某深層順向巖質(zhì)滑坡變形特征及破壞機理研究

蔣白冰，蔣 東，陳德龍，王 恒

（1.重慶市二零八工程勘察設(shè)計院有限公司，重慶 400700；2.重慶中科勘測設(shè)計有限公司，重慶 400700）

1 滑坡概況

研究區(qū)屬構(gòu)造侵蝕剝蝕低山、丘陵斜坡地貌，坡向為25°，坡度20～30°，巖層產(chǎn)狀為35°∠25°，斜坡結(jié)構(gòu)類型為順向坡。斜坡表層主要為耕地和灌木林，繞城路和滬蓉高速東西向貫穿斜坡。區(qū)內(nèi)溝壑發(fā)育，走向近南北向，切割深度較小，呈“V”和“U”字形，多為季節(jié)性流水沖溝。滑坡平面呈“口”字型，縱長約250m，橫寬240m，分布面積約6×104m2，高程位于435～535m。結(jié)合矢量位移和裂縫展布方向，滑坡主滑方向為7°，滑體平均厚度約25m，體積約150×104m3，為大型順層巖質(zhì)不穩(wěn)定斜坡。工程建設(shè)開挖后，潛在不穩(wěn)定區(qū)縱長約390m，橫寬350m，分布面積約13.65×104m2，潛在滑面深度約45m，滑移方量約614.25×104m3。

2 滑坡變形特征

2.1 地表變形特征

研究區(qū)滑體物質(zhì)主要粉質(zhì)黏土夾碎塊石、碎裂狀泥巖、角礫狀泥巖、泥巖和泥質(zhì)灰?guī)r塊體，滑體厚度約20m。滑帶巖性為碎裂狀泥巖、泥化軟弱夾層或泥巖與泥質(zhì)灰?guī)r接觸面。根據(jù)鉆探及深部位移監(jiān)測分析，滑面埋深13～33m。鉆孔揭示多層泥化軟弱夾層及光滑鏡面，部分見輕微擦痕，由淺及深均有分布，滑帶反映清晰。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查分析，滑坡區(qū)變形形跡象主要分布于后緣道路外側(cè)和中部繞城路上，發(fā)育貫通性拉張裂縫（見圖1）。

圖1 滑坡范圍分布圖

2.2 滑坡后緣道路外側(cè)變形跡象

滑坡后緣物流大橋下和路基擋墻外側(cè)出現(xiàn)多條橫向貫通性拉張裂縫，沿道路走向展布，裂縫長20～50m，張開寬度1～40cm不等，可見深度20～200cm，裂縫近垂直向下延伸。

2.3 滑坡中部變形特征

滑坡中部繞城路上發(fā)育順道路走向的拉張裂縫，局部為圈椅狀剪切裂縫，裂縫貫通性好，張開寬度較大，局部微張，并伴有下錯或隆起現(xiàn)象，變形邊界裂縫斷續(xù)與斜坡后緣邊界裂縫貫通。另公路內(nèi)外側(cè)邊坡?lián)鯄Τ霈F(xiàn)了縱向裂縫，張開寬度較大，局部微張。裂縫長8～120m，張開寬度1～25cm，可見深度1～50cm。

2.4 滑坡前部變形特征

滑坡中前部出現(xiàn)多條縱向裂縫，張開寬度較小，延伸距離較小，分布無規(guī)則；高邊坡右后緣截、排水溝內(nèi)出現(xiàn)隆起現(xiàn)象；強變形區(qū)右側(cè)邊界居民房屋內(nèi)主線一條新增裂縫，延伸距離和張開寬度較小。在邊坡馬道上，截、排水溝內(nèi)出現(xiàn)多處縱向斷裂，局部見橫向張裂縫（見圖2）。

圖2 典型變形裂縫

2.5 地表專業(yè)監(jiān)測分析

研究區(qū)滑坡體上共布設(shè)地表位移監(jiān)測點19個，人工裂縫監(jiān)測點6個。滑坡地表位移監(jiān)測點日變形量0.3～2.0mm，累計變化量0.4～139.0mm；地表裂縫日變形量0～1.0mm，累計變化量1.0～85.0mm。

滑坡中后緣主要受前緣工程建設(shè)邊坡開挖卸荷影響控制，形成拉張裂縫。后緣物流大道外側(cè)及繞城路上變形跡象明顯，變形強烈，裂縫分布較多，多為拉張裂縫，伴局部下錯和隆起現(xiàn)象。滑坡處于緩慢持續(xù)變形狀態(tài)。

