河水位驟降條件下某滑坡穩定性分析

韋 瑋，彭 波

（核工業西南勘察設計研究院有限公司，四川 成都 610061）

2020 年8 月19 日，受長江5 號洪水、嘉陵江2號洪水過境影響，臨近某事務中心管理用房的洞梁河水位驟升近15 m，大部分填方土體被淹沒浸泡。洪水于8 月20 日退去，水位在一天之內又驟降至原水位線。此時，管理用房后側填方土體出現拉裂變形，隨著時間的推移，進一步發展為填方邊坡滑塌。邊坡滑塌災害靠近管理用房和監測站，災害的發生與發展威脅在此辦公工作人員的生命安全；其次，填方地基下埋設有高壓電纜，邊坡滑塌危及電纜及燃氣管道的正常使用，存在較大的安全隱患。因此，對該邊坡開展穩定性評價，并及時采取治理措施，尤為重要。

1 工程地質條件概況

1.1 地形地貌

滑坡區場地地形總體呈南高北低，原始為溝谷地形，所處位置屬川東平行嶺谷區，以構造剝蝕淺丘地貌為主。地貌類型受地層巖性、地質構造控制明顯，砂巖發育位置地勢相對較高、地面起伏較大，以條狀山脊、陡坡地形為主。滑坡場地位于洞梁河南西側，原始地貌為寬緩河谷岸坡。現已回填形成場平邊坡，坡度約45°。最高點位于滑坡區東南側，高程為192.75 m；最低點位于場地北側洞梁河，高程為174.20 m，高差達18.55 m。

1.2 地質構造及地震

場區位于銅鑼峽背斜北西翼，巖層呈單斜狀產出，基巖出露主要為侏羅系中統沙溪廟組（J2s）泥巖、砂巖，巖層產狀為298°～310°∠43°～46°，優勢產狀308°∠46°，層面結合較差，多為鈣質、鐵質充填，局部為泥質充填，屬硬性結構面。巖層傾向與主滑方向交角約47°～72°，為切向相交，巖層傾角較大。地震基本烈度為Ⅵ度。

1.3 地層巖性

工程區分布第四系全新統人工填土（Q4m1），沖洪積土（Q4a1+p1）粉質黏土，基巖為侏羅系中統沙溪廟組（J2s）泥巖。地層特征分述如下。

素填土：雜色，稍濕，松散～稍密，主要由混凝土塊和砂巖、泥巖塊碎石組成；塊碎石粒徑一般為5~42 mm，地表可見最大約80 mm，約占52%，其間充填黏土，主要為平場時回填所成，回填時間約5 a，主要分布于場地大部地表，厚度0.0～20.70 m。該層為滑體的主要組成部分。

粉質黏土：灰黃色、灰褐色，可塑狀～硬塑狀，干強度中等，韌性中等，無搖振反應，切面稍有光澤。約含10%～20%泥巖碎石，粒徑10～25 mm，不規則狀，手折可斷。該層主要部分位于填土之下與基巖面之上，為河流岸坡沖洪積形成，厚度0.0～8.7 m。

強風化泥巖：紫紅色，原巖結構構造已部分破壞，巖芯多呈碎塊狀夾土狀。該層層厚約1.5～4.0 m。

中風化泥巖：紫紅色，泥質結構，中～厚層狀構造，主要由黏土礦物等組成，局部砂質條帶或團塊，鈣、泥質膠結。巖芯多呈短柱狀，節長一般13～370 mm。該層厚度大。

1.4 水文地質條件

滑坡場地地形總體呈南高、北低，為一斜坡地形。地形坡角較陡，一般29°～43°，該地形有利于地表及地下水排泄。勘察區地表水主要為坡體下部、場地北側的洞梁河。滑坡地下水按其賦存特征及水理性質可分為松散巖類孔隙水和碎屑巖類裂隙水兩類。地下水主要接受大氣降雨補給，一部分降雨順坡面徑流排泄，一部分從巖、土體裂縫（隙）下滲順裂隙向斜坡低洼處排泄。

2 滑坡基本特征

2.1 滑坡邊界、規模、形態特征

滑坡總體平面形態呈座椅狀。滑坡前緣剪出口位于斜坡下部臨近洞梁河；滑坡前、后緣相對高差約13.50 m；滑坡邊緣以西側擋墻為界，東側以基巖露頭為界。滑坡主滑方向20°，滑坡寬約31 m，縱向長約165 m，面積約5.1×103m2，滑體平均厚度約5.0 m，體積約2.6×104m3，為淺層中型土質滑坡。

