四川地震区黑水场镇某滑坡稳定性评价

梁士新

(石家庄三建建业集团有限公司，河北 石家庄 050091)

平武县处于汶川“5.12”特大地震灾害重灾区。地震在造成了人员伤亡和财产损失的同时，也诱发了为数众多的次生地质灾害。四川省平武县黑水场镇滑坡，在地震过程中产生了严重变形，已发生了局部坍塌，坡体遍布了多条的张裂缝，处于变形蠕滑阶段。震后，笔者参加了该滑坡勘察设计，针对该滑坡进行了形成机理分析，并对2个剖面进行了计算，对参数取值进行了敏感性分析，根据成果做出稳定性评价并提出防治措施。

1 滑坡概况

黑水场镇该滑坡，坡底高程685m，坡顶高程951m，相对高差约266m，斜坡坡向237°，坡度一般25～48°，呈上陡下缓形态；斜坡体上植被覆盖率高，可达60%以上，多为小型果木。此滑坡由下部的滑坡区及其上部的崩塌区组成。

滑坡主要由第四系坡积体组成，为滑坡堆积碎块石土，滑体物质呈褐黄色、较松散，滑体厚度在5～25m，具有中部厚、两侧薄、前缘厚、后缘薄的特点。

2 滑坡形成条件及变形机理分析

2.1 滑坡的形成条件

影响该滑坡稳定性的因素，包括地形地貌、地层岩性、地震作用、水的作用及人类工程活动等。其中，地震作用和水的作用，是影响该滑坡稳定性最主要的因素。

(1)地形地貌。该滑坡地处中低山之间斜坡地带，地形总体西北高东南低，斜坡坡度30°左右，后缘达48°，为不稳定斜坡发育提供了有利的条件。

(2)地层岩性。滑体土为碎石土，结构较松散，易渗水，其物质组成主要为含碎石、粉质黏土组成的碎石土。地表水的入渗直接到达滑面的粉质黏土夹少量碎石层处，此处相对隔水，在水的作用下，滑带土进一步软化，使滑体沿全风化基岩面产生滑移。滑坡下覆基岩主要为千枚岩，遇水易软化，抗剪强度低，为滑坡不稳定性因素之一。

(3)地震作用。该滑坡距离汶川地震中心东北140.21km处，地震烈度等级为8度，据测定滑坡位于地表峰值加速度达到 0.4g。在 “汶川5.12”特大地震作用下：①该滑坡体前部坡度较陡处，已发生了多处滑塌现象，并使得滑坡区前缘部位荷载减小，阻滑能力降低。②地震使得斜坡体中上部表层大面积覆盖层更加松散，更有利于地表水的入渗，滑带土在雨水浸泡后C、φ值将会减小，很大程度上增加了滑坡进一步变形破坏的可能。

(4)水的作用。水是产生滑坡的重要因素。①暴雨或持续降雨将造成滑体岩土体饱水，该滑坡汇水面积按0.12km2计，该区年平均降水量为900mm，总汇水量为10.8万m3，滑坡区面积为0.08km2，估算浸润最高水位可抬高1.5m，大大增加了岩土体重度。②由于滑坡体为碎石土，且在坡体范围内发布多条拉张裂缝，因此垂直透水性好。在强降雨时，不发生地表径流，雨水多垂直下渗到滑面。滑面为全风化-强风化千枚岩，其为相对隔水层，降低岩土体的抗剪强度，导致坡体稳定性降低。③同时静、动水压力对坡体的稳定性影响较大，可能导致坡体的失稳破坏。④涪江不断冲刷滑坡的坡脚，是不稳定因素之一。

(5)人类工程活动。在滑坡坡体区域，人类砍伐树木，造成水土流失，土质变疏松，坡面减缓，进一步增大了雨水的入渗，相对隔水层部位的滑带土抗剪强度指标减小，从而降低了斜坡的稳定性。滑坡体前缘公路斜坡开挖及民房建筑剥坡，改变了坡体的原始地形，对坡体前缘卸荷，减小了滑体阻滑力，从而降低滑坡的稳定性。

2.2 滑坡的变形机理分析

根据对滑坡下滑力的分析和滑坡本身表现出来的特征，该斜坡为推移式滑坡。受龙门山构造带的影响，滑体上部有大量崩滑堆积物。经长期风化后形成目前的碎石土，自重情况下，滑坡处于稳定状态。在地下水对滑带土浸润作用下和地震力作用下，当下滑力大于抗滑力时，滑体在重力的作用下推移产生蠕滑。 “5.12”大地震和“9.23”大暴雨对坡体的影响，主要表现为变形、裂缝和局部垮塌，使得滑坡体的结构产生了较大的扰动变形，但并未使该斜坡产生失稳。同时，由于地震对前缘坡脚处覆盖层及基岩的破坏作用，抗滑力减小，在暴雨和地震的共同作用下，该斜坡将产生进一步失稳。

3 滑坡稳定性计算

3.1 滑坡岩土体参数的选取

3.1.1 滑带土力学参数的选取

岩土物理力学参数根据岩土试验成果、反算结果及与当地相似滑坡的类比综合分析确定。

(1)反演计算

该滑坡在“5.12”地震时，地面裂缝有较大程度的拉张现象。考虑到该滑坡在地震和暴雨发生的时候，没有发生整体的滑移破坏；滑坡对居民生命财产。工业设施的影响；滑坡体处于暂时稳定～变形状态。依据这些因素作为反演条件，取稳定系数1.03，滑体土取天然容重，反演滑带土的天然C、φ值见表1。

