四川省某滑坡成因机制及稳定性分析

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摘要：滑坡的形成机制及稳定性分析是滑坡防治工程的基础，因此对滑坡的形成条件、变形破坏机制、发展演变规律等进行较透彻的分析是非常重要的。本文分析了四川省东部某市境内某滑坡的基本特征、滑坡形成的工程地质条件、成因机制、稳定状况等，为滑坡的防治工程设计提供了科学的依据。

关键词：滑坡 成因机制 稳定性

1 前言

该滑坡位于四川省东部某市境内，滑坡体长约10～15米，宽约185m，后缘至前缘高差约15～25m。斜坡坡角约10～45°，滑坡体坡面面积约3700m2，属于小型土质滑坡。滑坡一旦失稳后，将直接危及居住在后缘的该处共32户110人的生命财产安全，因此，对该处滑坡成因机制研究，将对其开展工程治理，维护社会的稳定和当地经济的发展起到积极的作用。

2 滑坡区地质环境条件

该区地貌上属于低山区，微地貌主要有缓坡、陡坡地貌，其中缓坡地貌地形坡度为15～30°，陡坡地貌地形坡度为40～60°左右。

滑坡区内地层结构简单，区内无断裂构造，岩层较完整。上覆土层为第四系全新统残坡积层，主要由残坡积粉质粘土组成，夹少量碎石。下覆基岩为侏罗系上统蓬莱镇组砂泥岩。

滑坡区地下水贫乏，主要为第四系土层孔隙水及基岩裂隙水，主要由大气降水渗入补给，渗流排泄。

滑坡区所在地区新构造运动并不强烈，地震动峰值加速度为0.05g，地震烈度为Ⅵ度。

3 滑坡体基本地质特征

滑坡体物质主要为第四系全新统残坡积层，斜坡表层主要为灰黄色粉质粘土夹碎石，稍密、稍湿，成分以粉质粘土为主，含量占70%以上，其次为粉质粘土夹少量角砾，厚约8～12米；下伏基岩为蓬莱镇组上段灰黄色、紫红色中厚层状砂岩和粉砂质泥岩。斜坡植被覆盖率高，为耕作的农田或者灌木及杂草。

4 滑坡成因机制分析

根据现场地质环境条件的调研，滑坡土体沿土层内部破裂面滑移，其滑面形态为折线型，滑面上陡下缓。斜坡区整体平缓，局部呈较陡的斜坡地形，后缘房屋荷载大，表层土体较厚，由于坡脚的开挖，前缘临空，在自重、暴雨及地震等作用下，前部土体自重加大，强度降低，牵引后部土体发生下滑破坏，该滑坡变形破坏模式为牵引式。综合分析，滑坡主要受坡体物质、基岩面形态、降雨和部分人类工程活动的影响，其主要致灾因素如下：

（1）土体的物质的物理力学性质是该滑坡形成的先决条件。滑坡土体为粉质粘土夹碎石，从土体特征来看，土体在地表降雨下渗后遇水软化，力学强度C、φ值大大降低。

（2）斜坡结构形态是滑坡形成的主要条件。在滑坡体后部的下覆基岩较缓，平均坡度10～18°，为顺坡向，但在滑坡的中前部位置，下覆基岩面突然较陡，平均坡度增加到26～30°，从而有利于滑坡的形成，增大了沿主滑方向的滑坡推力，加剧了主滑方向的失稳。

（3）降雨是滑坡形成的主要诱发因素。区内属于四川盆地北部亚热带季风季候，雨量充沛，长时间的持续降雨使滑坡体上的土体部分趋于饱和，同时由于长期浸泡造成土体强度降低，自重增加，下滑力增大。

（4）人类工程活动是滑坡形成的重要诱发因素。由于不合理的工程开挖，使得坡体前缘局部形成垂直临空面，为滑坡的滑坡提供很好的先决条件。

5 滑坡稳定性评价

根据现场调查，该滑坡后缘发现有拉张裂缝，房屋多处开裂，但并未发现斜坡土体整体上有明显的错动，在暴雨、地震等不利因素作用下，该处有可能土体内部产生破裂面而进一步产生滑移变形。

5.1 计算工况的确定

选择滑坡区的1-1′、3-3′剖面和5-5′剖面进行稳定计算， 根据滑坡区土体的岩土状态，地形特征，且土体内无地下水，选定如下的3种工况进行滑坡稳定性计算：

工况Ⅰ：自重，安全系数取1.15

工况Ⅱ：自重+暴雨，安全系数取1.05

工况Ⅲ：自重+地震，安全系数取1.05。

滑面为圆弧型，采用传递系数法对斜坡土体的稳定性及推力进行计算。

限于篇幅，在此不描述字母含义。

5.2 滑坡稳定性计算参数的确定

滑坡稳定性计算中的参数选取非常重要，由于滑坡在2010年已经处于滑移变形状态，2010年的滑面3为基覆界线，根据该滑面取在暴雨工况下安全系数1.0作反演计算，得出反演分析值。本次滑坡滑面的强度计算参数是在室内试验资料分析的基础上，结合反演分析值综合选取。计算用滑面强度值见下表1。

表1稳定性计算用参数建议值表

状态

容重

内聚力

内摩擦角

备 注

（kN/m3）

（kPa）

（°）

天然

15.7

22.5

16

工况Ⅰ、工况Ⅲ

饱和

19

15.5

12.1

工况Ⅱ

5.3计算结果及稳定性评价

表2滑坡稳定性计算结果表

计算剖面

破坏模式

工况Ⅰ

工况Ⅱ

工况Ⅲ

1-1′

滑面1

1.448

0.950

1.369

滑面2

1.550

1.011

1.379

滑面3

1.539

1.002

1.406

3-3′

滑面1

1.888

1.031

1.667

滑面2

1.904

1.019

1.579

滑面3

1.885

1.044

1.548

5-5′

滑面1

1.623

0.961

1.468

滑面2

1.797

1.029

1.536

滑面3

1.787

1.019

1.524

从计算结果中可以看出：滑坡沿滑面1的破坏模式在天然工况下处于稳定状态，在暴雨工况下处于不稳定-欠稳定状态，在地震工况下处于稳定状态。滑坡沿滑面3的破坏模式在天然工况下处于稳定状态，在暴雨工况下处于欠稳定状态，在地震工况下处于稳定状态。滑坡沿滑面3的破坏模式在天然工况下处于稳定状态，在暴雨工况下处于不稳定-欠稳定状态，在地震工况下处于稳定状态。同时暴雨对滑坡稳定性的影响要大于地震对滑坡的影响。

上述计算结果说明，滑坡在天然工况和地震工况下稳定性较好，产生整体滑移的可能性小，但是在暴雨工况下欠稳定，可能在强降雨等不利因素的影响下发生变形破坏，对滑坡后缘的房屋产生大的危害。

6 结论

通过上述分析，该滑坡的变形破坏模式为牵引式。根据稳定性分析计算结果，滑坡在天然工况下处于稳定状态，在暴雨工况下处于不稳定-欠稳定状态，在地震工况下处于稳定状态。总的来说斜坡继续变形滑移的可能性较大，尤其是进入汛期后，易遭受暴雨侵袭，暴雨将恶化滑坡稳定性，对滑坡后缘的房屋和附近村民构成威胁，因此应当尽快对该滑坡进行彻底治理，将确保滑坡下部房屋和附近村民的生命财产安全，稳定当地的社会秩序，确保当地社会的稳定发展，对社会的安定产生积极的影响。

参考文献：

[1]张倬元，王士天，王兰生.工程地质分析原理[M].北京：地质出版社，1994.

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