攀枝花仁和區(qū)河底組滑坡特征及穩(wěn)定性初步分析

張杰，曹永貴，計楊，曹亞廷，李鴻波

（中國地質(zhì)調(diào)查局軍民融合地質(zhì)調(diào)查中心，成都 610036）

本文以攀枝花仁和區(qū)河底組滑坡為例，在現(xiàn)場詳細調(diào)查的基礎上，分析滑坡特征及穩(wěn)定性，為下步的災害治理及類似滑坡提供參考資料。

1 滑坡概況

1.1 滑坡地質(zhì)環(huán)境條件

河底組滑坡位于攀枝花市仁和區(qū)大龍?zhí)多l(xiāng)迤資村河底組，距離大龍?zhí)?5 km?；聟^(qū)為低中山區(qū)構(gòu)造剝蝕地貌，溝谷斜坡地形。氣候?qū)倌蟻啛釒Ц蔁岷庸葰夂?，年均氣?0.9℃。多年平均降雨量801.6 mm，降雨主要集中在5～10 月。金沙江為區(qū)域外圍最大地表水體，平均流量1 690 m3/s，多年平均徑流量488×108m3。區(qū)域構(gòu)造上位于川滇南北向構(gòu)造帶中段西側(cè)于滇、藏“歹”字型構(gòu)造復合部位，構(gòu)造十分復雜，褶皺、斷裂發(fā)育。滑坡區(qū)地層由老到新如表1。

表1 滑坡區(qū)地層

區(qū)內(nèi)新構(gòu)造活動強烈，地震時有發(fā)生，地震動峰值加速度0.15 g，地震動反映譜特征周期0.45 s，相應抗震設防烈度為7 度。

1.2 水文地質(zhì)條件

地下水賦存于第四系素填土、第四系殘坡積層和滑坡堆積層，屬孔隙型水。下伏泥巖地層裂隙發(fā)育，層間逐漸形成富水性強但連通性、導水性差的富水軟弱帶，降低斜坡穩(wěn)定性?；潞缶売昙疽娪腥导緹o水，流量0.07 L/s。

納東河于滑坡前緣通過，屬金沙江支流大河水系，發(fā)源于攀枝花市仁和區(qū)大龍?zhí)多l(xiāng)丁龍山，在迤資村箐門口附近匯入金沙江，全長18 km。水量1800 m3/d，雨季流量較大，最高洪水位變幅3 m。

地表水樣簡分析結(jié)果如下（表2、表3）：地下水各種腐蝕性物質(zhì)含量小于評價標準，水質(zhì)較好，對鋼結(jié)構(gòu)有微腐蝕性，對混凝土、鋼筋混凝土有微腐蝕性，工程建筑設計需進行一般防腐。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，場地周圍及場區(qū)不存在制酸、制堿的污染源；通過對周邊土取樣測試，場地土對混凝土結(jié)構(gòu)具有微腐蝕性，對混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋有微腐蝕性。

表2 地下水對混凝土及鋼筋的腐蝕性評價

表3 場地土對混凝土及鋼筋的腐蝕性評價

1.3 滑坡形態(tài)特征

河底組滑后緣以公路為界，前緣以斜坡與水田陡緩交界處為界，兩側(cè)為自然斜坡。呈圈椅狀，前緣寬190 m，后緣寬90 m，主滑段長180m。滑坡前緣高程1 160 m，后緣高程1 195m，高差35m。坡度10°～35°，滑坡方向97°?；w面積2.4×104m2，厚3～11m，屬淺層牽引式滑坡?；w由粉質(zhì)粘土和侏羅系泥巖組成，方量19.20×104m3，屬中型滑坡。工程地質(zhì)平面示意圖如圖1

圖1 河底組滑坡工程地質(zhì)示意圖

1.4 滑坡變形特征

滑坡體面積較大、滑面埋深較淺。于1980～1985 年產(chǎn)生連續(xù)滑動，2015年雨季滑坡右側(cè)70 m公路處產(chǎn)生大面積滑動，導致耕地及公路破壞，公路下陷0.8～2.0 m，近年來雨季滑坡中部及后緣公路水泥路面出現(xiàn)張拉裂縫及民房開裂（圖2）。

圖2 裂縫

1.5 滑坡結(jié)構(gòu)特征

滑體由侏羅系益門組泥巖、粉質(zhì)粘土和少量人工填土組成?；虑熬壿^薄，中后部較厚，表層土體較松散，受滑坡體滑動影響，土體結(jié)構(gòu)受到破壞，含水量高，不利條件作用下易產(chǎn)生滑動。

滑帶沿泥巖層間富水軟弱帶發(fā)育。滑帶坡度6°～10°，鉆探揭露泥巖內(nèi)有擦痕及光滑面。

滑床為侏羅系益門組泥巖，為相對隔水層，有隨深度增加含水量逐漸降低趨勢，巖體強度、完整性升高。

2 滑坡影響因素分析

河底組滑坡發(fā)生影響因素：

（1）地形因素。斜坡坡度10°～35°前后緣高差35 m，為滑坡下滑提供了勢能條件和位移空間。

（2）地質(zhì)條件。斜坡上覆的粉質(zhì)黏土、人工填土及泥巖均為易滑地層。場地內(nèi)泥巖豎向裂隙發(fā)育，經(jīng)過多年的大氣降水及后緣水渠內(nèi)徑流的地表水入滲補給，在層間逐漸形成了富水性強但連通性、導水性差的富水軟弱帶，土體抗剪強度急劇降低，其下臥的完整性較好的泥巖屬于微透水層，地下水下滲后在泥巖內(nèi)形成軟弱帶，對滑坡的穩(wěn)定極為不利。

