降雨對邊坡穩定性的影響分析

魏 巍

（貴州省地質礦產勘查開發局一一二地質大隊，貴州 安順 561000）

某滑坡位于水庫管理處辦公樓及其前緣臨水庫圈椅形地段，以蠕滑變形為主，其長約120 m，寬約150 m，平均厚約6 m，滑坡體總體積約為10.8 萬m3， 滑動方向為東北向42°，主要為第四系殘坡積黏土，夾江洞溝組砂巖、砂質泥巖和泥巖強風化物。本文以該滑坡為例，分析降雨對邊坡穩定性的影響。

1 滑坡基本特征

1.1 滑坡概況

滑坡區平面形態近似月牙形，整體地形西南高，東北低，滑坡兩翼高，中部低。邊坡總長約265 m，寬平均約215 m；滑坡變形區域縱坡長約120 m，橫寬平均約150 m，平均厚度約6.0 m，主滑方向為東北向42°，滑坡體總體積約為10.8 萬m3，其規模為中型，屬殘坡積物及強風化巖沿巖層傾向滑移的順層滑坡，如圖1 所示。

圖1 滑坡基本形態特征衛星圖片

1.2 滑坡體工程地質特征

地表出露及勘探（鉆探、槽探）調查成果表明，滑坡與不穩定斜坡滑體物質上部為人工填土，呈灰褐色；主要成分為強風化泥質粉砂巖；碎石呈碎塊狀、菱角狀；碎石粒徑介于2 ～4 cm，最大粒徑為 8 cm；碎石含量為51%；結構松散。下伏為粉質黏土，呈黃褐色，可塑至硬塑以黏粒及粉粒為主，含少量高嶺土。

2 滑坡影響因素

2.1 地形地貌

勘查區地處珠江流域北盤江水系與長江流域烏江水系寬緩分水嶺地區向黔南中低山丘陵盆地過渡的斜坡地帶。區內地貌類型主要是以溶蝕為主形成的峰叢谷地和溶丘洼地以及以侵蝕-構造作用為主形成的弱切割中山（切割深度小于500 m），屬巖溶溶蝕、侵蝕中低山地貌。區內地勢北高南低，山峰谷地彼此相連，海拔介于1 100 ～1 500 m，相對高差為400 m，大部分地區海拔介于1 150 ～1 300 m。

2.2 地質因素

2.2.1 地層巖性

區域內出露地層主要為三疊系中統江洞溝組、青巖組、下統永寧鎮組，其次是第四系零星分布，巖性為碳酸巖與碎屑巖相間分布。

2.2.2 地質構造

區域上屬揚子準地臺黔北臺隆遵義斷拱貴陽復雜構造變形區。區內斷裂構造不甚發育，受區內褶皺影響，只在西、北、東和東南面發育有斷裂，但規模均較小。主要的構造形跡是沿東北向分布的一系列排列軸近南北的斜列褶皺帶，軸向呈東北25°～40°，包括新場背斜、馬頭寨向斜和豬場壩向斜等。由于評估區斷裂不發育，庫區地層受構造影響較小，巖層產狀相對穩定，傾角較緩，一般介于20°～30°。

2.3 水文、氣象因素

勘查區屬亞熱帶季風濕潤氣候區，根據安順氣象站資料統計分析，多年平均氣溫為14 ℃，最冷月（1月）平均氣溫為4.1 ℃，最熱月（7月）平均氣溫為21.9 ℃，極端最高氣溫為34.3 ℃，極端最低氣溫為-7.6 ℃，年平均最高氣溫大于30 ℃的日數有 4.6 d，日最低氣溫小于0 ℃的日數有23.4 d，平均氣壓為860 hPa，年平均降雨日數（日降雨大于 0.1 mm）為193.1 d，降雨大于5 mm 的日數有60.1 d，暴雨日（日暴雨量大于50 mm）有3.8 d，最大一日暴雨量為193.1 mm。

勘查區屬珠江流域西江水系，河流為北盤江打幫河支流王二河的左支流。滑坡隱患點北部約130 m為新場河，河流發源于安順市南部的木山堡桂家院，發源處高程為1 332 m，總體由東北向西南流動，于龍宮天池下游500 m 的三岔河與油菜河匯合后注入王二河，匯入高程為1 127 m。

2.4 人類工程活動影響

勘查區內有水庫及附屬設施建設、進壩公路修建等人類工程，因此，人類工程活動比較強烈。

3 降雨對滑坡的影響機制分析

3.1 模型建立

該滑坡體為第四系殘坡積物，下伏基巖為中風化泥質粉砂巖，土巖分界面上存在一層厚度約0.5 cm的軟弱泥層。由于進場道路的修筑，施工單位對原有的自然邊坡坡腳進行了開挖，卻降低了上部坡體的抗滑能力。受強降雨的影響，大氣降水滲入軟弱夾層，降低軟弱結構面的物理力學強度，同時強降雨致使水庫水位抬升，壓力增大，地下水入滲軟化巖土體，降低巖土體的力學參數，使滑體的重度增加[1-2]。綜合以上不利因素，邊坡產生沿基巖面向下的蠕滑變形。

根據雨水入滲規律，設定邊界條件為：滑坡表面根據不同的降雨工況給定不同的流量邊界；模型兩側在穩態分析中為常水頭邊界，水頭大小由鉆孔內實測水位確定，瞬態分析中僅左側設為常水頭邊界；底部基巖為不透水邊界。

3.2 計算結果

在本次勘查中，取滑體粉質黏土樣，開展抗剪試驗、飽和單軸抗壓試驗及常規試驗，其間主要考慮9 項物理力學性質指標[3-5]，如表1 所示。

表1 滑體粉質黏土樣的物理力學性質指標

3.3 機制分析

研究區特有的地形地貌、地質是滑坡發生的內在因素，持續降雨和人類工程活動是誘發滑坡的外在因素[6-7]。

3.3.1 內在因素

研究區屬侵蝕、溶蝕低中山溝谷地貌，山體總體展布方向為東北—西南向，山體高大，山頂多呈圓頂狀。海拔一般介于1 149.2 ～1 330.0 m，相對高差約為180.8 m，山體地形較陡，坡度一般為30°～60°。區內斷裂不發育，滑坡體西部發育有一條東北—西南向展布的背斜，區內巖層為單斜巖層，巖層產狀為74°∠24°，巖層傾向與斜坡坡向基本相同，為順向坡。

3.3.2 外在因素

外因主要包括降雨和人類工程活動?？辈閰^內有水庫及附屬設施建設、進壩公路修建等人類工程，人類工程活動比較強烈。勘查區地質環境復雜，不良地質現象多樣，主要有滑坡、滑塌及水庫蓄水時庫岸侵蝕引起的局部垮塌。

4 結論

經詳細勘查，水庫管理處辦公樓區域滑坡平面形態近似月牙形，滑坡變形區縱坡長約120 m，橫寬平均約150 m，平均厚度約6.0 m，主滑方向為東北向42°，體積約為10.8 萬m3，其規模為中型，屬推移式順層滑坡?；泼鏋橐粚雍穸燃s0.5 cm 的軟弱泥質夾層，滑體物質為人工填土及強風化泥質粉砂巖，含少量高嶺土，下伏基巖為中風化泥質粉砂巖。水庫管理處辦公樓完工后，滑坡上段已經出現沉降及張拉裂隙，之后，在強降雨及水庫蓄水動水位的影響下，坡體抗滑能力顯著降低，從而產生裂縫增大的蠕滑變形現象。