開縣水井包巖質滑坡成因機制與穩定性分析

黃圣偉　吳孟　楊富軍

摘 要：本文在對開縣水井包巖質滑坡地質勘查的基礎上，深入分析滑坡體的地質特征、構造特征、變形特征，對滑坡體的成因機制及影響因素作了深入研究；并采用平面滑動法對滑坡體的穩定性狀況作了評價、預測。研究表明，該滑坡體目前處于穩定狀態，在暴雨工況下滑坡處于欠穩定狀態。

關鍵詞：巖質滑坡；成因機制；穩定性分析

中圖分類號：P642 文獻標識碼：A

1 滑坡區地質環境

滑坡位于重慶市開縣漢豐街道川心村，滑坡區屬亞熱帶季風氣候區，氣候溫暖濕潤，雨量充沛?；掳l生變形跡象前日，即2014年8月31日，開縣發生強降雨，滑坡區域日降雨量達300mm，滑坡區匯水面積75130m2?；聦贅嬙靹兾g-侵蝕低山斜坡地貌，地勢總體呈北東高、南西低，斜坡傾向230°～245°，地形坡角18°～29°，前緣邊坡較陡，坡度約63°～75°。

滑坡地層巖性為侏羅系中統上沙溪廟組砂巖與砂質泥巖互層。巖層產狀為：332～335°∠49°～51°。巖體主要發育2組裂隙，裂隙LX1：201～204°∠31°～34°，裂隙長約45m～100m，寬約20cm～40cm，裂面平直，呈張性，并有泥質充填，貫通性好，延伸長，裂隙間距約0.5m～1.5m，其中砂巖巖體中裂隙LX1結合性差，為硬性結構面，砂質泥巖巖體中裂隙LX1結合性很差，為軟弱結構面；裂隙LX2：64～66°∠80°～82°，裂隙長約15m～30m，寬約5cm～8cm，裂面平直，充填少量泥質，裂隙間距約0.5m～1.0m，其中砂巖巖體中裂隙LX2結合性差，為硬性結構面，砂質泥巖巖體中裂隙LX2結合性差，為軟弱結構面。根據《建筑抗震設計規范》（GB50011-2010）附錄A.0.1及《中國地震動參數區劃圖》（GB18306-2001）的規定，評估區地震基本烈度為Ⅵ，地震動峰值加速度為0.05g。

2 滑坡特征

滑坡總體形態呈“箕形”狀?；虑熬壐叱碳s224m，后緣高程約290m，滑坡橫寬約80m，縱長約120m，滑體厚15m～20m，平均厚度17.0m，滑坡體面積約0.96×104m2，體積約為16.32×104m3，屬中型巖質滑坡。該滑坡主要變形發生于2014年8月31日強降雨后，滑坡后緣見多條拉裂縫，裂縫最寬達80cm，延伸4m～54m，錯距最大30cm?；虑熬墦鯄Τ霈F破壞，向外側傾移，擋墻外側房屋受擠壓墻體開裂，道路出現鼓張裂縫?；虑熬壖舫隹诰植靠梢姖B水及濕地狀況。

3 滑坡成因分析

3.1 滑坡的發生、發展

據調查分析，滑坡現處于強變形階段。該滑坡發生變形跡象的時間較早，根訪問，2004年汛期期間，滑坡后緣地面有小型裂縫發育，地裂縫長約6m～10m，寬約8cm～15cm。2014年汛期來，特別是“8.31”強降雨，隨著雨水的沖刷、侵蝕，裂縫逐漸增大，房屋變形、開裂跡象也更加明顯?；潞缶壡熬壘l育大量的拉張裂縫，滑坡前緣支擋結構破壞并發生前移，并擠壓居民建筑物造成房屋墻體立柱開裂，滑坡前緣道路呈現鼓脹裂縫，滑坡變形跡象明顯。

