安岳縣鎮子鎮天臺村6組蔣家灣滑坡特征、形成機制及穩定性分析

曾強，朱國寶，陳思堯，楊劍紅，劉虹強

（四川省地質礦產勘查開發局區域地質調查隊，四川成都 610213）

安岳縣地處四川盆地中部，地貌類型以丘陵為主，最大降雨基本集中在每年7月和8月，降雨入滲帶來的地下水活動是引發地質災害的主要因素。天臺村6組蔣家灣滑坡就屬于典型的地表水下滲，使得巖體與第四系浮土接觸界面（滑面）失穩，加之滑坡前緣長期處于臨空狀態，從而改變了坡體應力狀態，破壞了原有力學平衡，最終在連續強降雨后發生滑坡跡象。

1 滑坡特征

蔣家灣滑坡位于安岳縣西南部鎮子鎮天臺村6組蔣家灣，地理中心點坐標為北緯29°58′39.74″、東經105°13′22.19″，交通較方便，經鄉村道路與省道S206相連，距離約1km，距安岳縣城區約24km。

圖1 蔣家灣滑坡全貌

根據現場調查，該地質災害為一淺層土質牽引式新滑坡，滑坡體特征如下：

該滑坡體位于勘查區中部，滑坡面積約0.007km2，占勘查區范圍53.85%，滑坡方向約295°，坡度5°～20°，平均坡度約10°左右。滑坡前緣以陡坎坡腳邊沿水溝與牛蛙養殖池接觸處為界，滑坡后緣邊界總體走向大致與民房公路平行或微角度相交，平面形態呈半圓形，總體剖面形態呈階狀，見圖1。

滑坡體內共見3個陡坎，由下至上分布為2處天然陡坎及1處人工開墾田地陡坎，滑坡總體地勢特征為前緣陡，中后部平緩，滑坡后緣及滑坡內部地表層多發育拉伸張性裂隙，后緣頂部邊界裂縫于民房貫穿，裂縫寬度可達0.4m（圖2），且可見3-5條明顯的多級次級裂縫逐級下挫，滑坡后緣南東側裂縫穿過水泥硬化地面及磚混結構房屋。滑坡體北東側邊界裂縫下挫明顯形成陡坎，下挫距離可達0.4m（圖3）。該滑坡體南東側邊界裂縫相對北東側邊界裂縫，規模明顯偏小，總體呈數條小型裂縫不間斷連續分布，總體形態呈一走向近280°的微彎曲曲線，滑坡體變形形跡大部分均為當地村民田地二次耕作原因掩蓋，未見裂隙下挫的形態特征。

滑坡寬度約72m，縱坡向水平最大距離約50m，總面積約3600m2，滑坡體土體厚度5.60m～6.20m，平均厚度約為5.9m，該滑坡體體積約2.12萬m3，屬小型淺表層牽引式土質滑坡。滑坡主要由殘坡積堆積體組成。

圖2 H1滑坡后緣拉伸裂縫照片

圖3 H1滑坡形成的陡坎照片

2 滑坡結構特征

圖4 滑坡結構特征剖面圖

滑坡規模較小，位于遂寧組地層之上，為牽引式淺層土質新滑坡。滑坡外側及滑坡滑帶下部均為區域上大片分布的紫紅色薄層狀泥巖、粉砂巖，產狀較穩定，傾角較緩，約1°～5°，小型交錯狀裂隙較發育，滑坡結構特征見圖4。

滑體：鉆探揭露滑體厚度為5.60m～6.20m，滑坡平均厚度約5.9m。鉆井揭露滑塌體特征，指示該滑坡體在縱向上表現為前、后緣厚度較薄，中部較厚；在橫向上表現為兩側厚度較薄，中部較厚；滑體物質主要由粘土、砂質粘土夾少量碎石等組成。

