田木村九組滑坡穩定性分析與治理

鄧亮明, 唐林波, 李云青, 李明領

(湖南省有色地質勘查局一總隊,湖南 郴州 423000)

1 前言

2002年至今，田木村九組后山邊坡出現多次、多處滑動，形成三處滑體，分別為H1(北部崩滑體)，H2(中部滑體)、H3(南部滑體，已治理)，滑坡發生后，當地政府委托了技術單位進行了兩次勘查，并進行了工程治理。本文對規模最大的滑體H2穩定性進行計算分析，并提出了治理工程措施。

2 滑坡特征及危害性

2.1 滑坡特征

位于坡體中部，滑坡總體平面形態呈圈椅型，臨空面出現多處滑動，前緣呈不規則折線，總體呈內凹形，沿粉質黏土、含礫粉質黏土與碎石土或基巖的界面剪出。滑坡分布高程270～295 m，相對高差25 m。滑體長29～49 m，平均長37 m，寬110 m，平均厚3 m，體積約12 210 m3，為小型牽引式滑坡。該滑坡后緣主要形成兩組拉張裂縫(f3、f4)，f3位于滑坡左側、后緣，為滑坡后緣拉張裂縫，連通性好，呈不規則弧形，長度達93.5 m，寬0.4～1 m。該組裂縫致使坡體失穩滑動，后緣形成多級臺坎，下錯深度1.2～2.6 m，該組裂縫存在變形加劇趨勢。f4位于滑坡后緣，目前已封填，僅在地表形成后緣壁，壁高0.3～0.8 m，傾角約60°，總體方位近南北向。滑體主要物質為粉質黏土；滑帶主要為基巖與土層接觸帶的含礫粉質黏土，厚度一般在0.18～0.35 m；滑床主要為碎石土[1]。

2.2 危害性

滑坡主要造成2棟主體房屋及部分附屬建筑損壞，直接經濟損失約11萬元，災情為小型。滑坡威脅村民18戶109人、房屋19棟，潛在經濟損失約810萬元，險情為中型。

3 滑坡穩定性分析

3.1 形成機制分析

(1)穩定性影響因素。影響該滑坡穩定的因素主要有地形地貌，地層巖性、大氣降水、建房切坡。

區內為丘陵地貌，相對高差63.13 m，斜坡呈上緩中陡下緩態勢，總體坡度20°～40°，坡面多呈臺階狀，該類地形有利于滑坡的形成。滑坡區土層為第四系粉質黏土、含礫石粉質黏土及碎石土，為滑坡提供了物質來源，上部為具有一定擾動的粉質黏土、含礫粉質黏土，土質松散，滲透系數較大，下部為稍密碎石土，為相對隔水層，地下水在土層界面形成軟弱帶，創造了滑坡條件。

大氣降水是滑坡形成的直接誘發因素，滑坡形成的2002、2009、2016年，均處于持續強降雨過程，雨水順坡滲入表土中，使第四系孔隙水突增，在人工斜坡坡腳出露，形成貫通的流水通道，軟化了土體，在巖土接觸帶形成軟弱面，加上土體受雨水浸潤，自重增大，降低土層力學性能，從而導致坡上土體下滑。

建房切坡：村民沿坡坡腳開挖土體建房，對坡腳擾動破壞，形成陡坎，成為應力集中區，常發生小崩滑，從而形成滑坡前緣剪出口。

(2)滑坡變形形成機制分析。滑坡地處斜坡中下部，坡面地形較陡，滑體物質成分主要為第四系粉質黏土、含礫粉質黏土，滑床為稍密碎石土，其上部土質松散，滲透系數較大，下部土體相對隔水。在雨季，大氣降水沿坡體內部裂隙滲入地下，巖土體滲透系數逐漸減小，當無法繼續向下滲時，將沿巖土接觸帶滲透，軟化滑動面，使得滑帶土抗剪強度降低，當滑體與滑床之間的附著阻力不足以抗拒其下滑力時，就產生滑移[2]。

