巖質順層滑坡變形破壞特征與成因機制初步研究
——以貞豐縣長田鎮金葉滑坡為例

尹努尋，侯林洋，陳鳳雨，江庭陽曄

貴州省地礦局地球物理地球化學勘查院，貴州 貴陽 550018

1 引言

巖質順層滑坡在貴州乃至西南山區是一種非常常見的滑坡，發展在貴州境內典型的巖質順層滑坡六枝特區平寨鎮楊家寨滑坡、盤縣嘿社滑坡、松桃自治縣甘龍滑坡、興義市馬嶺鎮龍井村9組滑坡等等。本文選取的貞豐縣長田鎮金葉滑坡，雖然在規模上為小型滑坡，但也屬于典型的巖質順層滑坡。

2 地質環境背景條件

2.1 地形地貌

滑坡原始地貌表現為一斜坡地貌，坡頂高程1305m，坡底為建筑坪地，高程1268m，相對高差37m，地形坡度較為平緩，坡度在10°～20°之間。由于當地村民修建房屋，對原始山體進行破壞，造成滑坡前緣形成一段長約120m，高約11m，角度近似垂直的人工巖質順向邊坡。坡底南側30m處為縣道648。

2.2 地層巖性

研究區出露地層主要為三疊系下統嘉陵江組（T1-2 j）：為灰色薄至中厚層泥質白云巖夾淺黃色薄層粘土巖。泥質白云巖屬較硬巖，粘土巖平均厚度約10cm，工程物理性質較差，屬極軟巖，為滑坡的滑動面。

2.3 構造

研究區位于揚子陸塊南盤江-右江前陸盆地，白泥田向斜北東側約1.9km，中場背斜南西側。區域內發育多條近北東向的斷層，其中F1斷層，為逆斷層，傾向95°，傾角約85°，水平斷距8～15m，粘土夾礫石充填，該斷層將原始坡體切割，形成了滑坡變形體的西側邊界（圖1）。

巖層以單斜產出，巖層產狀為185 ∠16°。

圖1 滑坡區構造綱要圖

節理Ⅰ：走向245°，近垂直，節理面光滑平直，泥質充填。平均間距約2.0m，張開度約0.2m，可見深度1.0m，結構面結合程度很差。

節理Ⅱ：走向135°，近垂直，節理面平直光滑，泥質充填。平均間距約1.5m，張開度約1.0m，可見深度0.8m，結構面結合程度很差。

圖2 節理發育圖

3 滑坡基本特征

3.1 滑坡邊界及規模特征

研究滑坡發生于2019年4月19日18時30分，位于貞豐縣長田鎮金葉社區，地理坐標為東經105°35′03″，北緯25°35′27″。滑坡體主滑方向185°，總體平面形態為舌形，縱長50.0m，橫寬54.0m，高7.0m，滑坡面積約2700m2，方量1.9×104m3。F1斷層及X節理，將坡體切割，形成了滑坡體的周界。滑坡沿層面從前緣人工邊坡臨空面剪出口滑出。屬小型淺層巖質順向滑坡。滑坡發生時造成1戶住房垮塌，648縣道阻斷約150m，所幸未造成人員傷亡。

3.2 滑坡變形破壞特征

滑坡發生后，后緣形成的下錯坎高度4m，拉陷槽寬度13m、整體滑動距離約17m。左側拉陷槽寬5～8m，右側拉陷槽寬7～10m。滑坡體摧毀坡前房屋抵達場地平面后受阻，形成坡前堆積體。（圖3）

圖3 滑坡正射影像圖

3.3 滑坡物質組合特征

根據現場調查，滑體及滑床均為三疊系下統嘉陵江組薄至中層狀泥質白云巖，屬較硬巖。滑動面為粘土巖夾層，屬軟巖，力學性質差，在水的浸泡及沖刷下各項力學指標將急劇下降［1-3］。

4 形成影響因素及變形破壞成因機制分析

4.1 形成影響因素

根據貞豐縣長田鎮金葉滑坡的形成特征，分析其影響因素，歸納為內生控制因素與外在誘發因素。

4.1.1 內生控制因素

地形地貌：滑坡所處區域屬于低山侵蝕～溶蝕地貌，斜坡原始地形較緩，地形坡度10～30°，具備了一定的匯水面積。

整個求解過程：先對所有邊界節點壓力賦予邊界條件，任取全部內節點的壓力值作為第一次近似值然后逐行沿著油膜起始邊到終止邊計算內節點，凹槽內節點油壓以供油壓力Ps作為近似值。所有內節點計算完后可得到比上一次精確些的油壓分布這樣經過ξ次迭代后可得到精度較高的油壓分布從而終止迭代過程。

