燈山村滑坡穩定性分析研究

李發榮

摘要：在滑坡災害中，滑坡穩定性分析至關重要，對其防治效果起著決定性的作用，故通過借助各種科學手段和“定性+定量”評估方法進行詳細勘查滑坡特征，然后分析滑坡變形的破壞形式和程度，最后分析其穩定性，并得出準確可靠的結論很有必要。選擇燈山村滑坡為研究案例，借助“定性+定量”評估方式和其他科學合理的方法對該滑坡進行了詳細勘查，以勘查結果為基礎，又綜合評價了其穩定性，希望能為后期科學合理的滑坡防治舉措選擇奠定一定的理論基礎。

關鍵詞：滑坡?參數反演?“定性+定量”評估方法?穩定性評價

中圖分類號：P642

Research?on?the?Stability?Analysis?of?the?Landslide?in?Dengshan?Village

LI?Farong

（149?Brigade，?Gansu?Bureau?of?Coal?Geology，?Lanzhou，?Gansu?Province，?730030?China）

Abstract：?In?landslide?disasters，?the?stability?analysis?of?landslides?is?crucial?and?plays?a?decisive?role?in?their?prevention?and?control?effect.?Therefore，?it?is?necessary?to?conduct?a?detailed?exploration?of?the?characteristics?of?landslides?through?various?scientific?means?and?the?"qualitative+quantitative"?evaluation?method，?then?analyze?the?failure?form?and?degree?of?landslide?deformation，?finally?analyze?their?stability?and?draw?accurate?and?reliable?conclusions.?This?article?selects?the?landslide?in?Dengshan?Village?as?a?research?case，?uses?the?"qualitative+quantitative"?evaluation?method?and?other?scientific?and?reasonable?methods?to?conduct?a?detailed?exploration?of?the?landslide，?and?comprehensively?evaluates?the?stability?of?the?landslide?based?on?exploration?results，?hoping?to?lay?a?certain?theoretical?foundation?for?the?selection?of?scientific?and?reasonable?landslide?prevention?measures?in?the?later?stage.

Key?Words：?Landslide;?Parameter?inversion;?"Qualitative+quantitative"?evaluation?method;?Stability?evaluation

在我國，地質災害的發生頻率較高，其中滑坡災害產生的危害較大，輕則破壞生態環境的平衡，重則給我國帶來不可挽回的經濟損失，基于此，對滑坡的穩定性、其影響因素、滑坡變形破壞形式等進行深入分析，并采取科學的方法對滑坡穩定性進行準確評估，然后采取相應措施進行滑坡的有效治理，對我國地質災害的治理有著一定的意義。

在滑坡防治工程建設中，滑坡的現狀穩定性及其變化趨勢的分析至關重要，不僅關系著防治方案的制訂，還關系著經濟性防治工程場地的選擇，而在具體防治工程結構的確定中，某滑坡推力值發揮的“指導”作用無可替代，故要對這兩方面的分析做到高度重視。基于地質分析進行滑坡穩定性的定量分析，其實是將滑坡穩定性量化，即賦予其一定的數值，當前分析滑坡穩定性的常見方法除了有各種圖表法和應力應變分析法，還有模型試驗法和極限平衡法等。

本文以甘肅省武威市涼州區燈山村滑坡為例，經過對燈山村滑坡詳細勘查，采用定性評價與定量評價相結合的方式對該滑坡進行了穩定性評價。在該滑坡穩定性的定量評價中，穩定系數和其他參數的計算通過傳遞系數法、試驗、經驗數據類比+反演計算等方法完成，其中傳遞系數法屬于極限平衡法。希望本文中得到的相關結論能為滑坡的防治提供一定的參考。

1滑坡概況

以燈山村滑坡主滑方向為界限，左側高于右側，兩側呈現為“不對稱”，平面、剖面形態分別近似呈“簸箕”形和直線形，部分區域呈“微凸”狀，兩側邊界均較平直，滑坡整體上窄下寬，上寬368?m，下寬445?m，滑坡坡度、面積、高度、主滑方向、長度依次為38°～50°、14.6×104?m2、223?m、272°、360?m。

