王勇 武豫东
凉山州地质环境监测站,四川 凉山彝族自治州 615000
摘要:以宁南县某滑坡为例,对滑坡区的地质环境条件、基本特征、变形破坏特征、物质组成及结构特征等进行详细的现场调查。在此基础上,对滑坡在天然、暴雨及地震工况下的稳定性进行分析,进而对滑坡的发展趋势做出预测。
关键词:滑坡 地质环境条件 稳定性分析 发展趋势预测
1.地质环境条件
1.1 地形地貌
勘查区位于宁南县倮格乡杉木箐村4组,属于高中山地貌区,微地貌属于河谷斜坡地貌。滑坡所在高程范围为2031m-1975m,高程差56m,地形坡度20-51°,坡体后缘为宽缓的平台,为居民聚居区及耕地。滑坡前缘为道路,道路下部斜坡由陡变缓,较陡区域为灌木丛,较缓区域为耕地。
1.2 地层岩性
勘查区内主要出露地层有第四系全新统地层(Q4)和下元古界前震旦系会理群通安组(Pt1t)地层。其中第四系全新统地层(Q4)包括前缘沟道内的冲洪积物(Q4al+pl)、坡体的残坡积物(Q4el+dl)以及滑坡堆积物(Q4del)等,下伏基岩为下元古界前震旦系会理群通安组(Pt1t)灰黑色变质砂板岩。
1.3 地质构造与地震
工程区位于构造交汇的区域,地质构造复杂,主要地质构造由背斜、向斜和五条断裂带组成。由于受南北向康滇地轴控制,其主要构造线多呈南北向展布。
地震主要分布于宁南以北及宁南以西,沿活动断裂带分布,较集中分布于宁南县城一带。根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2015)及《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010),勘查区建筑抗震设防烈度为Ⅷ度,设计基本地震加速度值为0.2g,地震动反应谱特征周期为0.45s。
1.4水文地质条件
根据地下水按水介质及水力特征的不同,区内地下水可划分为第四系松散层孔隙水和基岩裂隙水两大类。第四系松散层孔隙水主要分布在斜坡上第四系地层中,主要接受大气降水及基岩裂隙水的侧向补给,经松散土层间的贯通孔隙径流。基岩裂隙水赋存于基岩裂隙中。主要接受第四系松散岩类孔隙水、大气降水及地表水的直接补给,经岩体贯通性的裂隙向地势低洼部位运移,或侧向补给第四系松散岩类孔隙水和以泉点形式出露经地表径流。由于勘查区基岩为粉砂岩,透水性及富水性较差,为相对隔水层,野外调查中未见该类地下水泉点直接出露。
1.5人类工程活动
区内人类工程活动主要为道路修建及耕种。其中道路修建切坡导致前缘临空,在降雨的作用下易形成滑坡。
2.滑坡体基本特征
2.1滑坡基本特征
根据现场调查,滑坡后缘为陡壁,两侧以凹槽地形为界,左侧边界有一强变形溜滑体,右侧滑塌痕迹明显,左右边界及后缘可见且基岩出露。滑坡后缘高程为2031m,前缘高程1975m,相对高差56m。滑坡区地形坡度为20-51°,滑坡主滑方向为107°。整个滑坡平面上呈近似“扇状”,滑坡前缘宽约85m,后缘宽度约30m,平均宽度约73m,纵向轴长约78m,滑坡体厚度2-15m,中间厚,两侧薄,滑体面积约4800m2,方量约2.88×104m3,属于小型浅层土质滑坡。
2.2滑坡变形特征
根据现场调查访问,滑坡最近的变形自2017年雨季开始,由于通村公路修建对该滑坡的坡脚进行开挖,使前缘形成临空面,但未对临空面全部进行支护,仅布置了近40m的护脚墙进行支护处理。2017年雨季该滑坡发生滑动,滑塌体堆积在公路及公路下部;乡政府组织村上进行了一定的清理,公路未阻断;2018年雨季再次发生较大规模滑塌,导致公路损毁垮塌,交通中断。
此次滑坡使该滑坡出现两处强变形区H1区及H2区。H1区后缘及两侧以下错坎为界,下错坎高20-50cm不等,弧形分布,形成H1区边界。H1区前缘宽约60m,纵向轴长约30m,滑坡体厚度2-12m,中间厚,两侧薄,滑体面积1390m2,方量约1.0×104m3。H2区为一滑塌体,近似“锥形”,边界滑塌迹象明显,滑塌土体主要堆积在公路下部。调查期间仅可见一处长约8.0m的护脚墙,其余滑体中部位置处脚墙已被滑体掩埋。
2.3滑坡体物质组成特征
据现场调查及钻孔资料揭示,滑坡土体中间厚,两侧薄,厚度2-15m。物质组成为碎石土,结构松散,大粒径块石含量较少,粒径大于20cm的块石含量约在5%,粒径10-20cm碎石的含量约占10%,粒径6-10cm碎石的含量约为15%,粒径2-6cm碎石的含量约占25%,其余为粒径小于2cm的含量。下伏基岩为下元古界前震旦系会理群通安组(Pt1t)灰黑色变质砂板岩,薄层状。滑动面形态根据地面调查和钻孔中揭露的地层及滑坡前缘剪出口位置综合确定。
3.稳定性分析
3.1岩土体参数选择
滑体表层为含碎石粉质粘土,下部为碎石土,根据室内试验结果,滑体天然重度取19.6kN/m3,饱和重度20.4kN/m3。抗剪强度参数基于试验和工程类比法综合确定,具体参数如表1:
稳定性计算采用传递系数法计算,并选取天然、暴雨及地震三种工况进行计算。计算公式为:
计算剖面选择为滑坡主剖面及强变形区H1剖面进行计算,计算结果如表2:
通过对杉木箐村4组滑坡的实际变形分析及稳定性计算结果可知, 滑坡整体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,在地震工况下处于基本稳定。
H1区在天然工况下处于基本稳定状态,在暴雨工况下,处于欠稳定-不稳定状态,在地震工况下处于基本稳定。
3.3敏感性因素分析
为研究滑坡对C、φ的敏感程度,以1-1-剖面为典型断面对暴雨工况下的滑坡参数进行敏感性分析,结果如表3:
结果表明,在Φ值不变的情况下,C值每增加0.5,稳定性系数平均增加0.02。在C不变的情况下,Φ值每增加0.5,稳定性系数平均增加0.008。可见,C值对滑坡稳定性的影响相对较大。
4.滑坡发展趋势预测
滑坡形成时间较久,由于公路切坡及降雨等诱发因素的作用,滑坡于2017年雨季较开始出现较大的变形;2018年雨季来临时,滑坡变形加剧并发生滑坡破坏,导致交通中断,给居民的日常生活和生产带来极大的影响。
初步分析滑坡整体处于基本稳定状态,强变形区现状处于欠稳定-不稳定状态,在暴雨、地震等不利工况作用下,滑坡将有可能再次发生滑动,从而引发滑坡的整体失稳滑变形,对滑坡后缘居民区及耕地带来较大的危害。综上,滑坡目前处于蠕滑变形加剧阶段,应尽快进行滑坡治理。
5.结论
本文通过工程地质测绘、钻探、测量等工作手段,对滑坡区的地质环境条件、基本特征、变形破坏特征、物质组成及结构特征等进行详细的现场调查。在此基础上,对滑坡在天然、暴雨及地震工况下的稳定性进行分析,进而对滑坡的发展趋势做出预测,并为后期滑坡治理提供依据。
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