某地滑坡地質災害發育特征及穩定性分析

吉 海

（貴州地礦地質工程勘察有限公司，貴州畢節 551700）

1 概述

該滑坡的邊界均由明顯的變形破壞跡象控制，后緣因滑坡變形造成路面、房屋開裂，路面開裂下挫最大高度約0.2m 左右；滑坡左側緣由剪切裂縫L8 控制，且存在天然沖溝，常年有水，調查期間屬于枯水季節，流量約0.1L/s，據了解，雨季時，流量更大；右側緣未發現較大的剪切裂縫，僅發現剪切裂縫L13，后緣由連續的多條張拉裂縫L1、L2、L3、L4、L5等控制（各裂縫位置詳見勘查工作布置平面圖）；滑坡中部由張拉裂縫L7 控制，裂縫寬度0.2~0.3m，向西北下錯高度30cm，可見深度0.2m；前緣因滑體整體剪出發生連續垮塌破壞，出現冒水現象，滑坡體內地下水豐富，由于長期地下水作用，形成沼澤地。

2 滑坡發育特征

滑坡區域地形坡度15°左右，滑坡左側緣為天然沖溝，右側緣為垂直巖石陡坎，平面上呈“馬蹄”狀，橫寬平均180m，縱長190m，主滑方向275°，滑體物質主要為第四系粉質粘土，平均厚度5.8m 左右，體積19.8×104m3，為中型土質滑坡。

3 巖土體特征

3.1 滑體

根據工程地質鉆探揭露及鉆孔聲波測試情況，滑體土為第四系殘坡積層，物質成份主要為粉質粘土，厚3.7~7.8m，平均厚度5.8m，褐黃—褐灰色，密實，呈硬塑至可塑狀，滑體土在鉆工施工過程中，鉆機呈現“整體鉆進平穩，略有抖動”的特征。通過室內試驗得知，滑體天然重度19.7kN/m3，飽和重度20.1kN/m3。

3.2 滑面（帶）

（1）滑面類型。勘查期間，根據走訪調查，在滑坡范圍內，本次勘查主要通過以下4個判據判斷滑動面為折線型巖土接觸界線：①工程地質鉆探、鉆孔聲波測試揭露情況顯示，土層中未發現軟塑狀粉質粘土，巖層中也未發現軟弱夾層；巖土接觸界面存在一定厚度的富水帶，是土體連續受到侵蝕、軟化的軟弱帶；②滑坡左前緣的斜坡上，發現冒水現象，結合ZK3 號揭露情況，推出冒水處標高為ZK3 的巖土交界面附近；③鉆孔施工過程中，孔內均無漏水點；④根據地質調查，滑坡點為順向坡，巖層產狀306°∠18°。

（2）滑帶土物質成份。根據現場調查，在左側緣及其附近發現滑帶土和被剪切出的滑帶土，滑帶土物質成份主要為褐黃色軟塑狀粉質粘土，含水量極高，近乎飽和，手搓易起條，碎石含量約50%，厚度在0.1~0.3m范圍內。

3.3 滑床

滑床為侏羅系中下統自流井組砂質泥巖（J1-2z）地層，巖性主要為紫紅—灰白色，泥質結構，層狀構造，中厚層狀，裂隙較發育，巖體較破碎，巖芯多呈碎塊狀、短柱狀，局部為柱狀、長柱狀，區域厚度66~122m以上。

3.4 變形破壞特征

2020 年7 月9 日，受連續強降雨的影響，小屯溝村六組發生滑坡，導致民房、公路、路堤墻、土體變形開裂；受降雨及地形的影響，滑坡目前仍處于蠕動變形階段，滑坡變形持續加劇，滑坡主要變形特征分述如下：

滑坡后緣：滑坡后緣為X709 縣道和民房，目前因滑坡變形形成后緣滑坡區域內的房屋開裂及地表出現L1、L2、L 3、L 4、L 5、L22 等條狀張拉裂縫；房屋裂縫長度約5~20m，開裂寬度約5~20cm；地面條狀裂縫總體走向41°，延伸長度最大約90m，裂縫寬度5~30cm，裂縫兩側地表相對下錯高度在8~30cm范圍內，整體向西側下錯，最大裂縫可見深度約60cm。裂縫基本與滑坡后緣平行，與主滑方向垂直。

滑坡側緣：滑坡左側緣因滑體整體下滑均形成明顯條狀剪切裂縫，裂縫L8走向約260°，延伸長度30m左右，裂縫寬度約5cm，裂縫兩側地表相對下挫高度在5cm左右，整體向北側下錯，裂縫從滑坡中部延伸至滑坡前緣。滑坡右側緣未發現剪切裂縫，右側為推測邊界。

