青海省互助縣紅崖子溝鄉張家村滑坡特證及穩定性分析

■馬吉福 李云

（青海省環境地質勘查局青海西寧810007）

青海省互助縣紅崖子溝鄉張家村滑坡特證及穩定性分析

■馬吉福 李云

（青海省環境地質勘查局青海西寧810007）

張家村滑坡位于青海省互助縣湟水一級支流紅崖子溝中游右岸低山丘陵區斜坡西麓，滑坡前緣分布有張家村村民，滑坡上分布有鄉村公路及電信設施；張家村滑坡體體積0.93×108m3，屬黃土～泥巖巨型滑坡，滑坡體形成機理及穩定性研究事關張家村村民生命財產安全，其意義重大。

張家村滑坡 形成機理 穩定性 分析

1　地質環境概況

張家村滑坡位于青海省互助縣湟水一級支流紅崖子溝中游右岸低山丘陵區斜坡西麓，南側以山梁為界，北側以沖溝為界，地理坐標東經102°05′41.2″，北緯36°39′01.9″，滑坡前緣分布有張家村村民，滑坡上分布有鄉村公路及電信設施。低山丘陵區山體由古近系泥巖、砂巖構成其骨架，其上披覆有較厚的第四系上更新統黃土，古近系西寧群（E）泥巖、砂巖，為一套內陸湖相碎屑巖沉積。其巖性上部為棕紅色泥巖夾石膏、砂巖及泥灰巖，下部為桔紅、棕紅色泥灰巖夾砂巖；上更新統風積黃土（Q3eol），粉土含量高達70%以上，具大孔隙，垂直節理發育，具濕陷性；地處祁連山地槽之西寧盆地北緣。地震動峰值加速度0.10g，地震基本烈度為Ⅶ度，屬現代地質構造活動基本穩定區；屬高原大陸性半干旱氣候區，多年平均氣溫3.5℃，多年平均降水量503.7mm，蒸發量1278mm，降水集中于7～9月。區內人類工程活動頻繁，切坡修路對地質環境改變較大。

2　滑坡基本特征及形成機理

2.1滑坡基本特征

張家村滑坡周界在平面形態上呈半圓形，整體傾向北東，東西縱長1500m，南北寬950m，平均厚65m，面積142.5×104m2，體積0.93×108m3，滑體在剖面上呈凹型，表面呈階梯形。滑體后壁呈圈椅狀，高達45m，滑壁傾向北東，傾角73°，滑壁下分布有崩積物；滑坡共發育三級較大平臺，滑坡前緣剪出口部位由于受擠壓作用影響，土體向外凸?；麦w南側曾于2002年正月十四再次發生滑動，將原古滑坡滑體上的沖溝填平，新滑體縱長1500m，寬250m，平均厚30.0m，新滑坡中上部形成高約20m的反翹隆起，地形破碎，坡度30°，在古滑坡后緣形成南北向長380m，寬8m，深5—8m大裂縫（整塊塌陷），將原鄉村公路摧毀，新滑體西側可見滑坡下滑時形成的擦痕，在新滑體表部發育眾多拉張裂縫，裂縫面均內傾，傾斜60°，2002年 6月 26日新滑坡前緣再次發生滑動，方量約1000m3。

2.2滑坡物質及滑帶土結構特征

滑坡體巖性組成較復雜，除母巖泥巖、砂巖、砂礫巖混雜堆積外，還有滑坡后壁高處的黃土及底礫石介入，無規律可循，從鉆孔揭露的滑體堆積物及沖溝內探槽觀察來看，后緣至前緣大多數堆積體混雜堆積，滑坡中后部局部地段塊體完整性較好，無方向、無層次與其它堆積體混雜堆積，滑帶土依不同部位厚度亦有不同，滑坡中前緣滑帶位于泥巖中，滑帶厚0.3—0.6m，滑帶土呈軟塑狀，稍濕，擦痕不明顯；滑體后部，滑帶厚0.6—1.0m，滑帶土結構破碎，呈碎裂狀，見明顯擦痕。

