大型滑坡地質災害的特征及設計參數分析

張思桃

（廣東省地質局第四地質大隊，廣東 湛江 524049）

1 自然環境

（1）自然地理。研究區大型滑坡地質災害地點位于廣東省，地理坐標：E110°14′25″～110°21′38″，N21° 07′ 08″ ～21° 11′ 52″。

（2）地質概況。滑坡體北側為湖光湖，由破火山口積水而成，湖水面面積約2.3km2，匯水面積約3.5km2。水位及水深隨季節而變化，湖面平均水位高程約20m，水深一般為10m～15m，最大深度約23m，總積水量約3055萬m3。

（3）研究區地質地形。從地貌上看，地質礦物由火山口垣和火口湖組成，火山口垣近圓形，總體南高北低，大面積滑坡部位最大高程87.6m，火山口垣斜坡一般比高10m～50m。

2 滑坡地質災害的特征及設計參數分析和選擇

2.1 滑坡特征

大型滑坡體由火山碎屑礦物風化礦層及其坡殘積層組成，滑坡體周界可辯，坡頂由拉張裂縫圈定（圖1），總體如弧狀。

圖1 滑坡裂縫圈定區域

（1）滑坡體的形態特征。滑坡軸方向為順著山坡由南向北，前緣局部有崩塌，滑坡體呈南高北低的扇形產出[1,2]。滑坡體最寬處位于滑坡體前緣，寬約146m，滑坡長約106m，滑坡前、后緣最大高差達60m。

（2）滑面（帶）及滑床特征。據鉆探揭露，在中風化礦層底部發育有厚16cm～22cm的破碎帶，為滑動面。滑面最大埋深為23.26m，北、南兩頭滑面埋藏較淺，中部滑面埋藏較深。

（3）滑坡體的結構特征。滑坡體主要由火山碎屑礦物風化坡殘積砂質粘性土和中風化火山碎屑礦物組成，最大厚度為23.26m。

（4）滑坡變形特征。經過近4年緩慢、長期活動，滑坡體淺部發生了多種變形破壞形態，主要表現為：拉張裂縫和醉漢林等。①拉張裂縫。拉張裂縫是滑坡體最明顯的地物標志，呈弧形發育在滑坡體的后緣，斷續延長達130m，拉張裂縫寬0.1m～0.5m，局部受水流沖刷強烈，裂縫兩側地質層的垂直斷距為0.1m～0.8m。②醉漢林。在滑體前緣見有醉漢林，主要是因地形改變而形成，說明滑坡體一直處于變形狀態之中。

（5）滑坡的類別。根據組成滑體物質成分分類，該滑坡屬于礦層滑坡；根據始滑位置引起的力學特征進行分類，該滑坡屬于牽引式滑坡；按滑面通過礦層情況分，該滑坡屬于切層滑坡[1,2]。

2.2 滑坡成因分析

（1）地質條件。斜坡由火山碎屑巖組成，發育于礦石內的節理裂隙構造是產生滑坡的地質構造因素，這些節理裂隙不僅破壞了礦物的整體性，而且成為地下水的通道，加速了礦物風化作用，在與微風化礦物接觸部位易形成軟弱結構面，沿此軟弱結構面發生下滑失穩。

（2）地表水條件。滑坡區雨量充沛，年降雨量達1856mm，主要集中在夏季，常出現大暴雨。地表水下滲到基巖面受阻改變水流向，順軟弱帶而下，使礦石面成為滑動面，水即起到潤滑劑作用。

2.3 滑坡穩定性分析評價

（1）滑坡穩定性分析。根據滑坡區所處的地質環境條件分析，滑坡區所處地段為邊坡不穩定區。

（2）滑坡穩定性計算。對整個滑坡體，依據典型的主滑斷面，按勘查結果確定滑移模式，運用極限平衡原理進行計算。

計算方法。本滑坡滑動面形態屬折線形滑動面，滑動穩定系數Fs按地質工程勘查規范中公式規定計算：

式中：FS—穩定系數；θi—第i塊段滑動面與水平面的夾角（°）；Ri—作用于第i塊段的抗滑力（kN/m）；Ni—第i塊段滑動面的法向分力（kN/m）；φi—第i塊段土的內摩擦角（°）；Ci—第i塊段土的粘聚力（kPa）；ψj—第i塊段的剩余下滑動力傳遞至i+1塊段時的傳遞系數（j=i）。

計算剖面的確定。選取滑坡A—A′縱向勘探剖面為計算剖面（見圖2）。

圖2 湖光巖望海樓滑坡A—A′剖面計算圖

計算參數的確定。①滑體土重度：根據對滑體中風化礦物及其風化坡殘積砂質粘性土取樣測試結果，確定滑體風化地質層重度計算取值為：天然狀態重度取18.2kN/m3，飽和狀態重度取20kN/m3。②滑帶土抗剪強度：在滑坡滑帶土中進行取樣測試，滑帶土抗剪強度粘聚力16kPa，內摩擦角25.3°。

（3）滑坡推力的計算。依據《建筑地基基礎設計規范》（GB50007—2002）中公式規定進行計算。當滑動面為折線時，滑坡推力可按下列公式計算：

式中：Fn，Fn-1分別為第n塊、第n-1塊滑體的余下Ψ—滑力（kN/m）；γt—傳遞系數；Gm—滑坡推力安全系數；?n—第n塊滑體沿滑動面土的內摩擦角標準值（°）;Cn—第n塊滑體沿滑動面土的粘聚里標準值（kPa）;Ln—第n塊滑體沿滑動面的長度（m）

（4）滑坡穩定性計算結果評價。計算結果滑坡穩定系數Fs為0.959，處于不穩定狀態，目前處于臨滑狀態。由此說明滑坡在降雨條件下是不穩定的。特別在降暴雨時，極有可能造成整體急速滑動，危害性及危險性極大。

3 結語

本文著重描述了滑坡區工程地質條件，滑坡災害的特征、形成條件、穩定性及設計參數，并采用傳遞系數法對滑坡處于降雨狀況下的穩定性進行計算，計算結果表明滑坡處于不穩定狀態。