滑坡前緣：在1-1′、2-2′工程地質剖面所示區域由于滑坡前緣地勢開闊，滑坡已整體下滑在前緣形成高度1~2m 的陡坎，長度約40m，坡度在70°以上，且陡坎底部見冒水現象，冒水點標高在1451.80m左右，根據對鉆孔ZK3 地下水位的觀測，其地下水位標高在冒水點標高附近，因為長期冒水，滑坡前緣寬闊地帶已形成沼澤地，陡坎底部即為滑坡整體剪出口。

滑坡區：在滑坡中發現擋土墻開裂、圍墻開裂及少量條狀張拉裂縫，分別為L7、L9、L10、L15、L16、L17、L18、L19等裂縫，張拉裂縫總體走向41°，基本與主滑方向垂直，延伸長度在為7~30m 之間，寬度裂縫在0.5~2.0m 之間，可見深度約5~30cm，裂縫兩側地表相對下錯高度在3~60cm范圍內，整體向西側下錯。

由于地下水差異滲透作用，滑坡中上部產生鼓脹裂縫L12和L6，造成房屋地面隆起，且趙祖軍和李存先房屋內出現多條鼓脹裂縫，出現鼓脹裂縫的原因主要是因為裂縫前面土體較厚，對裂縫后面的滑體產生阻抗作用，導致裂縫后緣滑體從土層較薄位置剪出，從而在剪出口附近出現鼓脹裂縫。

4 地質災害成因分析

經過現場調查并綜合分析，影響該滑坡形成及變形發展的因素主要包括以下幾點。

4.1 地形地貌

滑坡所處位置為東—南向侵蝕斜坡地段，地形坡度15°左右，巖層產狀306°∠18°，為順向坡，斜坡表層土體易順巖層滑動形成地質災害；除此之外，滑坡區域處于較低洼處，滑坡區域不僅第四系殘坡積土厚度相對較大，且有利于地表水、地下水匯集，為滑坡地質災害的形成提供了必要的物源及水源條件。

4.2 建筑荷載

滑坡中上部為居民集中區，房屋較多，導致斜坡增加了較大的荷載，為斜坡的滑動，提供了動力條件，再結合地形地貌，斜坡前緣較平緩，無臨空面，從而形成了推移式滑坡。

4.3 巖土體組合

勘查區斜坡表層為第四系殘坡積粉質粘土，透水性差、賦水性好，下伏基巖為侏羅系中下統自流井組砂質泥巖滑床，以中風化為主，滑床結構相對致密且透水性差，即整個斜坡地段巖土體呈“上軟下硬、上松下密”的組合關系。而且，因第四系殘坡積土及下伏基巖的透水性、賦水性差異，地表水滲入地下后在巖土界面匯集形成富水帶，有利于巖土接觸界線附近的巖土體侵蝕軟化，有利于滑坡地質災害的形成及發展。

4.4 大氣降雨

滑坡所在位置屬于中亞熱帶濕潤季風氣候區域，大氣降雨豐富，降雨主要集中在6~9 月。滑坡不僅受場地地表水和地下水的影響，還受縣道、高速公路遠端補給的地表水和地形較高處地下水的影響；降雨時，因道路排水系統不暢，將遠處的地表水沿著公路帶入到滑坡后緣居民生活區，由于地形地貌原因，地表水在后緣受到一定的阻隔后，地表水逐漸滲入滑坡體內，從而導致斜坡在此處附近滑動；降雨時，地形較高處地表水滲入地下形成地下水，場地為順向坡，地下水沿巖層面逐漸滲透到場地內。多處雨水和地下水滲入地下一是增加了斜坡表層土體重度，二是地下水對巖土接觸界線以上的土體有侵蝕、軟化的作用，尤其是在沿巖土界線以上一定厚度范圍內形成軟弱面、富水面，特別是形成連續地下水位及滲透壓力時，極易使斜坡表層結構松散的第四系殘坡積土沿巖土界線發生滑動變形。

綜上所述，該滑坡的形成及發展主要受地形地貌、建筑荷載、降雨、不利巖土組合等自然因素控制，屬于自然地質災害。

5 穩定性計算及評價

5.1 計算工況及設防安全系數

該滑坡地質災害防治工程等級為二級，因此根據《滑坡防治設計規范》（GB/T 38509-2020）6.2.3 節和表5，選擇穩定性計算工況及相應防治工程設防安全系數如下：

