云阳爱国村变形体滑坡稳定性分析

杨 明

1 概述

爱国村变形体位于重庆市云阳县双江镇爱国村专业复建公路一带,地处长江支流紫金沟左岸,构造上处于硐村背斜南东翼,基座为侏罗系中统上沙溪庙组地层。变形体体积12.5×104m3,分布高程366 m～380 m。变形体后缘是云阳县渝巴移民复建路双白段,是云阳县重要的交通要道。现阶段变形体上尚有十家农户居住,人口数十人。若变形体产生滑移,将危及这一带居民生命及财产安全,造成较大的生命财产损失,并将影响双白段的运营。估算直接经济损失达300万元,间接经济损失1 000万元。

爱国村变形体的变形主要集中于变形体的中后部,变形表现为地面裂缝、建筑物变形破坏等。据调查:目前滑体上发育横向、切向拉裂缝数条,大部分延伸方向近东西向,延伸最大长度达40 m,裂缝开口宽度在5 mm～20 mm,最大拉裂宽度达60 mm。致使公路路面及居民房屋多处拉裂。而变形体的中前部变形则较弱,仅在变形体的前缘地段见有一处土体滑塌,滑塌体面积200 m2,体积500 m3。

2 变形体形成分析

1)变形体形成的影响因素。a.降雨。变形体的诱发因素主要是降雨的影响,降雨过程中,地表水入渗土体增大了变形体重量,降低了滑动面的抗剪强度,增大了下滑力。变形体区在连续降雨期间变形则说明降雨的影响是其主要的诱发因素之一[1,2]。b.人类工程活动。变形体的前、后缘均有公路通过,尤其是后缘渝巴移民复建路在修建过程中弃土直接置于变形体的后部,加大了变形体重量,增大了下滑力。据访问,变形体发生变形的时间在修路之后,故可说明人类工程活动是其主要的诱发因素之一。

2)变形体成因机制分析。变形体所处紫金沟岸坡,沟谷不断下切,形成斜坡,由于变形体前缘切坡和后部加载,使坡体内积累的应力释放和集中,同时在临空面附近,产生新的应力集中,在以自重为主的坡体应力长期作用下,坡体向临空面方向沿坡脚部位剪应力集中带形成剪切破裂面,在地下水作用下软化滑带处岩土体,使其抗剪强度迅速降低,在源于土体自重而产生的下滑推力作用下,剪应力高度集中,迅速向未被剪断的联系土体集中使其破坏,导致后缘拉裂面与前缘剪裂面贯通,最终产生突发性的破坏,形成滑坡。

3 变形体稳定性计算与分析评价

爱国村变形体易滑带受软弱面及临空面控制,呈起伏不平的折线形,故采用传递系数法来评价斜坡的稳定性及计算变形体推力[3,4]。其变形体的计算方案的选取、剖面的选取见图1。

3.1 计算方案

经分析变形体土体的岩、土状态及荷载组合,选定如表1所示的3种方案进行变形体稳定性计算。

表1 变形体稳定性及推力计算方案表

3.2 计算参数的选取

1)变形体土体重量。天然状态下人工填土采用经验值19.6 kN/m3,粉质黏土层重度采用20.01 kN/m3。饱水状态下试验成果平均重度20.14 kN/m3。

2)水的考虑。在5年一遇暴雨状态下,按变形体1/3的厚度考虑地下水,并考虑动水压力,滑带按饱水考虑。50年一遇暴雨状态下,滑体土按2/3厚度考虑地下水,并考虑动水压力,滑带按饱水考虑。入渗系数取0.50。

3)滑体上覆建筑荷载。稳定性计算中,仅考虑中后部民房分布的地表荷载,荷载按15 kN/m的线荷载均布。

4)抗剪强度C,φ值。本次计算中变形体易滑带土体抗剪强度反算值指标C=23.6 MPa,φ=7.2。

5)安全系数(K值)的选取。推力计算中,根据《三峡库区崩塌滑坡与塌岸地质灾害防治工程地质勘查技术要求》(试行),勘查等级为Ⅲ级,正常工况下安全系数KS值取1.15(工况Ⅰ);在特殊工况下(工况Ⅱ,Ⅲ)安全系数KS值取 1.05。

3.3 计算结果

在对剖面进行条分时,采用3种荷载组合,变形体计算基本数据及变形体稳定性计算结果和推力值见表2。

表2 爱国村变形体稳定性及推力一览表

4 结语

爱国村变形体在工况Ⅰ时,K=1.094,变形体处于潜在不稳定状态;在工况Ⅱ时,K=0.994,变形体处于不稳定状态;工况Ⅲ时,K=0.928,变形体不稳定。从表2中可看出,现阶段变形体处于基本稳定状态,而在大暴雨或暴雨+地震时,变形体整体将会失稳。因此,总体上爱国村变形体雨季不稳定,存在滑动的可能。

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