2.3滑坡形成機理

從該滑坡的鉆孔資料及滑坡前緣淺井資料分析看，該滑坡第一期滑動受區域地殼上升，紅崖子溝河流下切及側蝕影響，坡體前部形成較大臨空面，斜坡呈現出坡度較大的陡峭斜坡，雨水入滲不僅增大坡體自重且軟化土體，大大降低土體抗剪強度，誘發第一期滑坡發生，在地層巖性上坡體表部為Q3eol黃土，下伏第三紀泥巖及砂巖，產狀近水平，黃土垂直節理發育，為雨水入滲提供了良好通道，雨水沿黃土垂直節理入滲，并在下伏泥巖接觸面處匯聚形成坡體軟弱帶，坡體沿其向下滑動變形。坡體前部受到紅崖子溝側向侵蝕，前緣形成較大臨空面，導致坡腳應力急劇集中，當坡體軟弱帶構成的滑動面全面貫通時，坡體整個失穩，形成滑坡，此后在全新世溫暖期，冰雪消融加豐沛的降水，紅崖子溝侵蝕切割作用又一次得到加強。近幾十年來，張家村村民在其前緣居住，開挖滑坡坡腳，修建水渠，改變了坡體應力狀態，降低坡體穩定性，2002年正月十四坡體前緣再次發生滑坡。由此可見降雨及人類工程活動是觸發該滑坡再次滑動的主要原因。

3　滑坡穩定性分析

3.1有限元強度折減法計算原理

有限元法在邊坡穩定分析中的應用相當廣泛，其理論體系較極限平衡法更為嚴格，其不僅滿足了力平衡方程，也引入了變形協調的本構關系，如果選用合適的本構關系，有限元法可較好地分析邊坡應力、變形和穩定性。經實踐表明，采用基于Mohr～Coulomb準則的彈塑性本構模型，較符合巖土體材料的應力應變特性。有限元強度折減法是在有限元計算的基礎上，通過降低巖土材料的抗剪強度的辦法，使結構達到不穩定狀態，有限元靜力計算將不收斂，此時的折減系數就是邊坡的穩定系數。

3.2計算模型及參數

根據張家村滑坡的實際地質剖面建立有限元模型。各層巖土體參數按表1選??；邊界條件為約束模型兩側的法向位移，固定約束模型底部，模型頂面及坡面為自由面。計算中僅考慮重力作用，各層巖土體均考慮為均質巖土體，屈服破壞準則選用摩爾庫倫準則。計算工況考慮天然和飽和兩種狀態。

表1　張家村滑坡計算參數表

3.3計算結果

張家村滑坡在天然和飽和狀態下的穩定性(表2)，可見，天然狀態條件下穩定性系數為1.0637，飽和狀態條件下穩定性系數為0.8625，滑坡近于極限平衡狀態體是否處于塑性變形狀態（臨界破壞狀態），通常采用Mohr～Coulomb準則來判定。

表2　張家村滑坡穩定性計算表

3.4滑坡穩定性分析

該滑坡南側曾發生多次滑動，滑動后滑坡側界可見土體被推移拉裂，坡體上出現多處拉張裂隙及錯動裂縫，坡體穩定性差，經穩定性定量計算，與前面定性分析結果一致，滑坡整體穩定性系數天然狀態下1.0637，飽和狀態下0.8625?；虑熬壘哂谢瑒优R空面為最危險滑面，滑體上裂縫發育，在降雨或地震作用下，滑坡前緣發生再次滑動的可能性較大，穩定性較差。

4　結論

（1）張家村，在降雨或地震作用下，滑坡前緣發生再次滑動的可能性較大，穩定性較差，對滑坡前緣村民生命財產安全構成威脅。

（2）滑坡災害形成條件復雜，其形成與發生是地形地貌、地層巖性、巖土體類型、地質構造、大氣降水、地表水、地下水、人類工程活動及地震等內外因素綜合作用的結果。

（3）建議對該滑坡采取工程措施進行防治，具體措施可采取排水、護坡和減載反壓等措施。

[1]崔向紅，劉 赟，徐 媛， 馬文禮，馬吉福等青海省海東地區（互助縣）地質災害詳細調查報告，2012。

P642.22[[文獻碼]B

1000～405X（2016）～4～395～1

王昌雙（1983～），男，工程師，研究方向為航空氣象預報。