阿壩州茂縣某滑坡成因機制及其穩(wěn)定性分析

郭素芳，姚 巍，張書琴

阿壩州茂縣某滑坡成因機制及其穩(wěn)定性分析

郭素芳，姚 巍，張書琴

（四川省蜀通巖土工程公司，成都610081）

對某滑坡的變形特征、成因機制及穩(wěn)定性進行了分析，提出了相應的防治措施。分析表明該滑坡為一大型土質(zhì)牽引式滑坡，滑坡前緣失穩(wěn)，在坡體形成多級陡坎及拉裂縫。根據(jù)穩(wěn)定性計算結果，滑坡整體一次性失穩(wěn)可能性不大，后緣失穩(wěn)的可能性較大，從而會引發(fā)后部坡體逐步失穩(wěn)。滑坡區(qū)的集中降雨及余震對其穩(wěn)定性影響較大，在這兩種工況下滑坡處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。建議采用抗滑樁+截排水對滑坡進行治理，同時加強監(jiān)測。

滑坡；成因機制；穩(wěn)定性；茂縣

2008年四川汶川大地震，引發(fā)了大量的次生地質(zhì)災害，造成了大量人員傷亡，滑坡就是其中比較典型的一種。擬研究的滑坡位于位于茂縣縣城西北方向的黑虎鄉(xiāng)，滑坡危及坡體及其上游共34戶，230余人的生命、財產(chǎn)安全。

圖1　滑坡全貌

1　區(qū)域地質(zhì)環(huán)境條件

1）地形地貌：勘查區(qū)地處青藏高原向川西平原過渡地帶，地貌以高山峽谷地帶為主，屬于構造侵蝕的高中山區(qū)，溝底高程約為2 250m，山脊高程約為2 800m，溝谷切割深度大于550m，山脊走向總體近于南北向。

3）地質(zhì)構造與地震：勘查區(qū)位于茂縣縣城西北方，屬于馬爾康地質(zhì)分區(qū)，構造上位于九頂山華夏系構造和石大關弧形構造帶之間，屬于薛城-臥龍“S”型構造，區(qū)內(nèi)褶皺發(fā)育。設計基本地震加速度值為0.2g，抗震設防烈度為8度。

4）水文地質(zhì)條件：滑坡區(qū)地下水類型有第四系松散堆積空隙水、基巖裂隙水，勘探期間未見穩(wěn)定地下水位。

2　滑坡體特征

1）基本特征：滑坡總體呈圈椅狀地形，整體為陡緩相間的斜坡，滑坡體整體坡度較陡。前緣剪出口以下坡度約60°～80°，中前部坡度35°～45°，中后部坡度相對較緩30°左右，滑坡后緣以上坡體坡度較陡，大于50°。該滑坡體長約570m，寬約490m，坡體走向為60°。主滑方向為150°，滑面為第四系殘坡積層與基巖接觸面。上覆堆積體平均厚度約11m左右，體積約240×104m3，為大型土質(zhì)滑坡（圖1、圖2）。

2）變形特征：在斜坡西側到后緣地帶產(chǎn)生兩條張拉裂縫，其中L1走向28°，延伸長度約80m，寬約20～30cm，L2走向75°，延伸長度約130m，寬約20cm，兩條裂縫即構成了現(xiàn)在滑坡的后緣邊界；滑坡后部西側山脊處巖土體出現(xiàn)下挫現(xiàn)象，下挫高度2～3m，坡面有局部的垮塌，坡體出現(xiàn)裂縫等。在滑坡前緣的東側邊界產(chǎn)生一條長約40m，走向156°的剪切裂縫，寬約10～18cm，可見深度為0.5～1m。同時坡體上的房屋墻壁及地板上亦出現(xiàn)了拉裂縫，地板裂縫寬約5～10cm。

2010年1月10號，在滑坡前緣西側產(chǎn)生了局部滑塌，滑塌放量約1～2萬m3，已造成滑坡下方鄉(xiāng)村公路阻塞及小河壩水電站管道損壞，在滑坡中前部形成了多級錯落臺坎（圖3）。在坡體最下部居民房屋后產(chǎn)生一條拉張裂縫L4，裂縫延伸長度達200m，寬約30cm，根據(jù)探槽揭露其深度大于2m（圖4）。該裂縫貫通居民房屋到達已垮塌的西側邊界，滑坡前緣變形劇烈，時有小型滑塌發(fā)生。根據(jù)調(diào)查滑坡剪切裂縫目前寬約20cm，延伸長度達100m，且前緣橫向的張拉裂縫十分發(fā)育，最寬張開約50cm，下挫高度達10cm以上。