滑帶：根據鉆探揭露及地質調繪結果分析，滑坡后緣及左側緣變形明顯，滑坡體邊部界線內側呈明顯的下挫及拉伸變形特征，4個鉆孔所揭露巖芯均可見較為清晰的滑帶土特征。滑坡滑面主體為第四系殘坡積物與下伏遂寧組基巖的接觸面，整體呈現滑體厚度北東薄-南西厚的特征。

3 滑坡體變形特征

根據野外調查訪問，由于人類工程活動（即滑坡體前緣左側人類開挖儲水池及蓄水池回填），滑坡體于2018年5月開始出現變形。坡體前后緣均先后出現小型微角度相交的裂隙，并伴有局部小型土體滑塌現象。受強降雨因素，滑坡變形加劇，滑坡體后緣邊界外側房屋后排水溝排水不暢等多方因素共同作用，形成新滑坡體。滑坡體后緣邊界裂縫穿過民房，裂縫寬度可達0.4m，并見明顯的近平行狀排列的次級裂縫逐級下挫，滑坡體產生滑移后，當地村民自發進行了一定程度的裂縫修補及人工填充，一定程度遏制了滑坡的進一步變形及滑移，暫未發生進一步明顯變形跡象，整體處于穩定-基本穩定狀態。

經調查發現，滑坡體前緣北東側部位隨著內側土應力的釋放、雨水軟化、坡腳溝水的浸潤沖刷等多重作用下，致使坡體中前部出現一處次級滑塌體，位于滑坡體前緣中部及北西部位，其寬度約為15m，長度約45m，厚約4m～4.5m的次級滑動，滑動后該次級滑塌體后緣形成明顯的拉張裂縫及下挫現象，次級滑塌體拉張裂縫寬約5cm～10cm，多形成1cm～2cm的近平行狀小型次級裂隙，后緣邊界裂縫內側滑坡體向下滑移下挫形成一陡坎，下挫距離約1m～2m，土體下挫后后緣邊界下方形成一寬約5m～10m的緩坡平臺。

根據野外實地勘查，結合鉆孔、槽探工程以及巖樣、土樣的取樣測試成果，確定該滑坡僅存在一個剪出口。

4 巖層物理力學參數

勘查區基底巖層為侏羅系遂寧組紫紅色薄層狀泥巖、砂質泥巖夾紫紅色薄-中層狀砂質泥巖、泥質粉砂巖及少量淺灰綠色長石石英砂巖。本次勘查在鉆孔共取7組中風化巖石樣進行了室內物理力學性質試驗，巖石試驗結果見表1。

5 滑坡形成機制

天臺村6組蔣家灣滑坡主要誘因為連續強降雨，次要原因為人類工程活動開挖蓄水池及人為切放坡。開墾田地形成的0.6m～1.5m的陡坡，陡坡內側為鄉村水泥公路，陡坡外側未做任何支護措施，陡坡坡度近于直立，滑坡原始地形總體坡度約10°，但滑坡內分布2處天然陡坎及1處公路外側人工陡坎，為滑坡的剪出形成了良好的臨空面，利于內側土應力釋放；同時，滑體物質成分主要為碎石土，結構較松散，自身穩定性較差，利于降雨及地表水下滲。2018年7月雨季，由于強降雨的誘發作用，下滲地表水改變了土體物質成分或結構，致使土體強度降低，后緣裂隙中靜水壓力作用，穩定性進一步降低，公路內側邊坡開始變形，首先在坡腳形成塑性壓縮區，剪應力集中，前部向臨空方向發生推移剪出。其次后部形成下錯拉裂縫，裂縫貫通后，降雨導致土體抗剪強度急速降低，最終導致局部失穩。

6 滑坡穩定性評價

本滑坡主要為松散堆積體沿粉質、砂質粘土與下伏基底侏羅系遂寧組紫紅色泥巖、砂質泥巖接觸面滑動的土質滑坡。根據勘探剖面，滑面近似折線，因此本次穩定性計算按照《滑坡防治工程設計與施工技術規范》（DZ/T0219-2006）和《巖土工程勘察規范》（GB50021-2001）2009版的有關規定，采用傳遞系數法對滑坡進行穩定性評價和推理計算，剩余下滑力計算按傳遞系數法。