（3）降雨。大氣降水增大了土體重度，降低了土體抗剪強度指標。暴雨條件下，形成暫時性地表徑流坡表裂縫大量滲入，使得滑體重度增大，土體抗剪強度急劇降低，從而發(fā)生滑動失穩(wěn)，大氣降雨是滑坡形成主要誘發(fā)因素。

（4）人類工程活動?；潞缶売泄反┻^，形成了新的臨空面；平整耕地對斜坡坡腳進行過開挖，牽引上部斜坡不利于斜坡的穩(wěn)定。

3 滑坡演化分析

資料顯示，研究區(qū)在1980～1985 年連續(xù)產(chǎn)生滑坡，滑坡堆積物堵塞前緣河道形成堰塞湖，后潰決。2015 年雨季又發(fā)生滑動。近年來滑坡在雨季時仍在蠕動變形。將河底組滑坡形成演化過程分為4 個階段。

滑坡初發(fā)階段：受持續(xù)降雨及人工活動影響坡體產(chǎn)生滑動，滑坡堆積物堵塞河溝形成小型堰塞湖，滑坡后緣出現(xiàn)多條裂縫（圖3a）。

圖3a 滑坡初發(fā)階段

坡體失穩(wěn)階段：受雨季持續(xù)降雨影響，河溝水位上漲堰塞湖潰決。大量地表水沿裂縫下滲，導致地下水，坡內(nèi)孔隙水壓力及滲流力不斷增強，處于不穩(wěn)定狀態(tài)（圖3b）。

圖3b 坡體失穩(wěn)階段

坡體變形階段：雨水長期作用，在自重的作用下發(fā)生滑移，滑坡中前部滑移后發(fā)生牽引滑動，為滑坡的二次變形階段（圖3c）。

圖3c 坡體變形階段

蠕動變形階段：隨主滑區(qū)滑移，應力狀態(tài)發(fā)生重分布。滑動形成大量裂縫，人工修路建房形成新臨空面，滑后穩(wěn)定的坡體出現(xiàn)蠕動變形（圖3d）。

圖3d 蠕動變形階段

4 穩(wěn)定性分析

對該滑坡進行如下3 種工況分析，[K]為設計安全系數(shù)。

①自重：[K]=1.15；

②自重+暴雨：按滑坡體飽和計算，[K]=1.05；

③自重+地震（7 度）：[K]=1.05；

用簡化畢肖普法（王玉平等，2012；黃剛等，2020）計算。

4.1 計算參數(shù)選取

滑體土重度。滑體由粉質(zhì)粘土和泥巖構(gòu)成，取樣試驗成果，粉質(zhì)粘土天然重度平均值為18.8 kN/m3，結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗綜合確定，滑體土重度值：粉質(zhì)粘土：天然重度18.5 kN/m3，飽和重度19.5 kN/m3；強風化泥巖：天然重度：20.00 kN/m3，飽和重度21.00 kN/m3，中風化泥巖：天然重度：24.00kN/m3，飽和重度25.00 kN/m3。

4.2 計算結(jié)果

采用飽和狀態(tài)穩(wěn)定系數(shù)0.99 對滑帶土的抗剪強度進行反演計算結(jié)果見表4。

表4 抗剪強度計算結(jié)果

滑坡曾經(jīng)發(fā)生過多次蠕滑變形，試驗值采用殘剪指標，通過反演求得抗剪強度指標與室內(nèi)土工試驗的飽和殘剪抗剪強度指標兩者進行對比，相差不大，說明反演穩(wěn)定系數(shù)取值合理，與滑坡現(xiàn)狀穩(wěn)定狀態(tài)基本吻合，綜合確定滑帶土抗剪強度指標見表5。

表5 滑帶土抗剪強度指標

按照上述工況及計算方法進行滑坡穩(wěn)定性和剩余下滑推力計算，計算結(jié)果如表6。

表6 滑坡穩(wěn)定性

據(jù)表6 分析可知：滑坡在工況Ⅰ下處于穩(wěn)定狀態(tài)；在工況Ⅱ下處于不穩(wěn)定狀態(tài)，會產(chǎn)生強變形或失穩(wěn)滑動；在工況Ⅲ下處于極限平衡狀態(tài)。

5 結(jié)論

（1）河底組滑坡存在不利地形條件及地質(zhì)條件人類工程活動降低滑坡穩(wěn)定性，持續(xù)降雨是滑坡失穩(wěn)變形誘發(fā)因素。

（2）水質(zhì)及場地土對混凝土結(jié)構(gòu)具微腐蝕性。工程建筑設計時需進行一般防腐。

（3）滑坡面積較大，滑動面埋深較淺，近年來雨季仍變形。

（4）滑坡演化歷史過程分為4 個階段。

（5）簡化畢肖普法得到滑坡天然工況穩(wěn)定系數(shù)1.252，處于穩(wěn)定狀態(tài)；暴雨工況下穩(wěn)定系數(shù)0.98，處于不穩(wěn)定狀態(tài)；地震（7 度）工況下穩(wěn)定系數(shù)為1.048，處于極限平衡狀態(tài)。可為后續(xù)防治工作提供參考。