圖2　 滑坡工程地質(zhì)平面圖

圖3　滑坡前緣東側下錯陡坎

圖4　探槽揭露民房處拉裂縫

3　滑坡的變形機制及影響因素

3.1變形機制

該滑坡為大型土質(zhì)滑坡，滑體物質(zhì)主要為碎石土，結構松散，有利于雨水的下滲，導致滑帶處巖土體軟化，使其抗剪強度迅速降低，在源于巖體自重而產(chǎn)生的下滑推力作用下，導致后緣產(chǎn)生拉裂面，兩側產(chǎn)生剪裂縫。滑坡的下伏基巖為千枚巖，風化程度較高，巖體強度較低，且位于盤龍山倒轉(zhuǎn)向斜和五家溝倒轉(zhuǎn)背斜附近，致使巖體較破碎。另外，滑坡前緣為坡度60°～80°的陡崖，臨空條件好，為坡體提供了良好的應力釋放空間。伴隨著5.12汶川大地震的發(fā)生，且余震不斷，頻繁余震的累積效果使影響范圍內(nèi)巖體結構松動，結構面強度降低，致使滑坡前緣的覆蓋層發(fā)生變形滑動，從而導致后部巖土體卸荷，產(chǎn)生了一系列橫向拉裂縫和下錯陡坎，周而復始，使滑坡產(chǎn)生漸進后退式變形破壞。

3.2滑坡穩(wěn)定性影響因素

滑坡產(chǎn)生變形的主要因素有：地形地貌條件、坡體結構及巖土體類型和性質(zhì)、大氣降雨以及地震。

1）地形地貌：滑坡處于構造剝蝕侵蝕高中山地段，坡度較陡。從微地貌單元來講，在斜坡前緣有良好臨空條件的陡崖。此條件為該滑坡發(fā)生的控制因素。

2）坡體結構及巖土體類型：滑坡體主要由第四系殘坡積物碎石土組成，物質(zhì)結構較松散，有利于雨水的下滲，由于在基覆界面處存在薄層含碎石粉質(zhì)粘土，加上千枚巖為相對隔水層，為滑坡提供了滑移條件。下伏基巖巖層產(chǎn)狀與斜坡坡向相反，為逆斜向坡。

3）地下水：滑坡所在區(qū)域的多年平均降雨量484.1mm，降雨量雖不大，但是降雨具有集中、強度大的特點，這種連續(xù)集中、大強度的降雨對滑坡的穩(wěn)定性夠成了極大的威脅。

4）地震：滑坡所處區(qū)域現(xiàn)今時期地殼上升速度在逐漸加快，新構造運動劇烈。且勘查區(qū)位于龍門山地震帶上，由茂縣經(jīng)較場壩至漳臘岷江干流沿線地震活動頻繁且強烈。地震對該滑坡的穩(wěn)定性有著決定性的作用。比如滑坡中后部產(chǎn)生的拉裂縫即為“5.12”汶川大地震所致。

5）人類工程活動：由于在坡體上開墾荒地，形成了2～3m高的陡坎，給坡體提供了多級臨空面，不利于坡體的穩(wěn)定，加上灌溉用水滲入坡體對滑坡的穩(wěn)定性有一定影響。

4　穩(wěn)定性分析

4.1定性評價

該滑坡前緣臨空條件好，坡體物質(zhì)松散，且坡體上植被不發(fā)育；坡腳及滑面傾角均大于坡體物質(zhì)的內(nèi)摩擦角；該滑坡地處茂縣，地質(zhì)構造復雜，處于地震多發(fā)區(qū)；降雨集中；存在不利于坡體穩(wěn)定的人工切坡活動；目前滑坡前部已發(fā)生局部失穩(wěn)，在坡體中前部產(chǎn)生了長達200m的貫通裂縫L4，但在滑坡后緣變形破壞跡象不明顯，因此推斷二庚米滑坡發(fā)生以L4為后緣而失穩(wěn)的可能性較大，從而可能引起后部坡體的漸進式破壞。