燈山村滑坡有著清晰的弧形后壁，高10～40?m?，滑坡體上部滑壁明顯，左右分別向下延伸逐漸尖滅；滑坡體中下部在修建公路時對滑坡原始地形進行了改變。滑坡剪出口位置在平面上很難確定，經鉆探揭示，推測剪出口基本接近坡底。滑坡沒有形成明顯的滑坡平臺，上部整體上呈現出明顯的凹槽狀負地形，而下部顯得較為雜亂，滑坡體中部地形起伏較大，形成鼓丘。經過勘測發現，在沿滑坡體側壁周圍，有卸荷裂隙形成，數量較多，有的呈現為線型，有的呈現為弧形，垂直錯距、深度、寬度的最大值依次約為0.5?m、2?m、2?m。滑坡體中部鼓丘下部發育有弧形滑動面。滑坡前緣為堆積物覆蓋，在地面上，既看不見剪出口，也看不見滑動帶，進行鉆探和計算發現，在燈山村七組房屋東側部分滑坡中的20～42.5?m地層中埋有體積為304×104?m3滑動帶，屬大型層內錯動滑坡[1-2]。

燈山村滑坡地形在劇烈的滑動中發生顯著改變后，其剖面形成了圖1中顯示的形態，進行滑坡穩定性分析發現，該滑坡屬于老滑坡體，目前的狀態比較穩定。

2滑坡形成機制分析

2.1內因

滑坡區斜坡高差較大，原始斜坡高在240?m左右，坡度28°左右，滑坡發生前斜坡可能存在較大的臨空面；地層結構方面，上部為厚度5?m左右的第四系風積粉土，下部為新近系強風化砂巖，降水易沿節理裂隙入滲；下部砂巖風化強烈，已成細砂狀，膠結差，當降水入滲后，其抗剪強度指標將成倍減小，可見此層強風化砂巖為不穩定巖體，本區發育有較多相同類型滑坡的也證明了這一點。另外，本區地下水豐富，上部地層中都存在著有利的地下水運移空間，雨季的降水入滲及黃羊河的補充足夠讓斜坡巖土保持在一個濕—飽和的含水狀態，當降水持續很長時間，大量雨水入滲充滿孔隙產生靜水壓力，地下水排泄時，還產生動水壓力，因此降雨對斜坡的穩定也會產生較大影響，也是決定坡體是否滑動的因素之一。

2.2外因

主要包括地震、降水兩個方面。地震對斜坡穩定的影響最為直接，頻繁地震不僅破壞了斜坡巖土體的結構，強烈地震還給斜坡體一個巨大的附加下滑力，本區為地震設防烈度8度區，地震作用應該是該滑坡滑動的主導因素。經走訪調查并查閱資料，該滑坡及周邊處于同一方向的多個滑坡均由1927年5月的古浪大地震引發。降水對斜坡的影響主要表現為入滲后形成的地下水對斜坡體的影響，在此不再贅述。總之，燈山村滑坡區地形地貌、地層巖性、地質構造等內在條件不利于斜坡的穩定，而地震、降水的共同作用促成滑坡的滑動。

3穩定性定性分析

通過分析發現，影響其穩定性的因素較多，比如巖土性質和巖土體結構、人類工程活動等，再比如地震、降水、地下水、復活地形等，在這些因素中，造成滑坡體不穩定性形成的因素主要有巖土性質、巖土體結構，而很可能誘發滑坡出現大幅度滑動的因素較多，包括地震、人類工程活動、降水等。進行燈山村滑坡勘測發現，該滑體目前并未發生顯著的地物形變，也未形成新的、寬度較大的裂縫，這意味著該滑坡目前的狀態比較穩定，若滑坡不受上述幾種主要因素的影響，其復活的概率很低。但如果前緣發生大規模開挖坡腳，不排除在坡底抗滑力減小的情況發生滑坡復活的可能，同時強烈地震也極有可能誘發滑坡沿原滑動面的滑動，如遇強降雨后的強地震這種最不利組合出現，滑坡整體復活的可能性較大[3-6]。

4穩定性定量計算

4.1計算模型的建立

因為燈山村滑坡屬大型砂巖層內錯動滑坡，且砂巖風化嚴重，其滑面的形態近似圓弧，故在定量分析該滑坡穩定時，依據《巖土工程勘察規范》（GB50021-2001）中的相關要求，采取極限平衡法中的傳遞系數法，具體的計算公式：

