楠木井滑坡特征分析及穩(wěn)定性評價

熊揚福 吳娟娟

摘要：根據(jù)楠木井滑坡的地質勘測資料，闡述了楠木井滑坡形態(tài)特征、物質的組成以及結構特征的相關內(nèi)容，分析楠木井滑坡形成的機理，預測該滑坡在降雨、蓄水作用下變形趨勢。

Abstract： According to the geological survey data of Nanmujing landslide， the morphological characteristics， composition and structural features of the Nanmujing landslide were described and the formation mechanism was analyzed. Based on the analysis， the trend of deformation was predicted under the action of rainfall and water storage.

關鍵詞：滑坡;變形;形成機理;穩(wěn)定性

Key words： landslide;deformation;formation mechanism;stability

中圖分類號：P642.22 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2019）15-0158-03

0 ?引言

三峽庫區(qū)地質災害種類多、數(shù)量大，對庫區(qū)的人民群主的生命和財產(chǎn)造成重大威脅。在三峽庫區(qū)里，據(jù)統(tǒng)計有滑坡3864處，是最主要的地質災害類型[1]。庫區(qū)已有眾多滑坡被學者深入研究并進行了總結，如千將坪滑坡[2-5]、涼水井滑坡[6-7]、白家包滑坡[8-9]、八字門滑坡[10-13]等。本文通過野外相關調查，分析了楠木井滑坡的特征，在此基礎上對其形成機理進行探討并評價了其穩(wěn)定性。

1 ?滑坡特征

楠木井滑坡位于興山縣高陽鎮(zhèn)昭君村1組，位于香溪河的白沙河段左岸，其中次級楠木井滑坡為二期地質災害專業(yè)監(jiān)測預警點。

1.1 滑坡空間形態(tài)及邊界特征

楠木井滑坡后緣高程450m，寬300～500m，前緣高程在160m左右，寬950m，縱向長750m，其面積47.1×104m2，體積達1884×104m3。滑坡全貌見圖1。

滑體東西兩側存在兩個次級滑坡，即為楠木井次級滑坡和昭君宅次級滑坡。此兩次級滑體部份地勢上相對低洼，與滑體的主體部分即煙燈坪～倉坪一帶有較顯著的差別。由地貌特征顯示，楠木井滑坡西至昭君宅，東至楠木井，北至煙燈坪以北，南至白沙河，為一較典型的滑坡體。楠木井滑坡是滑體的主體部分，前緣高程160m，在后緣地段，高程360～380m為一平臺，380m以上為一斜坡，地面坡度25°～30°，高程270～360m，為一斜坡，地面坡度25°左右，高程240～270m為一平臺。前緣地段，高程240m以下為較陡的斜坡，地面坡度30～35°。楠木井次級滑坡，后緣高程380m，寬150～250m，具圈椅狀地貌形態(tài)。前緣寬450m，相對高差220m，縱向長700m，面積20×104m2。此滑體總體上呈較均一的斜坡，平均地面坡度15°左右，局部因再次滑動，地面上呈緩坡甚至平臺;昭君宅次級滑坡，后緣高程375m，寬100m左右，呈圈椅狀地貌。前緣寬230m，相對高差約120m，縱向長550m，面積6.5×104m2。此滑體的微地貌形態(tài)，與前者又有所不同，是兩緩坡或平臺與兩較陡斜坡相間的臺階狀。后緣地段，高程350～375m為一緩坡，地面坡度15°左右;中部高程300～350m，地面坡度30°左右，高程265～300m為一平臺（王昭君紀念館所地在）;高程265m以下呈坡度35°～40°的較陡斜坡。

1.2 滑坡物質組成及結構特征

1.2.1 滑體

楠木井滑坡因兩側曾發(fā)生過再次滑動，其結構上與主體部分存在一定的差異。滑體的主體部分大致在高程275m即倉坪以上至后緣，組成物質為較均一的灰?guī)r塊石夾碎石土，厚約40～50m，表層局部有膠結，多開墾為耕地;高程200～270m之間，為反傾已滑破碎巖體，為紫紅色粉砂質泥巖夾砂巖，厚30～40m，巖層傾向NE30～45°，傾角45°左右;高程200以下為反傾的灰黃色及砂色砂巖夾炭質頁巖與頁巖，厚10～20m，巖層產(chǎn)狀與上覆巖體基本一致。

楠木井次級滑體，組成物質在高程250m即楠木井以上為灰?guī)r碎塊石土，結構較松散，碎塊石含量約占40%左右，塊石直徑一般20～80cm，個別粒徑達2～5m，巖性以灰色～灰白色灰?guī)r為主。以下至前緣均為紫紅色～灰黃色含碎石粉質粘土層，碎塊石含量10%～20%，碎塊石成分以粉砂質泥巖為主，估計厚30～40m左右。昭君宅次級滑體，在高程275以上為灰?guī)r塊石夾碎石土，厚一般為30m左右;在王昭君紀念館一帶厚約57m;高程230m以下主要為紫紅色粉砂質泥巖與粉細砂巖碎塊石土，厚一般30～40m。