傳遞系數法的計算公式如下：

表1 天臺村6組蔣家灣滑坡巖石試驗成果統計表

式中：Kf穩定性系數；Wi：第i計算條塊的重量（kN/m）；αi：第i條塊內聚力（kPa）；φi：第i條塊內摩擦角（°）；Li：第i條塊滑面長度（m）；αi：第i條塊滑面傾角（°）；βi：第i條塊地下水流向（°）；A：地震加速度（重力加速度g）；ψi：第i塊段的剩余下滑力傳遞至第i+1塊段時的傳遞系數（j=i）；RDi：第i條塊地下水滲透壓力產生的垂直滑面分力（kN/m）；TDi：第i條塊地下水滲透壓力產生的平行滑面分力（kN/m）；γw：水的容重（kN/m3）；γU：孔隙壓力比。

剩余下滑力計算公式：

其中：Ei～1：第i-1條塊的剩余下滑力(KN/m)，作用于分界面的中點；αi：第i條塊所在滑面傾角(°)；k：滑坡推力安全系數，本次計算分別取值k=1.10、1.05、1.02，分別對應天然、暴雨和天然+地震3種工況。

表2 潛在滑帶土抗剪強度參數綜合取值表

C、φ值選取：滑坡穩定性評價與計算中選取的巖土物理力學參數合理與否有很大關系，特別是滑帶土體的抗剪強度參數C、φ取值。本次考慮滑坡體物質結構、各種試驗條件及方法的局限性，結合經驗綜合確定了本次滑坡的穩定性和推力計算中潛在滑帶土的抗剪強度參數取值表，見表2。

根據蔣家灣滑坡穩定性計算成果，表明該滑坡目前在天然工況下處于穩定狀態，地震工況下處于基本狀態，在暴雨工況下處于欠穩定狀態。

7 結論及建議

①蔣家灣滑坡為第四系殘坡積土體沿與下伏侏羅系遂寧組紫紅色泥巖、砂巖接觸面向下滑動的小型牽引式土質滑坡。滑體物質成分主要為含碎石粉質黏土，結構較松散，自身穩定性較差，利于降雨及地表水下滲，下滲地表水在滑面富集、運移，致使滑帶土強度降低，不利于斜坡的穩定。同時受人類工程活動在滑坡體前緣北西側部位開挖蓄水池、魚塘，形成4m～5m的陡坡，且并未對陡坡采取相應的加固措施，存在較大的隱患，使前緣降低斜坡抗滑力，后緣增加斜坡下滑力，為地質災害的形成提供了良好的外界誘發條件。

②蔣家灣滑坡總體剖面形態呈階狀，滑坡體內共見3個陡坎，由下至上分布為2處天然陡坎及1處人工開墾田地陡坎，滑坡總體地勢特征為前緣陡，中后部平緩，滑坡后緣及滑坡內部地表層多發育拉伸張性裂隙。滑坡寬度約最大約72m，縱坡向水平最大距離約50m，總面積約3600m2，滑坡體土體厚度5.60m～6.20m，平均厚度約為5.9m，滑坡體體積約2.12萬m3，屬小型淺表層牽引式土質滑坡。

③蔣家灣滑坡目前處于穩定階段，但滑坡后緣及中部裂縫較為發育，前緣臨空界面依然存在，在降雨匯集下，仍可能發生變形滑動。經本次穩定性評價得知：在天然工況下趨于穩定狀態，地震工況下處于基本狀態，在強降雨或持續降雨等不利條件作用下趨于欠穩定狀態，暴雨工況下更易失穩。

④在持續降雨的作用下，蔣家灣滑坡將會由天然條件下的穩定狀態向欠穩定狀態轉變，直接可能影響當地居民的生命財產安全。因此，建議對蔣家灣滑坡采取“抗滑樁+既有排水溝硬化（局部為新挖排水溝）+裂縫充填”地質災害工程治理。