4.2計算參數確定

計算參數包括重度、粘聚力c和內摩擦角φ，根據在燈山村滑坡處取的滑帶土原狀樣進行c、φ值測定，得出實驗結果重度為17.9?kN/m3，c值為13.2???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????ka，22.69°為φ的取值，將這些取值代入公式進行計算，得到的結果為0.84，即為燈山村滑坡的穩定性系數，說明滑坡狀態并不穩定。由于現狀下燈山村七組滑坡處于基本穩定至穩定狀態，與實驗結果參數得出的穩定性系數不符。因此基于本次勘查處于研究階段，所以c、φ值選取我們采用試驗、經驗數據類比和反演計算相結合的方法確定，查閱《滑坡學與滑坡防治技術》（中國鐵道出版社，王恭先等編著）提供的經驗值及相關類似工程提供的經驗值并依據根巖土力學性質指標試驗結果，綜合考慮取c值為28.0kPa，φ值為26.5°；反演計算的方法求出，公式如下：

反算剖面為滑坡臨界滑動時主滑方面的剖面（圖1）。

經計算滑坡滑帶土的綜合黏聚力c值為17.6kPa，內摩擦角φ值為25.1°。

4.3穩定性計算

4.3.1滑坡計算基本荷載組合

包括自重和地震力，根據《建筑抗震設計規范》（GB50011-2001），武威市涼州區設防烈度為Ⅷ度，地震動峰值加速度按50～100年超越概率為10％計算，取0.2g。滑坡體受力組合形式分為以下兩種情況：（1）自重力；（2）自重＋地震力（加速度為0.2g，地震系數為0.05）。

4.3.2計算方法

經計算在現狀條件下，滑坡的穩定系數為1.062，考慮烈度為Ⅷ度地震作用力時滑坡的穩定系數為0.935。和上述定量分析所得結果進行比較，發現定量和定性分析燈山村滑坡的穩定性所得結果表現為一致。

因為滑動面的深度較大，少量的降水對滑坡穩定性產生的影響可以忽略，但長期持續降水過程對滑坡的影響較大，然而由于降水量是一個不確定值，所以在穩定性計算時很難用精確的數據反應降水對滑坡穩定的影響。顯然很明顯，降水入滲不僅增大土體重度，減小滑動面的c、φ值，同時還增加靜水壓力或動水壓力，這些變化將大大降低計算的穩定系數。故本文在計算滑坡穩定性時，并未將降水產生的影響考慮在內。

5穩定性綜合評價

通常情況下，滑坡的穩定性取決于諸多因素，包括內部和外界兩大類，比如人類工程活動、降水、地震等，這些因素屬于外界因素；而地下水、巖土性質、復活地形條件、巖土體結構等，這些因素屬于內部因素，通過分析發現，造成滑坡不穩定性形成的因素主要有巖土性質、復活地形條件、巖土體結構等，而誘發滑坡滑動的因素有地震等。

通過采取定量+定性的分析方法綜合分析燈山村滑坡的穩定性，發現此滑坡目前的狀態比較穩定，但若是滑坡區內發生強烈地震或長期強降水，另外，若周圍開展較大的人類工程活動等，都會使滑坡的復活率顯著提升，從而導致滑坡很可能出現較大幅度的滑動。

6結語

滑坡地質災害對社會經濟的發展和人民群眾的生命安全具有廣泛而又深刻的影響，不僅會給人們的財產和生命帶來一定的威脅或損傷，還會給社會環境造成一定的破壞，甚至給社會的和諧發展帶來一定的不利影響。基于此，結合滑坡災害特征，采用定量+定性分析方法綜合評價滑坡的穩定性，才能得到更準確的結果，從而為滑坡的防治提供有力參考。

參考文獻

[1] 秦帥帥，張戰勝，張星辰，等.滑帶土參數變化對滑坡穩定性影響的數值模擬分析[J].土工基礎，2023，37（4）：615-618.

[2]? ZOU?Z?X，LUO?T，TAN?Q?W，et?al.Dynamic?Determination?of?Landslide?Stability?and?Thrust?Force?Considering?Slip?Zone?Evolution[J].Natural?Hazards，2023，118：31-53.

[3] 鄒婷，徐朝霞，葉子璐，等.宿遷市韓山堆填土滑坡穩定性分析與防治[J].科技風，2022（31）：67-69.

[4] 王琦琳，程長立，毛洪運.大邑縣某滑坡穩定性分析及防治研究[J].四川地質學報，2022，42（3）：466-468.

[5] 徐煜杰.某特大型滑坡穩定性及敏感因素分析[J].河南科技，2022，41（16）：113-116.

[6] 榮富強，黃繼超，王鐵霖.段家村滑坡不同工況下穩定性研究[J].河南水利與南水北調，2021，50（12）：56-57，76.