1.2.2 滑帶

在昭君宅一帶滑體存在兩級滑面，一個為淺層滑面，滑面以上的物質以碎石土為主。另一個為深層滑面，位于反傾破碎巖體與其下的正常巖體之間。滑帶土物質組成為褐紅色含碎石粉質粘土，受擠壓碾磨，有明顯擠壓揉皺及擦痕現(xiàn)象，結構較密實細膩。粉質粘土呈硬可塑狀態(tài)，切面有光澤。碎石巖性為紫紅色泥巖，粒徑1～3cm，含量約10%～15%，略有磨圓，見擦痕磨光面。

1.2.3 滑床

楠木井滑坡體的滑床基本上是以軟巖為主的三疊系巴東組地層和沙鎮(zhèn)溪組地層和侏羅系香溪組地層。巴東組地層大致分布在高程280m以上，以下為沙鎮(zhèn)溪組地層和香溪組地層，巖層傾向230°～240°，巖層傾角從后緣至前緣由陡傾（65°～80°）逐步變緩至40°左右，屬于高傾角順向坡。滑坡工程地質平面圖見圖2，剖面圖見圖3。

1.3 滑坡變形特征

昭君村滑坡在早期因軟弱的陡傾層狀巖體，在重力作用逐漸彎曲，最終沿一貫穿性的斷裂面形成規(guī)模較大的滑坡體。之后整個滑坡逐步解體，首先在東側形成次級的楠木井滑坡體，并逐步達到穩(wěn)定狀態(tài)。而西側的昭君宅滑坡體則在最后形成，但該滑體從微地貌形態(tài)和近期的變形跡象分析，尚未達到較穩(wěn)定的狀態(tài)。楠木井滑坡近期變形破壞就發(fā)生在較陡斜坡與緩坡或平臺相連接的地段。

在滑體的主體部份后緣靠西側邊界附近，2003年7月7天大雨后在煙燈坪后山腳出現(xiàn)長約200m寬10cm的地裂縫，造成一處村民住房嚴重拉裂破壞，而被迫搬家，至今仍可在房屋和地面見到拉裂變形的跡象。

而楠木井滑坡的變形現(xiàn)象則較為明顯，對地面建筑物已造成不同程度的破壞。主要表現(xiàn)在位于滑坡體上的王昭君紀念館均有不同程度的拉裂變形破壞。經(jīng)對詳細調查訪問，王昭君紀念館有明顯的拉張裂縫共有77條。這些裂縫長一般10m左右，最大者可達30余米，拉張的寬度一般1～5cm，最大可達10cm左右。因受紀念館建筑物結構體的制約拉裂縫主要呈南北向和東近向延伸，其次是北東向和北西向。

在昭君紀念館平臺臨近陡坡的邊緣區(qū)附近，建筑物嚴重拉裂破壞，其中在平臺邊緣的外走廊尤為突出，其柱、梁多斷裂、破損，成為危險建筑曾一度封閉禁止游人通過。此外，這一區(qū)內(nèi)的地面普遍拉裂變形，使其梯道、護欄、墻壁多處拉張歪斜，甚至斷裂。

昭君宅滑坡中的變形破壞跡象，早在1996年就已發(fā)現(xiàn)，之后不斷發(fā)展，在2001年至2002年最為顯著，建筑物的破壞也最為嚴重，至今還仍在變形。并且從1996年開始紀念館每年花費大量經(jīng)費對建筑物與地面變形破壞進行修補。另據(jù)訪問，該滑坡體后緣斜坡，即煙燈坪的西北側斜坡，原是一平順的平臺，大約在19世紀曾產(chǎn)生過一次規(guī)模較大的滑移，而形成現(xiàn)有的圈椅狀凹槽地貌特征。

楠木井滑體近期變形跡象不明顯，現(xiàn)處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，而西側的昭君宅滑坡體，長期以來都有變形現(xiàn)象出現(xiàn)，尤其是近期，變形位移顯著，并有加劇的趨勢。

2 ?滑坡穩(wěn)定性分析及預測

2.1 滑坡成因機制分析

從地質環(huán)境上看，昭君村滑體恰好處在秭歸構造盆地的東北部邊緣陡傾巖層出露的斜坡地段，由于巖層總體傾南西，則該斜坡屬于陡傾巖層組成的順向坡。

滑體所在的斜坡原有構造形式，是陡傾且軟硬程度相差較大的兩種巖體構成的單斜構造。斜坡的北側為堅硬的為嘉陵江組厚層灰?guī)r形成高達200m以上的陡坡，南側即滑坡所在的地段為以軟巖為主的三疊系中上統(tǒng)巴東組、沙鎮(zhèn)溪組和侏羅系下部的香溪組中厚層至薄層狀地層。此類軟弱的層狀巖體，加之巖層陡傾，易于產(chǎn)生重力彎曲，之后隨著河流下切斜坡坡度變陡，硬巖則形成高陡的斜坡，其破壞型式主要巖塊的剝落，而中厚層薄層狀的陡傾軟弱巖層，在斜坡變陡和剝落塊石的不斷加厚的條件下，則產(chǎn)生向臨空面方向的重力彎曲，當軟弱巖體彎曲強度超過其抗拉強度，往往在重力彎曲的軸部形成平形軸面的斷裂，之后受剪力作用逐步貫通，最后形成一條通穿整個斜坡并傾向坡外、傾角中等的斷裂面，并由此斷裂面成為底滑面，導致上覆傾倒巖體的滑動。

