1.四川省地矿局九0九水文地质工程队 621050;2.西南科技大学 621010
摘要:重庆市巫山县淀粉厂宿舍外坎滑坡(以下简称外坎滑坡)位于斜坡地形,通过野外现场勘察查明了滑坡的形成条件、类型、规模、分布、变形破坏等发育特征,通过分析滑坡的变形机制、稳定性及发展变形趋势,为滑坡的治理提供了科学依据。
关键词:滑坡;变形特征;变形机制;稳定性分析;防治建议
1 滑坡的基本形态及规模
外坎滑坡位于斜坡中部,处于煜辉西路南侧,地形为台阶状,总体坡度为30-35°,滑坡边界在地形地貌上表现较明显,根据滑坡区地形地貌及变形破坏特征确定其边界,后缘以裂缝(呈“弧”形展布)为界,前缘以南峰小学新建操场防治边坡顶部为界,两侧以基岩山脊为界。滑坡平均横宽100m,轴长为75m,分布面积0.75×104m2。第四系覆盖层厚4.5—7.7m,平均厚度约为6.1m,方量为4.5×104m3,属于小型土质滑坡[1]。
图1 外坎滑坡平面示意图
2 滑坡的变形破坏特征及变形机制分析
2.1 滑坡变形破坏特征
受2015年“8.31”连续暴雨及三峡移民人类工程活动(建房、修公路)的影响,目前勘查区的变形特征主要分布于滑坡区。
滑坡变形区位于勘查区中部,由于工程建设改变原始地形地貌,形成台阶状地形,滑坡后缘平台处形成1条拉裂缝,近似垂直于坡向。裂缝呈“弧”线型分布,长约65.0m,走向27°,宽5-8cm,下错5-10cm,可见深度为0.4m。
在滑坡产生蠕滑变形破坏的过程中,导致滑坡体上原有公路挡墙受到坡体挤压,发生鼓胀变形。
2.2 滑坡变形机制
滑坡在近代已有相当长时间的平衡状态,斜坡上的土体是相对稳定的。由于2014年发生“8.31”特大暴雨的影响,打破滑坡原有平衡状态,诱发滑坡产生变形破坏;加之人类工程活动,工程修建对滑坡后缘加载,滑坡坡脚开挖形成临空面,加剧了滑坡的变形破坏。
滑坡表面的土体的渗透性较好,有利于降水的渗入,使土体软化,抗剪强度迅速降低,在与土体自重的共同作用下,目前滑坡处于蠕动变形破坏阶段,且根据钻探工程揭露,滑坡已形成贯穿滑面,滑坡破坏模式为推移式滑动破坏[2]。
3 滑坡稳定性影响因素
灾害体形成与其所处的地质环境密切相关,主要与场区的地形地貌、地层岩性、气象水文(降雨)及人类工程活动有密切关系[3]:
3.1地形地貌
滑坡发育于斜坡地形处,加之人为形成的台状地形,有利于地表水的入渗,加速了其变形破坏。地形上呈现出“陡-缓-陡”,整体坡度30°-35°,开挖形成的临空面为变形破坏创造了较为有利的条件。
3.2地层岩性
滑坡主要由第四系残坡积层和滑坡堆积层的碎石土组成,顺坡覆盖堆积在T2b之上。T2b基岩构成顺向坡向坡。坡面物质结构松散,吸水性较强,力学强度低,抗水浸润软化能力低,受地下水作用后,土体自重增加,抗剪强度降低,容易产生变形破坏。
3.3水的作用
水是导致滑坡产生变形破坏的诱发因素:降雨是滑坡变形的诱发因素。雨水入渗土体,增大了土体容重,降低了土体的抗剪强度,加之滑坡变形破坏原有排水系统,导致地表水无序排放,地下水改变其运移途径,降雨入渗后不能及时排出,同时浸润软化了滑移控制面,对滑坡的变形破坏起了诱发作用。