2.2 滑坡的物質結構特征

滑體土由含碎石粉質黏土及素填土組成，滑面位于土體內部及巖土界面，滑床為強風化泥巖。滑坡由后緣向前緣逐級推動，各滑面不斷延伸、貫通，后緣及中部沿土體內部形成圓弧滑動，受地層分布影響前緣形成沿巖土界面或粉質黏土內部的折線型滑動。

2.3 滑坡變形特征

現階段滑坡變形主要表現為一系列地表裂縫及局部滑塌變形，裂縫連續呈弧形，最長約14.70 m，最寬約7 cm，裂縫最大可見深度達40 cm（見圖1）。最大沉降高差約為6 cm；滑坡上部管理用房為框架結構，基礎形式為樁基礎，勘察期間，房屋內暫時未見變形開裂跡象。

3 滑坡穩定性影響因素及形成機理分析

該滑坡形成主要是以下幾種因素綜合作用的結果。

（1）人類工程活動：區域原始地形坡角3°～33°，場地回填加載前處于穩定狀態。管理用房后側邊坡回填加載破壞了原斜坡巖土體的整體穩定性，是滑坡形成的主要因素，它為滑坡的形成提供了物質基礎，為下滑力的形成提供動力源泉，圖2為滑坡工程地質剖面圖。

（2）地層巖性：滑坡分布地層主要為素填土及含碎石粉質黏土，強度較低，在重力及地下水作用下易沿人工填土交界面產生軟弱面，從而沿軟弱面產生蠕動變形。

（3）水的影響：據調查，滑坡變形始于2020 年8 月19 日，受長江5 號洪水、嘉陵江2 號洪水過境影響，臨近事務中心的洞梁河水位驟升近15 m，而后洪峰退去，水位在一天之內又驟降至原有水位線。原填方土體在水位驟升驟降情況下，地下水迅速向外滲流形成動水壓力，帶走土體細小顆粒，導致土體物理力學性質降低，增加填方坡體下滑力，造成坡體垮塌。其次，土體受雨水浸泡，物理力學性質降低，導致坡體穩定系數迅速降低，進而誘發滑坡。另外，原填方坡面未見護坡設施，雨水易由坡面浸入坡體，在長期軟化作用下降低土體強度形成滑帶（面），造成下滑力增大，抗滑力減小，對滑坡的最后形成起到了促進作用。

綜上所述，滑坡區不利的地形地貌和巖土體是形成滑坡的內在因素，而河水的驟升驟降造成滑坡區地下水流場的變化是滑坡穩定性變化的誘發因素。

4 滑坡穩定性計算與分析

4.1 計算模型與計算方法

選取典型剖面進行穩定性分析，采用不平衡推力傳遞系數法進行穩定性計算。

4.2 計算參數

計算所用物理力學參數根據室內試驗值、相同地區類似滑坡的工程地質類比及參數反演綜合確定，具體取值如表1所示。

表1 主要物理力學計算參數Table 1 Main physical and mechanical calculation parameters

4.3 計算工況

根據滑坡變形及工程特點，采用以下兩種工況進行計算：

工況1：自重+河水位（枯水期）+天然狀態，安全系數1.20。

工況2：自重+河水位由189.5 m 驟降至174.2 m，安全系數1.05，所用時間1 d，河水位下降速度為V=15.3 m/d，汛期大水后水位發生驟降。

4.4 計算結果

選用工況1 和工況2 對典型剖面進行計算，計算結果如表2所示。

表2 典型剖面計算結果Table 2 Calculation results of typical section

計算結果表明，該滑坡在天然工況下為欠穩定狀態，在水位驟降條件下為不穩定狀態，計算結果和實際情況基本一致。

5 結論

（1）該滑坡為牽引式淺層中型土質滑坡，穩定性分析計算表明其穩定性較差，在河水位驟降下局部已產生滑動變形，是典型的河水位下降引起的滑坡。

（2）滑坡巖土體為素填土及含碎石粉質黏土，強度較低，在重力及地下水作用下易沿人工填土交界面產生軟弱面，從而沿軟弱面產生蠕動變形。

（3）河水位驟降，影響坡體地下水浸潤線，改變巖土體非飽和區，巖土體力學參數降低；受動水壓力作用，滑坡變形失穩。