該滑坡的這種形成機制，除興山高陽一帶之外，在清江流域類似于此坡體結構的招徠河地區(qū)和長江周邊的秭歸周坪地區(qū)普遍可見。

由此，昭君村滑體形成的內(nèi)在因素，是此斜坡存在的以軟巖為主的陡傾層狀巖體，也是從高陽鎮(zhèn)～昭君村～白沙河一線多個巨大型滑坡形成的物質基礎與條件。此外，白沙河的不斷下切，加之惡劣的自然條件如暴雨頻繁發(fā)生，使整斜坡的浸蝕、剝蝕加劇以及坡體上大量開墾種植、建筑等人類工程活動的增強則是滑坡形成乃至后期不斷變形破壞的重要原因。

2.2 滑坡影響因素分析

2.2.1 降雨的作用

滑坡區(qū)位于鄂西暴雨中心北部邊緣地帶，潮濕多雨，氣候溫暖。有資料顯示，該地區(qū)年降雨量介于615.4～1357.0mm之間，全年降雨量多集中在4～10月，高達88%，降雨峰值在6～10月，因此，地質災害多發(fā)生在6～10月，并且這些月份也容易發(fā)生楠木井滑坡體局部變形位移。因而地表水的入滲是楠木井滑坡體變形滑移的主要誘發(fā)因素。從降水方面分析，影響滑坡穩(wěn)定性的原因主要包括：一是滲入地表水后，滑坡體的地下水位會升高，此時動水壓力和孔隙水壓力會增大，從而降低了導致滑坡體內(nèi)有效應力;二是水的浮托力不僅會增加水平推力，還會降低滑坡體的自重應力;三是由于水對巖土的軟化和水解，滑動面的c、φ值會被降低。

2.2.2 蓄水的作用

從蓄水方面分析，影響楠木井滑坡穩(wěn)定性的原因主要包括：

①水庫蓄水后，水位上升，地下水梯度變緩，減小了滲流壓力，不利于滑坡穩(wěn)定;并且滑坡中掉落的巖土體被水淹沒，一段時間后其強度會降低，再加上浮托力增加的影響，滑坡穩(wěn)定性必然受到不利影響;

②水庫運行時，庫水位會呈周期性的漲落，范圍在175m～145m之間，動水壓力十分不利于滑坡穩(wěn)定構成;

③滑體岸坡在庫水的侵蝕作用下可能出現(xiàn)庫岸再造，一旦發(fā)生岸坡崩塌，由此造成的臨空面會讓原本就危險的楠木井滑坡發(fā)生整體失穩(wěn)。

按照本次滑坡的分類，楠木井滑坡應屬于動水壓力型+降雨型滑坡，滑坡復活的主要誘發(fā)因素是庫水位下降及暴雨作用。

3 ?滑坡穩(wěn)定性評價

三峽水庫蓄水及正常運行水庫均會對楠木井滑坡的穩(wěn)定性造成影響，具體體現(xiàn)在以下三個方面：①水庫蓄水后，水位上升，地下水梯度變緩，減小了滲流壓力，不利于滑坡穩(wěn)定;并且滑坡中掉落的巖土體被水淹沒，一段時間后其強度會降低，再加上浮托力增加的影響，滑坡穩(wěn)定性必然受到不利影響;②水庫運行時，庫水位會呈周期性的漲落，范圍在175m～145m之間，動水壓力十分不利于滑坡穩(wěn)定構成;③滑體岸坡在庫水的侵蝕作用下可能出現(xiàn)庫岸再造，一旦發(fā)生岸坡崩塌，由此造成的臨空面會讓原本就危險的楠木井滑坡發(fā)生整體失穩(wěn)。

經(jīng)實地調查和分析，楠木井滑坡目前基本穩(wěn)定，尚沒有整體變形滑動跡象，在正常工況條件下，還不會發(fā)生整體失穩(wěn)破壞。但在特殊工況下，特別是在暴雨和三峽水庫蓄水運行漲落等因素影響下，有可能產(chǎn)生整體失穩(wěn)。因此，該滑坡未來趨于潛在不穩(wěn)定狀態(tài)。

4 ?結論

①楠木井滑體近期變形跡象不明顯，現(xiàn)處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，而西側的昭君宅滑坡體近期變形位移顯著，并有加劇的趨勢。

②昭君村滑體形成的內(nèi)在因素，是此斜坡存在的以軟巖為主的陡傾層狀巖體，而白沙河的不斷下切、暴雨及人類工程活動滑坡形成乃至后期不斷變形破壞的重要原因。

③楠木井滑坡應屬于動水壓力型+降雨型滑坡，庫水位下降及暴雨作用是滑坡復活的主要誘發(fā)因素。

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