩處滑坡，目前兩處滑坡均處于基本穩定－欠穩定狀態，而斜坡其他地段，由于地質環境、結構成因與兩處滑坡相同，在暴雨或地震作用下也有發生滑動的可能。根據計算結果表明滑坡在工況1（自重）條件下處于穩定狀態；在工況2（自重＋暴雨）條件下處于欠穩定－不穩定狀態。

通過應急調查工作分析，滑坡在暴雨條件下處于欠穩定－不穩定狀態，為滑坡的治理提供了基礎依據。

［1］金美喜.廣元利州區嘉陵辦事處鳳凰山公園西門口滑坡應急調查報告［R］.四川九0九建設工程有限公司，2010.8.

［2］金美喜.廣元利州區嘉陵辦事處鳳凰山公園西門口滑坡應急排險方案設計［R］.四川九○九建設工程有限公司，2010.8.

［3］肖春陽.廣元利州區嘉陵辦事處鳳凰山公園西門口滑坡應急排險工程施工總結［R］.四川省地質工程集團公司，2011.1.

［4］陳希哲.土力學地基基礎（第二版）［M］.清華大學出版社，1992.4.

STABILITY OF THE LANDSLIDE AT FENGHUANGSHAN PARK IN GUANGYUAN

Ye Xiao－hua，Xiao You－yuan，Jin Mei－xi
（Sichuan 909th construction engineering Co.，LTD，Jiangyou 621701，China）

The landslide，a small soil type，is investigated to obtain a basis for its control and treatment.In accordance with its basic charateristics，its stability coefficients are calculated with the Limit equilibrium method.The calculations indicate its stability in condition of its own weight and its stability，understability，or instability possibility in condition of its own weight plus rainstorm.

Fenghuangshan Park；landslide；limit equilibrium method；stability coefficient

P642.22

A

1006－4362（2011）04－0056－05

2011－10－09 改回日期：2011－11－26

葉曉華（1966－ ），女，高級工程師，主要從事水工環災地質的勘察、設計及技術管理工作，主持承擔完成了國家重大地質災害四川漢源背后山滑坡泥石流勘查設計、四川宜賓翠屏山滑坡勘查設計、三峽庫區巫山縣崩塌滑坡防治規劃調（勘）查、地震災區重大地質災害勘查設計以及四川省大骨節病區地下水調查與安全供水示范工程等多個項目，發表論文10余篇。