工況1（設計）：基本組合，即自重+地下水+附加荷載，設防安全系數1.25，模擬環境為“滑體部分飽和”。

工況2（校核）：特殊組合，自重+地下水+附加荷載+滑體大部分飽水，設防安全系數1.20，模擬環境為“滑體大部分飽和”。

5.2 計算方法

本次計算主剖面為1-1′、2-2′、3-3′，本次滑坡為折線型滑面，滑動面穩定性計算方法為不平衡推力傳遞系數法，計算模型（圖1）及公式如下：

圖l 折線滑坡滑坡穩定性計算模型

式中：Pn——第n條塊單位寬度剩余下滑力，kN/m；

Pi——第i計算條塊與第i+1計算條塊單位寬度剩余下滑力，kN/m，當Pi＜0（i＜n）時取Pi=0；

Ti——第i計算條塊單位寬度重力及其它外力引起的下滑力，kN/m；

Ri——第i計算條塊單位寬度重力及其它外力引起的抗滑力，kN/m；

ψi-1——第i-1 計算條塊對第i計算條塊的傳遞系數；

Fs——邊坡（滑坡）穩定性系數；

Ci——第i計算條塊滑面粘聚力，kPa；

φi——第i計算條塊滑面內摩擦角，（°）；

li——第i計算條塊長度，m；

θi——第i計算條塊滑面傾角，（°），滑面傾向與滑動方向相同時取正值，相反時取負值；

Ui——第i計算條塊滑面單位寬度總水壓力，kN/m；

Gi——第i計算條塊單位寬度自重，kN/m；

Gbi——第i計算條塊單位寬度豎向附加荷載，kN/m，方向指向下方時取正，方向向下時取負值；

Qi——第i計算條塊單位寬度水平荷載，kN/m，方向指向坡外時取正值，指向坡內時取負值。

5.3 穩定性分析與評價

根據前文確定的穩定性計算方法、公式及參數等，對滑坡穩定性進行計算，計算剖面為1-1′、2-2′和3-3′剖面，根據《滑坡防治工程勘查規范》（GB 3284-2016）表7 滑坡穩定性判定標準（詳見表1）對滑坡穩定狀態進行劃分，滑坡整體穩定性計算及評價結果詳見表2，滑坡樁前穩定性計算及評價結果詳見表3。

表1 穩定狀態劃分標準

表2 滑坡整體穩定性計算及評價

表3 滑坡樁前穩定性計算及評價

結合表1、表2、表3，對滑坡整體穩定性和樁前穩定性進行如下評價：

（1）工況1條件下，滑坡整體處于基本穩定狀態。

（2）工況2 條件下，1-1′和2-2′剖面處于不穩定狀態，3-3′剖面處于基本穩定狀態。

（3）工況1條件下，樁前滑體處于穩定狀態。

（4）工況2條件下，樁前滑體處于基本穩定狀態。

該滑坡目前處于蠕動變形階段，整體變形劇烈，后緣形成連續張拉裂縫且裂縫寬度不斷加大，左前緣地段已發生剪出破壞，定性分析該滑坡目前處于臨界穩定狀態。雖然滑坡匯水面積小，但遠端補給來源豐富，水量大，滑坡區域匯水條件較好，結合自動化監測數據曲線分析，降雨為滑坡啟動的決定性因素。且滑坡后緣、中部出現張拉裂縫，有利于地表水的滲入，加劇滑坡變形，滑坡前緣大部分位置臨空條件較好，該滑坡加劇變形甚至整體失穩下滑的可能性極大。

6 結論

勘查區內斜坡已發生蠕動滑動，該滑坡分為Ⅰ區和Ⅱ區，滑體物質成份為第四系殘坡積土，滑體體積19.8×104m3，屬于屬于中型土質滑坡，威脅當地居民42戶149人的生命財產安全，危害等級及防治工程等級為二級。本次滑坡滑動面類型為折線型巖土接觸界線，發生折線滑動。

該滑坡屬于降雨控制型，即雨量大時，滑坡變形就大；雨量小時，變形就小；不下雨時，滑坡處于緩變狀態；降雨對滑坡的啟動起到決定性的作用。

經綜合分析，滑坡發生時處于基本穩定狀態，目前氣象屬于少雨季節，滑坡處于緩變階段；該地質災害屬于自然因素主導影響誘發加劇的地質災害。

滑坡整體呈加劇變形和失穩破壞的趨勢，受滑坡加劇變形影響，可能造成更大經濟損失或造成人員傷亡，滑坡治理工程的實施十分必要和緊迫。