4.2定量評價

4.2.1計算參數(shù)的選取

滑體：根據(jù)現(xiàn)場大重度試驗，結合類似工程經(jīng)驗最終確定天然重度取20.5kN/m3，飽和重度取21.5kN/m3；

滑床：千枚巖的天然重度取26kN/m3，飽和重度取27kN/m3。

滑帶：根據(jù)3-3'剖面前緣近期滑塌部分坡體反算滑帶的C、φ值結合試驗成果及相似工程經(jīng)驗值等進行取值（表1）。

4.2.2計算工況及剖面

本次選定如下三種工況計算滑坡穩(wěn)定性，分別為：工況1：天然狀態(tài)；工況2：暴雨飽和狀態(tài)；工況3：天然+地震狀態(tài)。

本文選擇其中3-3'剖面進行穩(wěn)定性計算，計算模型如圖5。

4.2.3穩(wěn)定性計算結果

采用Janbu法和極限平衡法計算滑坡穩(wěn)定性，根據(jù)滑坡穩(wěn)定性計算結果，結合《滑坡防治工程設計與施工技術規(guī)范》（DZ/T0219-2006），判斷滑坡穩(wěn)定狀態(tài)如下表。

由表2可知：滑坡在工況1條件下將處于基本穩(wěn)定狀態(tài)；在工況2、3下處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，這是與滑坡現(xiàn)場勘查結果是一致的。據(jù)此并結合滑坡的變形破壞特征，滑坡穩(wěn)定性綜合評價為：該滑坡目前處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，隨著雨季來臨及余震的頻繁發(fā)生，裂縫L4前部的滑坡體失穩(wěn)的可能性較大，從而有可能導致后部坡體相繼而來的失穩(wěn)破壞，因此必須加快對該滑坡進行緊急治理，以確保滑坡體上及其下方河流上下游居民的生命財產(chǎn)安全不受滑坡的威脅與危害。

表1　滑帶巖土體抗剪參數(shù)取值表

表2　 3-3'剖面穩(wěn)定性計算結果

5　防治方案建議

1）加強監(jiān)測。設立人工觀測，特別是暴雨時期，在滑坡體的中部及前緣房屋處埋設測斜儀，及時預報滑坡的變形破壞。

2）修建排水溝。為防治斜坡后緣地標雨水進入滑坡體，在滑坡區(qū)外及坡體上修建截排水溝，并對坡體上的裂縫進行夯實回填。

3）設置抗滑樁進行支擋。在滑坡體前緣設置抗滑樁對滑坡進行支擋。

圖5　 3-3'滑面地質(zhì)模型

6　結論

1）該滑體屬于大型土質(zhì)滑坡，其變形機制為牽引式，滑坡前緣的不斷失穩(wěn)使滑坡產(chǎn)生漸進后退式變形破壞，其穩(wěn)定性主要受集中降雨和“5.12”余震的影響。

2）根據(jù)滑坡現(xiàn)場勘查與穩(wěn)定性評價可知滑坡在天然條件下主要處于基本穩(wěn)定狀態(tài)；而在暴雨和地震下都將處于欠穩(wěn)定狀態(tài)；因此，滑坡必須進行緊急治理。

3）建議采用抗滑樁+排水設施+裂縫封填相結合的綜合治理方案進行治理。

［1］四川省蜀通巖土工程公司.四川省蜀通巖土工程公司.阿壩州茂縣某滑坡應急勘查報告［R］.2010

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Genetic Mechanism and Stability for a Landslide in M aoxian，Aba

GUO Su-fangYAOWeiZHANG Shu-qin
（Sichuan Geotechnical Engineering Company，Chengdu610081）

This paper deals w ith deformation，genetic mechanism and stability for a landslide in Maoxian，Aba，and puts forward corresponding controlmeasures.The landslide isa large retrogressive soil one，its stability is affected by concentrated rainfall and aftershocks.It is controlled by slide-resistant pile and drain dyke andmonitoringmeasures should beenhanced at the same time.

landslide；geneticmechanism；stability；Maoxian

P642.22

A

1006-0995（2015）02-0236-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2015.02.019

2014-05-08

郭素芳（1981—），女，河北邢臺人，工程師，多年從事巖土工程勘查及設計工作