中国地质大学教育部长江三峡库区地质灾害研究中心 湖北 武汉 430074
摘要：牛颈沟滑坡是汶川大地震后形成的震裂山体在持续降雨和局部强降雨后瞬间高速下滑形成的。在滑坡启动后约20×104m3的山体高速下滑，继而转化成碎屑流，大概还有三分之二山体并未下滑，残留在滑坡后缘。本文通过对现场仔细调查并通过对山体和山坡的地形地貌及坡体岩体强度衰减、降雨对牛颈沟滑坡的影响几方面入手分析了滑坡的形成机制。最后使用极限平衡法计算现今滑坡在各种工况下的稳定性。
关键词：震裂山体；强度衰减；降雨诱发滑坡；成因机制；稳定性
1 引言
本文对处于汶川地震灾区的安县牛颈沟滑坡进行研究。2009年8月24日，由于安县高川乡持续降雨，牛颈沟发生高速滑坡。约20×104m3的滑坡体沿牛颈沟高速滑下，在沟口形成大面积的碎屑堆积体。而现在牛颈沟滑坡残留区还有近20×104m3，在后续的降雨条件下存在失稳的可能性[1]。经过第一次滑坡的治理之后仍然还有大概50多口人家处于之前泥石流沟道两边，从现场情况来看在后续的小型泥石流发生过程中有一部分防冲墙已经损毁。所以对第一次滑坡之后残积区进行勘查和稳定性分析计算是有必要的。同时对牛颈沟滑坡的形成机制进行分析，对受到汶川地震影响而产生的同样的震裂山体的研究及对这类震裂山体的稳定性评价都具有一定的借鉴意义。
2 滑坡基本特征
2.1 滑坡基本形态
牛颈沟滑坡处于牛颈沟山顶，其原始斜坡呈负地形，在地貌上宽下窄，在为地貌上呈脊-沟-脊的特征，总体上为左侧山脊高于右侧，这些都为滑坡的发育提供了条件。牛颈沟滑坡后缘高程1810m，前缘高程1620m，相对高差约200m。坡脚高程为1236m，坡顶坡脚相对高差达574m，这个特点使其具有巨大的势能，从而为形成高速滑坡提供了可能性。
2.2 滑坡物质组成及结构特征
根据现场调查，滑体主要为第四系残坡积物和崩坡积物。滑动面主要受基岩面控制，位于基覆接触带附近，前缘受临空面控制。滑带土的物质组成主要为灰黄色粘性土夹白云岩碎石角砾，碎石角砾粒径一般为0.5～8cm，具搓揉磨光现象，土呈可塑～硬塑状。
3 滑坡失稳成因机制分析及稳定性评价
3.1失稳成因机制分析
牛颈沟滑坡在地震的时候产生了大量裂缝，且坡体岩土体也被震松，密实度大大降低再加上坡体岩性为粘土夹碎石土，在地震波的影响下其渗透性大大增加。在持续降雨和强降雨的条件下，雨水从坡体表面入渗，导致坡体自重增加，地下排泄系统破坏，地下水位急剧升高，潜在滑面上受到的孔隙水压力随之升高并受到上浮力。同时当雨水渗入以后，原来未饱和的碎石和粘土的堆积土体随着含水量的增加其抗剪强度也随之降低。而且降雨入渗会在滑坡破体内暂态饱和区和暂态水压力导致坡体非饱和区基质吸力降低。以及雨水渗入对潜在滑面的润滑作用，对粘土胶结的软化作用，再加上雨水对坡面冲刷等作用致使坡体下滑力不断增加，抗滑力不断降低。使本来就很脆弱的坡体坡体发生了前缘剪切、后缘拉裂的现象，最终坡体后缘拉裂面与前缘剪切面贯通，斜坡失稳，产生突发性的滑动破坏。
3.2稳定性评价
牛颈沟滑坡失稳后有约20×104m3的滑坡体沿牛颈沟高速滑下，形成了高速滑坡碎屑流。而在滑坡区域还存在近20×104m3，在后续的降雨条件下存在失稳的可能性，这将为后续泥石流灾害链提供大量的物源，因此对滑坡残留区进行稳定性评价是很有必要的。
根据对牛颈沟滑坡的实地调查和分析得知，牛颈沟滑坡是沿基覆界面滑移的，残留区与失稳区情况一致。其滑面为单一平面，所采用采用基于极限平衡理论的单一平面滑动面的传递系数法进行滑坡稳定性评价计算。
4 计算参数的确定
各种工况下参数的选择如下：
工况一：天然工况
荷载组合为滑体自重，滑面土体抗剪参数取天然抗剪值，滑体重度取天然重度。
工况二：暴雨工况
荷载组合为滑体自重，滑面土体抗剪参数取饱和抗剪值，滑体重度取饱和重度。
工况三：地震工况
荷载组合为滑体自重，滑面土体抗剪参数取天然抗剪值，滑体重度取天然重度，考虑地震力作用。滑坡滑带土碎块石土，根据《滑坡防治工程勘察规范》（DZ/T-0218-2006），滑带土的抗剪参数可取滑带土的饱和抗剪参数，结合以往勘查经验，综合取值为：
5 计算结果
按照中华人民共和国国土资源部2006年6月5日发布的《滑坡防治工程勘察规范》中滑坡稳定性系数与滑坡稳定状态的关系。经过计算，牛颈沟滑坡稳定性结果如下：
在天然工况下F=1.069＞1.05，牛颈沟滑坡残留区基本稳定；
在地震工况下F=0.74＜1.00，牛颈沟滑坡残留区不稳定；
在暴雨工况下F=0.81＜1.00，牛颈沟滑坡残留区不稳定。
6 结论
本文通过对牛颈沟滑坡区域的仔细调查。从调查地形地貌及滑坡基本特征着手，主要调查了滑坡区域震裂山体的特征及震裂缝，在现场进行渗透试验、取样，进行室内含水率测试，直剪试验等。由以上调查和试验及对降雨对滑坡的影响进行分析，得到牛颈沟滑坡的成因机制。最后对牛颈沟滑坡残留区稳定性进行了定性定量分析。用极限平衡法计算了残留区在天然工况、地震工况、暴雨工况下的稳定性计算。得到如下结果，牛颈沟滑坡在天然工况下基本稳定，在地震和暴雨工况下不稳定。
牛颈沟滑坡残留区在地震工况和暴雨工况下属于不稳定斜坡，如果失稳将会沿着2009年8月24日泥石流的沟道运移。现在沟道两边仍有少数居民，之前修筑的防冲墙部分损毁，建议重筑某些严重变形和破坏的防冲墙，或者在残留区进行加固措施及设置排水系统等。
参考文献
[1]王多军.震裂山体滑坡启程失稳与运动特征研究[D].成都理工大学,2013.
[2]《滑坡防治工程设计及施工技术规范》（DZ/T0219-2006）.
[3]《滑坡防治工程勘察规范》》（DZ/T-0218-2006）.
论文作者:何啸,焦世杰
论文发表刊物:《防护工程》2017年第14期
论文发表时间:2017/11/8
标签：滑坡论文; 工况论文; 稳定性论文; 山体论文; 后缘论文; 成因论文; 机制论文; 《防护工程》2017年第14期论文;