3.2 滑坡形成原因分析

經研究表明，滑坡的形成及其發生發展，既受其形成的不良地質基礎控制，又受到降雨及人類工程活動等外界因素的誘發與影響。

（1）不良地質基礎

滑體巖性為侏羅系中統上沙溪廟組砂巖及砂質泥巖互層，這種軟硬相間地層，屬易滑地層，其接觸面特別是砂質泥巖頂面往往容易形成滑動面；同時受區域構造影響，節理裂隙發育，將巖層切割成不規則的塊體，使其整體性降低，為地表水的入滲及滑坡的形成創造了有利條件?；聟^巖層產狀333°∠50°，發育兩組典型裂隙，LX1：203°∠31°，LX2：65°∠80°?；潞缶壭纬傻睦芽p走向與裂縫LX2走向相差較小，構造裂隙LX2為滑坡后緣拉裂縫形成的主控因素。裂隙LX1結構面為滑坡滑面，由于滑坡左側為穩定的中細粒砂巖體，滑坡沿著巖層產狀走向滑動。

（2）降雨作用

2014年汛期年來，開縣地區暴雨較多，特別是8月31日開縣日降雨量達300mm，降雨下滲，一方面是滑體含水而重量增加，另一方面，雨水入滲后在相對隔水層砂質泥巖頂面賦存，長期軟化隔水層頂面，使其抗剪強度降低形成滑面，并易形成一定的動、靜水壓力，從而增大滑坡的下滑力，降低滑坡穩定性。

（3）人類工程活動

滑坡前緣房屋、公路建設切坡開挖形成臨空邊坡，邊坡高11m～16m，開挖坡腳對滑坡的穩定性造成不利影響。

4 滑坡穩定性分析

4.1 計算方法

滑坡體的滑動面為LX1結構面，采用平面滑動法對滑坡進行穩定性計算與分析。計算剖面如圖1所示。

4.2 計算工況

滑坡穩定性計算工況：天然工況（工況1：自重+地表荷載）、暴雨工況（工況2：自重+地表荷載+暴雨）。兩種工況均未考慮地震因素。

（1）工況1：天然工況

荷載組合為滑體自重，滑體重度取天然值，滑（面）帶抗剪參數取天然強度值。

（2）工況2：暴雨工況

荷載組合為滑體自重+地表荷載+暴雨，滑體取飽和值，考慮后緣裂隙靜水壓力；滑帶參數取飽和強度值。地面荷載建筑荷載每層15kN/m2，道路荷載20kN/m2。

4.3 計算參數

計算中采用的巖土物理力學參數選取合理與否是計算評價滑坡穩定性關鍵所在，其中滑面抗剪強度參數C、Φ取值更是關系重大。具體參數根據鉆孔中采取巖土樣室內試驗、經驗類比以及參數反演法綜合確定。天然狀態下滑坡土體容重取值為19.5kN/m3，飽和狀態下滑體土容重取值為19.8kN/m3；天然狀態下滑坡砂質泥巖巖體容重取值為25.5kN/m3，飽和狀態下砂質泥巖巖體容重取值為25.6kN/m3；天然狀態下滑坡砂巖巖體容重取值為24.7kN/m3，飽和狀態下砂巖巖體容重取值為24.9kN/m3?；禄妫ńY構面）的抗剪參數計算值見表1。

4.4 計算結果及評價

通過穩定性計算，滑坡在天然工況（工況1）下整體穩定系數為1.35；在暴雨工況（工況2）下穩定系數為1.02。

滑坡穩定狀態分為四級，具體見表2。

根據滑坡穩定性評價標準，水井包滑坡天然工況下處于穩定狀態，在暴雨條件下，滑坡區受靜水壓力及揚壓力影響處于欠穩定狀態。

結論

（1）滑坡屬沿裂隙結構面層面滑動型巖質滑坡，滑坡的主要受不良地質基礎、降雨及人類工程活動等外界因素的誘發與影響。

（2）穩定性計算表明，滑坡在天然工況下處于穩定狀態，在降雨工況下，處于欠穩定狀態?？梢?，2014年8月31日，滑坡區域日降雨量達300mm的強降雨是滑坡發生的主要誘發因素。

（3）建議對滑坡采取以下措施防治事故、災害的發生。首先應疏散、轉移群眾，保證人民的生命財產安全；進一步加強監測及群測群防工作，特別是在汛期、暴雨季節；采用錨拉樁和完善地表排水體系相結合的治理方案徹底消除滑坡安全隱患。

參考文獻

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