表1 滑带土天然抗剪强度计算参数反演表

(2)室内土工试验

根据本次勘查过程中采取的原状土样进行室内土工试验结果，并通过统计计算后，得出的该滑坡C、φ值标准值见表2、表3。

表2 滑坡土工试验抗剪强度标准值(快剪、残剪)

表3 滑坡滑带土抗剪强度建议值

对比表2中数据，结合现场实际情况，滑坡区内局部地段拉张变形明显，有挤压迹象。综合参考滑带土的峰值强度和残余强度，滑带土的抗剪强度值取两者之间的均值上限；另一方面，考虑滑带土中粗颗粒较多，φ值应按规范乘以1.15～1.25的增大系数。在斜坡稳定性分析计算中，不稳定斜坡滑带土可采用如下数据作为计算指标。

3.1.2 滑床岩石物理力学参数

根据室内岩石试验成果表及类比相关工程资料确定，岩石物理力学参数建议值为：强风化千枚岩的天然极限抗压强度为20.9～24.1MPa，为较硬质岩石。

3.2 滑坡稳定系数计算结果

3.2.1 计算剖面确定

本次计算以滑坡A-A′剖面、B-B′剖面为计算剖面，对其进行了稳定性计算，以分析各剖面的稳定状态。

3.2.2 计算工况

根据《滑坡防治工程设计与施工技术规范》，滑坡等级Ⅲ级，暴雨工况以20年一遇(5%频率)暴雨考虑；工作区处于8度区，地震加速度为0.40g，综合系数以0.25考虑。滑坡稳定性及各滑块的剩余下滑力验算, 采用以下工况：

工况1:自重+地表荷载

工况2:自重+地表荷载+暴雨

工况3:自重+地表荷载+地震

(1)滑坡变形体稳定性计算

以A-A′和B-B′剖面为计算剖面，变形体稳定性计算方法采用《滑坡防治工程勘查规范》中所推荐的与该滑坡滑动模型相符合的折线滑动面不平衡推力传递法，参照下式及工程地质平面图(图1)。

图1 滑坡工程地质平面图

按照上述计算工况和参数选取原则进行计算，取得的稳定性计算结果见表4。

表4 滑坡变形体稳定性计算成果表

根据滑坡稳定状态划分，由表4可知，滑坡变形体A-A′剖面、B-B′剖面的整体在工况1下稳定，在工况2下、工况3下欠稳定。

3.3 滑坡岩土体参数的敏感性分析

3.3.1 滑体重度敏感性分析

表5中可以看出，重度值由19.16变化到20.36时，稳定系数由1.49变至1.46，说明重度对其稳定性的影响很小。

表5 重度与稳定系数的关系

3.3.2 滑带土抗剪强度(C、φ)敏感性分析

从图2中的直线斜率可以看出，C值不变时，φ值每增加1°，稳定系数增幅达到3%～4%，而当φ值不变时，C值每增加1kPa,稳定系数增幅为15%～2%。由此可知，φ值对稳定系数的影响较大，而C值对稳定系数的影响较小。

图2 C/φ值与稳定系数的关系曲线

4 防治措施

该滑坡在汶川“5·12”地震后及“9·23”暴雨后，坡体进一步的松动，并产生了新的裂缝且蠕滑加剧，发生滑塌的可能性很大。鉴于目前该滑坡在自重+地表荷载+暴雨工况下，仍处于基本稳定～欠稳定状态，考虑到余震、降雨作用一旦发生，在其危害范围内，主要为坡体前缘居民人身和财产安全、河道也将受损破坏，直接影响当地的经济发展，故提出可行的治理方案进行加固。

建议治理方案:

(1)滑坡在1-1′剖面位置区布置一排抗滑桩，并在滑坡体东部后缘外侧20m范围内，布置一条截、排水沟。

(2)建议加强滑坡变形监测工作，建立和完善滑坡灾害预警系统，避免滑坡滑动时造成重大的危害。

(3)在工程治理前提下,在滑坡区上部斜坡上植树造林,减缓降雨渗透速度。

5 结 论

此次滑坡治理工作主要涉及到部分坡地，此坡地上主要为荒地和少量果木，在施工过程中对环境不会造成破坏。排水沟修建在滑坡体的外缘处，修建线路应顺势而下，且沟面不宽，亦对环境影响很小。抗滑桩施工只涉及到部分坡地，排水沟通过地段没有坡地农田，只有杂草灌木等。故排水沟施工和抗滑桩施工用水及材料，对地下水及居民的居住环境均无影响,在减灾防灾的同时，具有明显的社会效益、经济效益和环境效益。

[1] DZ T0218-2006 滑坡防治工程勘查规范[S].

[2] DZT 0219-2006 滑坡防治工程设计与施工技术规范[S].

[3] 杨 魁，等.滑坡工程的稳定性评价与灾害治理[J]. 探矿工程, 2009,(01).

[4] 覃庆忠，陆亿千.滑坡的地质勘察与防治的工程措施[J]. 建筑工程, 2009,(7).