3.4人类工程活动
根据前述滑坡产生的变形破坏特征的调查,人类工程活动对滑坡变形破坏产生重要影响,房屋建设产生加载作用,降低滑坡整体稳定性。且工程开挖回填形成高陡临空面,为滑坡产生局部剪出提供有利条件。
滑坡与场区的地层岩性、地形地貌、气象水文和人类工程活动有极大的关系,目前滑坡在天然状态下处于基本稳定状态,在暴雨情况下处于欠稳定状态,产生滑动变形的可能性大。
4 滑坡稳定性分析
4.1 滑坡计算模型及参数选择
根据边坡产生变形破坏模式,采用边坡圆弧滑动法进行最不利滑动面搜索,计算其稳定性。
图2 边坡圆弧形滑动面稳定性计算模型
根据工作区具体情况,为全面分析边坡所处的各种工况下的稳定状态,本次稳定性分析采用二种工况进行计算分析:
工况一:自重
工况二:自重+暴雨或连续降雨
计算过程中,对1-1′、2-2′剖面可能出现的公路外坎处次级剪出滑面处进行检算。
根据室内试验、现场大剪试验、反演法、经验类比及综合分析,确定滑动面土体的抗剪强度参数值。边坡已产生变形破坏,现阶段处于蠕动变形,故在稳定性计算中,天然、饱和状态下均采用土体抗剪强度残值。
天然状态下:c=26.2Kpa φ=21.1°饱和状态下:c=22.5Kpaφ=18.5°
土体天然重度γ=19.39KN/m3,饱和重度γs=19.89KN/m3。
4.2 滑坡稳定性计算
1.稳定性评价标准
根据《滑坡防治工程勘查规范》(DZ/T 0218-2006),滑坡稳定性评价标准:
表1 滑坡稳定性评价标准
2. 稳定性计算与结果评述
根据以上方法对滑坡各剖面进行稳定性评价,利用圆弧法,按其处于不同工况,对稳定性进行计算,计算结果汇总见表2。
表2 边坡稳定性计算成果汇总表
通过对不稳定斜坡各剖面的稳定性计算结果表明,各剖面的稳定状态与本次调查的情况基本吻合。
根据调查情况和前述的分析,滑坡区在天然状态下1-1’、处于稳定状态,2-2’剖面处于基本稳定状态;在暴雨作用下,1-1’剖面处于基本稳定状态,2-2’剖面处于欠稳定状态。加之滑坡体后缘原有挡墙已产生破坏,坡面雨水下渗的作用下,使土体抗剪强度、摩擦系数和内聚力降低,进而导致滑坡整体或较大规模的滑移式变形破坏。
防治建议
根据区内的工程地质条件、规模及防治工程原则,结合地质灾害的破坏形式,在滑坡中前部位设置预应力锚索+格梁,对滑坡整体进行治理;其次滑坡后缘公路外侧挡土墙已产生变形破坏,其整体完整性较好,其变形主要为抗滑移不足,导致挡墙沿伸缩缝位置整体外移,在此考虑采用锚杆+肋梁进行加固;其三滑坡后缘东侧为新建停车场,为新近填土,且前缘为陡坎地形,产生局部滑塌变形破坏,在原有砖砌堡坎外侧拟建抗滑桩[4]。
参考文献:
[1] 陈波.重庆市巫山县淀粉厂宿舍外坎滑坡勘察报告[R]. 四川九0九建设工程有限公司.
[2] 左辉.邦村东滑坡类型、特征及稳定性研究[D].吉林:吉林大学,2009.
论文作者:阳宇1,张君1,汝佧2
论文发表刊物:《基层建设》2016年15期
论文发表时间:2016/11/8
标签:滑坡论文; 稳定性论文; 地形论文; 后缘论文; 剖面论文; 稳定论文; 状态论文; 《基层建设》2016年15期论文;