(3)破壞模式分析。從滑坡變形特征及成因機制與影響因素分析，該滑坡幾次變形為牽引式破壞，表現為前緣臨空面先發生滑移，后方滑塊失去支撐后再次形成滑移，滑坡規模逐步后退式往后緣發展擴大，并形成后緣多級臺坎地形。

3.2 滑坡參數選取

(1)試驗分析。根據勘探工程采樣試驗分析，滑坡試驗結果統計詳細見表1。

表1 田木村九組滑坡巖土體物理力學性質指標統計表

續表1

巖土編號統計項目統計個數最大值最小值平均值標準差變異系數修整系數標準值含礫粉質黏土(滑帶土)壓縮系數a0.1～0.2/(MPa)-190.50.50.50.010.021.010.48壓縮模量Es0.1～0.2/MPa93.73.43.60.100.031.023.64快剪C/kPa917.716.416.90.460.031.0217.14Φ/(°)913.410.511.80.870.071.0512.38飽和剪C/kPa912.610.811.90.580.051.0312.24Φ/(°)912.610.811.40.590.051.0311.77弱風化泥灰巖飽和抗壓強度/MPa1218.811.714.82.060.141.0715.89

(2)反演分析。根據《滑坡防治工程勘查規范》(GB/T 32864—2016)規定，采用的反演分析計算公式如下：

黏聚力：

內摩擦角：

式中：F為滑坡的穩定性系數；L為滑動面長度(m)；C為滑動面上巖土體的黏結強度標準值(kPa)；Φ為滑帶土的內摩擦角標準值(°)；αi為各滑面與水平面的交角(°)；Wi為第i塊滑體的重量。

選定7-7′剖面(圖1)天然狀態下，進行反演分析。根據剖面所處天然狀態，判定其穩定性為基本-欠穩定狀態，假定7-7′剖面穩定系數F=1.05，以C值為變量求得Φ值，反演結果表2。

表2 7-7′剖面滑帶土抗剪強度參數反演計算表

(3)參數選取。根據室內巖土試驗數據，結合反演分析結果、工程類比及參考地區經驗綜合確定得出各參數，作為本次穩定性系數計算的適用值。綜合選取參數如表3。

表3 滑體容重及滑帶土力學參數取值表

3.3 穩定性計算

(1)計算剖面。根據現場勘查，采用的計算剖面如下(圖1、圖2)：

(2)計算工況。計算工況為工況一：自重+地震，抗滑動安全系數1.25；工況二：自重+地下水+暴雨+地震，抗滑動安全系數1.08。設計降雨強度79.4 mm/h，暴雨設計重現期(N)為20年，校核重現期為50年。

圖1 7-7′計算剖面

圖2 8-8′計算剖面

(3)計算方法。按照《滑坡防治工程勘查規范》(GB/T 32846—2016)，采用傳遞系數法進行計算穩定性計算。

(4)計算結果。根據以上計算剖面及計算公式，其計算結果如下：

表4 滑坡穩定計算結果統計表

經過勘查及穩定性計算結果，根據對滑坡變形特征、穩定性影響因素及破壞模式分析，自然條件下滑坡處于基本-欠穩定狀態；在暴雨、地震等作用下，處于不穩定狀態，因此綜合評價本滑坡為不穩定。

4 治理工程

根據滑坡穩定性計算及現場施工條件等，采取工程治理措施為：以抗滑樁為主體支護工程，輔以樁間板，適度削方放坡并綠化，完善截排水系統。

5 結束語

經過調查，田木村九組滑坡規模為小型牽引式土質滑坡，災情為小型，險情為中型。該滑坡天然狀態下處于基本-不穩定狀態，暴雨工況下處于不穩定狀態，因此綜合評價本滑坡不穩定。若不進行工程治理，強降雨會誘發滑坡加速滑動。

目前，治理工程已完成，效果較好，未出現變形跡象。