3 滑坡影響因素

3.1 地形地貌

滑坡區(qū)原始地形為斜坡，斜坡坡向為25°，坡度20～30°，相對高差較大，順坡向沖溝微地貌發(fā)育，將斜坡切割成脊狀地形。另受人類工程活動影響，區(qū)內(nèi)地形呈臺階狀，前緣形成臨空面，為滑坡的剪出創(chuàng)造空間條件。

3.2 地質(zhì)構(gòu)造

滑坡區(qū)向斜北西翼，向斜為一復式向斜，內(nèi)部次級褶皺發(fā)育；北西側(cè)發(fā)育有次級向斜，巖層產(chǎn)狀為35°∠25°，斜坡結(jié)構(gòu)類型為順向坡，受構(gòu)造作用，區(qū)內(nèi)巖體節(jié)理裂隙發(fā)育，地表水及地下水較易入滲和儲存，巖層面遇水軟化力學性質(zhì)降低，易沿巖層面或泥化夾層發(fā)生滑移。

3.3 地層巖性

斜坡淺層主要為碎塊石土、塊石土，其結(jié)構(gòu)松散-中密，滲透性好，大氣降雨和地表水入滲快；下部基巖為巴東組二段泥巖、泥灰?guī)r，受構(gòu)造擠壓作用，斜坡區(qū)內(nèi)泥巖破碎，巖體節(jié)理、劈理、裂隙發(fā)育。鉆探揭示巖芯主要呈塊狀、碎裂狀，有利于地下水的運移及賦存。在泥巖中夾多層軟弱夾層，擦痕多在泥化軟弱夾層、角礫狀泥巖、碎裂狀泥巖、灰白色泥灰?guī)r中，其力學性質(zhì)差，抗剪強度低，具有易滑特性，易于產(chǎn)生滑移。

3.4 地下水作用

滑坡兩側(cè)為微地貌沖溝，地下水沿巖層面和裂隙徑流運移，賦存于碎裂狀泥巖碎塊中，在地勢相對較低的南東側(cè)及前緣地帶匯集。地下水的影響主要表現(xiàn)在兩個方面：一方面，飽水狀態(tài)的泥化夾層或軟弱巖體抗剪強度極低；另一方面，地下水使斜坡巖土體遭受動水壓力作用，下滑力增大，不利于斜坡穩(wěn)定。

3.5 人類工程活動

研究區(qū)人類工程活動強烈，主要表現(xiàn)為滑坡前部工程建設(shè)開挖形成20～40m巖土混合質(zhì)邊坡，邊坡暫未完全支護，邊坡開挖過程中出現(xiàn)險情導致局部抗滑樁北剪斷。邊坡開挖后，前緣形成臨空面，為斜邊坡變形提供空間條件。人類工程活動改變了原始地形地貌形態(tài)及斜坡平衡條件，導致斜坡局部處于臨空狀態(tài)，為斜坡變形失穩(wěn)創(chuàng)造了良好條件。

4 破壞機理分析

研究區(qū)斜坡在構(gòu)造、裂隙和層面作用下，巖體破碎，呈碎裂狀、塊狀，巖塊間夾風化碎屑顆粒及黏土礦物充填，多形成泥化夾層，且多見光滑鏡面或擦痕。巖層呈單斜構(gòu)造，巖層傾向多受陡傾裂隙控制與巖層面相交切割形成順向滑移的空間組合邊界。巖體泥化夾層和軟弱層發(fā)育，浸水軟化后力學性質(zhì)顯著降低，形成斜坡失穩(wěn)的控制邊界。

工程活動頻繁破壞了原有植被及地表排水通道，導致地表水下滲加劇，弱化了巖土體強度，前緣人類工程活動開挖形成良好臨空條件，最終導致碎裂狀巖土體沿軟弱層面發(fā)生滑移-拉裂破壞。

5 結(jié)束語

（1）通過地形地貌學、工程地質(zhì)學、構(gòu)造地質(zhì)學等知識理論分析，滑坡的變形特征主要是地面拉張裂縫、道路下錯拉裂及抗滑樁斷裂等，影響因素包括地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地下水作用及人類工程活動開挖等。（2）滑坡巖體結(jié)構(gòu)破碎，巖土體節(jié)理裂隙發(fā)育，地下水發(fā)育，人類工程活動建設(shè)，不斷加劇滑坡變形。在強降雨等不利工況下滑坡穩(wěn)定性持續(xù)發(fā)生變化，碎裂狀巖體及軟弱夾層抗剪強度會隨時間的增加而明顯降低，最終導致碎裂狀巖土體沿巖層面或軟弱層面發(fā)生滑移-拉裂破壞。