堆積體滑坡穩定性計算與誘發因素分析

[摘要]本文概括介紹了堆積體類型滑坡。以曾家灣滑坡為例，通過計算天然狀態、強降雨條件、人工活動和地震等多個不同工況下滑坡的穩定性系數，對滑坡的穩定性進行了對比評價。并結合理論與統計數據分析，得出我國西南地區強降雨條件是誘發堆積體滑坡災害的首要因素，人工活動和地震活動次之。提出了該類型滑坡的防治建議，在采用擋墻或抗滑樁等工程措施下，要著重做好滑坡體的截排水、坡面降雨防滲工作，并避免不合理的人類工程建設。

[關鍵詞]堆積體滑坡；穩定性分析；強降雨；人工活動；地震；建議

[中圖分類號]P642.22[文獻標識碼]A

近幾個世紀以來，滑坡災害一直是危害人們生命財產和工程建設安全的主要自然災害之一[1]。堆積體滑坡作為滑坡類型的一種，具有分布廣泛、爆發頻率高、持續危害性大等特點，在我國滑坡類型中占有很大比例[2]。該類滑坡通常發生在第四系及近代松散堆積層中，其滑體物質一般由次生堆積體，如崩積物、崩坡積物及沖積與崩坡積混合物堆積而成，具有結構松散、大孔隙比、透水性強等特點[3]。

堆積體滑坡受地區強降雨天氣和地形影響，特別是近年受汶川、雅安地震及其余震頻繁發生，以及部分地區為推動經濟快速發展而導致不合理的人工開挖工程建設影響，使得近些年堆積體滑坡災害呈現急劇上升趨勢，造成了極大的生命財產損失。因此針對于我國西南地區普遍存在的堆積體滑坡，分析其在不同工況條件下的安全穩定性，以及對誘發災害的各關鍵因素研究顯得尤為重要。

本文以貴州省思南縣塘頭鎮曾家灣滑坡為例，分析計算了該堆積體滑坡在天然狀態、強降雨條件、人工開挖和地震影響四個不同工況條件下的安全系數，并根據滑坡實際出現的滑移跡象和歷史資料統計，對滑坡的穩定性進行了對比評價。結合文獻資料，分析了誘發堆積體滑坡災害的最主要三個因素：強降雨條件、地震影響和人類工程開挖活動誘發滑坡失穩滑移的機制，并通過該地區已發生和潛在有滑動跡象堆積體滑坡歷史統計資料，得出了三種誘發因素主次權重。并為滑坡災害的預防和治理措施提供了依據。

1工程實例

曾家灣堆積體滑坡位于貴州省思南縣塘頭鎮，其后緣為思南縣二級公路?；路秶w內共有民房36戶，建筑面積約7 200 m2，約160人居住。

據當地相關部門統計資料顯示，該滑坡由1998年開始發生變形，2002年被列為思南縣重點地質災害點，通過群防群測發現該滑坡體一直存在著滑移跡象。2007年七八月期間，由于持續性強降雨導致滑坡體嚴重變形，前緣房屋局部鼓脹，后緣裂縫明顯加寬加大（裂縫寬1.5 m，錯距1.2 m）。若該滑坡在受到強降雨條件、地震以及受當地人類工程建設開挖等活動影響，誘發其產生整體滑移破壞時，將直接威脅滑坡區數百人的生命財產安全，使城鎮交通中斷，其后果較為嚴重，帶來的經濟損失將難以估量。

1.1滑坡區地質環境條件

1.1.1地形地貌及滑坡形態特征

滑坡近東西向展布、為一西高東低的厚約8.0 m的淺層堆積體斜坡，相對高差達16.0 m，滑坡的前緣處于龍底江河岸，由于汛期江水位漲幅加大對河岸的沖刷切割造成前緣臨空面切深加大，前緣較大的臨空面是滑坡的剪出直接成因之一?；聟^域綱要圖與剖面線布置如圖1。

③模擬計算了當滑坡區分別發生6-8級地震時的穩定性系數，表明該堆積體滑坡在受到小于8級地震單因素影響條件下，滑坡基本處于穩定狀態，但當發生8級及以上地震活動影響時，滑坡發生整體滑動災害，而且下滑段受影響較明顯。

④受人類工程在斜坡體和坡腳開挖筑路建房等影響，滑坡的穩定性系數明顯降低，且一旦滑坡區出現強降雨災害天氣，滑坡穩定性系數小于1.0，會出現整體滑移災害。

3堆積體滑坡主要誘發因素理論分析

3.1強降雨條件

對于堆積體滑坡，滑體物質主要第四系松散物組成，結構松散、孔隙比大、透水性強，為雨水的入滲提供了便利通道[2]。

在遭遇持續性強降雨時，產生動態浮托力，同時雨水不斷充填裂縫和軟弱結構面，產生順坡向的動態擴張力?；潞缶壌罅康乇硭ㄟ^滑體排泄，一部分沿坡體表面向坡腳排泄，一部分從地表向斜坡下滲，使坡體的重量不斷增大，從而在坡體內形成穩定的滲流場，增大滑體內的滲透壓力，從而增大了下滑力。同時地下水的下滲，使滑帶土充分飽水，滑帶土遇水后其抗剪強度降低，從而降低了滑體的抗滑力[4，5]。當降雨使坡體的下滑力增大到大于抗滑力的總和時，即滑動能量蓄積到一定程度時，坡體就會沿前緣剪出口產生糯滑形成滑坡。