地層巖性：滑體由三疊系下統嘉陵江組薄至中層狀泥質白云巖，滑體自重為滑坡滑動的主要動力。滑帶物質為薄層粘土巖，具有一定粘性，遇水易軟化（圖4）。滑床物質為三疊系下統嘉陵江組的中風化泥質白云巖，具有很強的隔水性［4-5］。

圖4 滑動面粘土

斷層：F1逆斷層將山體切割，滑坡體位于斷層上盤，受斷層影響，上盤產狀發生局部皺曲，向斷層一側傾斜。斷層破碎帶為粘土夾角礫巖，具有一定的透水性，提供了雨水滲入通道。

節理裂隙：受區域構造影響產生的一對X節理，結合程度差，具有一定的貫通性，提供了雨水通往滑面軟弱層的通道。

4.1.2 外在誘發因素

降雨：根據貞豐縣連續三年降雨量數據，4月份平均降雨量為80mm，為3月份平均降雨量的4-5倍。降雨量的陡增，且持續時間較長，增加了滑動面的飽和度，使其抗剪強度驟降。

人類工程：對斜坡有直接影響的人類工程活動，主要表現為工程切坡。滑坡前緣平場過程中對該斜坡進行切坡，形成一高約11m，近垂直的臨空面未及時采取支護措施。滑坡失穩前，現場正在進行巖體破碎工程，產生高頻震動，造成滑帶局部液化失穩［6］。

4.2 變形破壞機制分析

通過對滑后堆積坡體調查，其整體完整性較好，坡體主要部分未出現拉裂現象，結合滑坡的變形演化力學分析，該滑坡變形破壞機制模式可以歸結為“蠕滑-剪斷”模式，破壞方式表現為推移式。經過對滑坡的特征及其運動過程分析，可將該滑坡的變形演化過程分為四個主要階段：

Ⅰ期，為滑坡幾何條件形成期，斷層及節理裂隙的發育，使得原始坡體受到破壞，具備了一定的幾何條件，地層巖性組合，使其具備了滑坡的空間組合。該時期滑坡通常處于穩定～基本穩定狀態，滑面粘土巖具有一定的抗剪強度能夠提供足夠的抗滑力，滑坡體未發生形變。

Ⅱ期，持續強降雨，整體蠕滑期。經過了秋冬干旱季節，進入汛期后，雨量陡增，節理裂隙雖有一定的貫通性，可以排放部分水量，但降雨量的增加遠大于排放量，使得雨水不斷的進入巖體深處，在滑面處匯集。滑面粘土巖的抗剪強度降低，且受到裂隙中水壓力的影響，抗滑力減小，下滑力增大，滑坡處于欠穩定狀態。雨水在滑坡中后部滑面處形成一定的貫通，使滑體與滑床出現部分脫空，滑坡前緣滑面最低處便形成了“鎖固段”［x］，該時期滑坡的抗滑力主要由鎖固段提供［7-8］。

Ⅲ期，鎖固段失穩，整體移動。受構造局部揉皺作用，在斷層F1與剪出口相交處形成滑面最低處，進入滑面的雨水沿滑面向鎖固段滲流匯集，進一步降低鎖固段滑面黏土巖的力學性質。且受到現場施工震動破碎影響，使得處于蠕滑期的滑面產生液化現象，滑體整體失穩。

Ⅳ期，在經過Ⅲ期后，滑體脫離滑床，迅速移動，推毀了坡前民房，滑體前緣抵達坪地后潰散堆積。

5 結論

通過對貞豐縣長田鎮金葉滑坡的詳細調查，分析滑坡特征，并探討了滑坡的力學變化成因機制，得到了以下初步認識：

（1）對滑坡的成因進行了分析，歸納了其內生控制因素，即地形地貌、地層巖性、斷層、節理裂隙；外在誘發因素：降雨、人類工程。

（2）內生控制因素孕育了滑坡及幾何特征條件，降雨及人類工程活動則直接誘發了滑坡災害。

（3）滑坡的變形演化過程主要分為四個主要階段，其變形破壞機制模式為“蠕滑-剪斷”模式，破壞方式為推移式。

（4）在貞豐縣北部，大面積出露軟硬相間地層，且受白泥田向斜、中場背斜及區域斷層影響，存在許多與本次研究對象形成條件相近的斜坡。在后續的滑坡治理工作中，可參考本文提出的成因機制，采取經濟有效的支護方式。