據統計資料顯示，我國西南部由于持續強降雨條件誘發的堆積體滑坡災害約占總數70%以上。因此對于強降雨影響區的潛在堆積體滑坡，在進行工程治理措施時，除了根據滑坡區的具體工程地質環境條件設計合理的抗滑樁、擋土墻或者錨桿（索）以外，做好坡面以外雨入截流防滲以及坡體的排水工作，在設計治理方案時著重堆積體的排水防滲，合理設計排水孔和防滲層至關重要。要最大限度地減小由于降雨對邊坡穩定性的破壞，減少該類滑坡災害的發生。

3.2人類工程活動

一般堆積體滑坡區，人類工程活動主要表現為農田耕植、切坡建房以及修路等。特別是60年代后，隨著人口增長，不斷伐木開山墾田，人類工程活動漸趨加劇，對地質環境產生了較大的破壞，導致滑坡體上樹木減少，植被破壞，降低了抗沖蝕能力和局部穩定性，增加了大氣降雨的入滲速度和入滲量，對滑坡的整體穩定性和局部穩定性均產生了一定的不利影響[3]。

由于人們初始對滑坡的認識不足，在滑坡區筑路、建房、挖填等不正當的工程建設活動，切坡破壞了原始坡體形態，使坡體穩定程度降低，在不利因素誘發下產生多處小規模拉裂坍滑，造成部分民房及道路設施受損毀壞。同時人類工程經濟活動的加劇，增加了地表荷載，影響了坡體內滲流場，也是引起堆積體滑坡局部甚至整體失穩的重要因素[4，5]。

因此，在采取工程治理措施的同時，做好滑坡區人民的宣傳教育，避免不合理的人類工程活動引起滑坡失穩，導致重大人員傷亡和財產損失尤為迫切。

4.3地震活動

地震是造成堆積體滑坡災害的主要的觸發因素之一。我國研究學者通過對西南地區的調查研究表明，特別是當達到烈度7級以上的地區，坡度大于25°的斜坡，地震觸發破壞的現象十分明顯[5]。在本文曾家灣滑坡地震模擬穩定性計算中也表明了這一點。

地震對斜坡穩定性的影響主要是由于水平地震力使得潛在滑體對滑面的法向壓力削減，同時增強了坡體的下滑力，從而加劇了滑坡體的滑移。

建議相關部門應建立地質災害信息溝通機制，地震多發區在做好地震預測預報的同時，及時關注區內潛在相關滑坡地質災害體，特別是要密切關注由于地震或余震引起的滑坡等次生地質災害，避免不必要人員傷亡及財產損失。

4結論

以曾家灣堆積體滑坡為例，通過計算滑坡5個不同工況下的穩定系數對滑坡穩定性做出對比評價；結合文獻資料，理論分析了誘發堆積體滑坡災害的主要因素。得到如下一些結論：

（1）堆積體類型滑坡，在強降雨條件下計算得穩定性系數明顯降低，是誘發失穩滑移的最主要因素。

（2）地震活動不同程度上降低了滑坡的穩定性，特別是當遭遇7級及以上地震時，堆積體滑坡出現明顯的失穩甚至滑移。

（3）滑坡區人類不合理的工程建設活動，破壞了原始坡體穩定形態，使得滑坡穩定性系數明顯降低，且一旦遇到持續強降雨或強震時，滑坡會出現整體滑移災害。

（4）通過對堆積體滑坡主要誘發因素理論分析分別解釋了強降雨條件、人類工程活動和地震因素誘發堆積體滑坡破壞模式和失穩滑動機制。

（5）提出了堆積體滑坡預防治理建議，在采用擋墻或抗滑樁等工程治理下，要著重做好滑坡體的截排水、坡面降雨防滲以及避免不合理的人類工程活動等。

參考文獻

[1]劉紅丹，毛朝亮，關永平.邊坡穩定性分析方法及數值模擬[J].水利與建筑工程學報，2010，8（3）：101-102.

[2]賀可強，周敦云，王思敬.降雨型堆積層滑坡的加卸載響應比特征及其預測作用與意義[J].巖石力學與工程學報，2004，23（16）：2665-2670.

[3]吳火珍，馮美果，焦玉勇，李海波.降雨條件下堆積層滑坡體滑動機制分析[J].巖土力學，2010，31（增I）：325-329.

[4]趙明階，何光春，王多垠.邊坡工程處治技術[M].北京：人民交通出版社，2003，9：19-270.

[5]唐輝明.工程地質學基礎[M].北京：化學工業出版社，2008，1：102-122.