北川山东产业园区滑坡变形特征及形成机制

刘文彬 闫小旗 刘峻豪

(1.四川省绵阳川西北地质工程勘察院，四川 绵阳 621000; 2.西南科技大学土木工程与建筑学院，四川 绵阳 621010)

0 引言

北川山东产业园区滑坡位于北川县山东产业园北侧，属侵蚀堆积类型。北侧斜坡带北高南低，地面高程555.47 m～580.12 m，相对高差24.65 m;西侧斜坡带地面高程555.51 m～566.05 m，相对高差10.54 m，整个场地地形起伏变化较大。坡下场地已整平，在坡脚处形成临空面。北侧斜坡带上有板房两座，并有通过的道路和新修水渠，呈东西走向，受5·12汶川大地震及北川山东产业园开发的影响，北侧斜坡坡体由于滑坡局部沉陷变形较严重，在整个坡面上呈现多处裂缝，裂缝宽度达5 cm～10 cm。该滑坡给北川山东产业园的建设带来一定的影响，为有效对该滑坡进行治理，我们对北川山东产业园区北侧滑坡的变形特征及形成机制进行研究。

1 滑坡的地层结构及岩土特征

场区出露地层为第四系全新统松散堆积物与侏罗系上统七曲寺组基岩，现将地层岩性自上而下进行分述。

②侏罗系上统七曲寺组(J3q)。泥岩，浅红色，泥质结构，薄～中厚层状为主，层理发育，软岩，具有遇水软化，失水后开裂崩解的特性，分布均匀，产出大，常见灰绿色斑团和条带。强风化泥岩，长期受水浸泡，岩体较破碎，强度较低，手可掰碎，钻探揭示厚度2.2 m～3.5 m;中风化泥岩，岩体完整性较好，未见有破碎情况，岩体基本质量等级为Ⅳ级，属软质岩。

2 滑坡的基本特征

北侧部分斜坡由于滑坡坡体产生变形(见图1，图2)，坡顶高程580.12 m，南侧坡脚高程 556.42 m，相对高差 24.65 m，滑坡后壁明显，坡体局部沉陷变形，在整个坡面上呈现多处裂缝，裂缝宽度可达5 cm～10 cm。西侧斜坡相对高差约10 m，经人工开挖，坡脚处形成临空面，坡体上局部有小规模土体溜滑。所有斜坡带均未设置挡土结构。

图1 北川山东产业园区北侧滑坡平面图

图2 北川山东产业园区滑坡剖面图

滑坡体剪出口前缘临空面为坡脚。变形破坏明显，变形体横宽约60 m，纵长约90 m。滑坡体地表为斜坡部位，坡度15°～30°，坡脚处接近90°，主滑方向为145°，斜坡中部有道路通过，宽约8 m。

滑坡平面形态呈圈椅形，前缘至坡脚，标高为556.4 m左右，后缘至标高为580.1 m左右沉陷处为边界，左右两侧以剪切裂缝为界。相对高差23 m左右，变形破坏明显，变形体横宽约60 m，纵长约90 m，主滑方向为145°。滑体方量约1.9×104m3，属小型滑坡;该滑坡滑体厚度均小于10 m，属浅层滑坡;根据运动方式该滑坡为牵引式滑坡。滑坡区后缘处地面出现明显拉张裂缝，裂缝走向大多呈西南至东北向，缝宽多为5 cm～10 cm不等，且出现整体松弛下陷。

3 滑坡物质组成及结构特征

1)滑体:据勘察揭示滑体物质主要为粉质粘土，黄褐、浅黄、棕红色，含少量块石，碎石含量分布不均，结构松散。滑体厚度为0.8 m ～5.5 m。

2)滑带:据勘察揭示，滑坡主要沿着强风化泥岩与残坡积粉质粘土接触面滑动，滑带土主要是粉质粘土，褐黄或浅紫红色，较湿，可塑状，稍有光泽，干强度高，韧性中等，无摇振反应。土中含少量铁锰质斑团。主要分布于强风化泥岩上部，系基岩风化产物，滑带厚度为0.5 m ～2.0 m。

3)滑床:据勘察揭示滑床为侏罗系七曲寺组泥岩，浅红色，泥质结构，薄～中厚层状为主，层理发育，软岩，滑床长期受水浸泡，易软化开裂崩解，分布均匀，产出大，常见灰绿色斑团和条带。基岩面形态总体呈折线状，基岩面倾角一般18°～43°，中，上部较陡、下部稍缓。

4 滑坡影响因素及形成机制

根据地面调查及勘探点揭露情况综合分析，滑坡产生位移变形受控于地质结构、物质组成、地形条件、大气降水、地震、人类活动因素等。

1)地层岩性。

该滑坡地层主要为粉质粘土及强风化泥岩，强风化泥岩长期受水浸泡，易软化开裂崩解，为滑坡的形成提供了丰富的物质基础。滑体土主要以粉质粘土夹碎石、基岩碎块，透水性相对较好。滑带为粉质粘土层，下部为泥岩，透水性差，具有隔水性。故地下水易在岩土接触带汇集径流，加剧泥岩的风化、泥化，或使原基岩面的粉质粘土饱水软化，易形成软弱面(带)，为滑坡形成提供了良好的岩性组合，利于形成滑动面。这种地层为易滑地层，为下滑力的形成提供了动力源泉。

2)地形地貌。

工程区位于斜坡地带，从地形上来看，呈梯坎状，有利于地表水入渗，滑坡地表斜坡坡度在25°左右，基岩面坡度角15°左右。前缘由于场地施工开挖形成有效的临空面，具备了临空的滑移变形条件。

3)大气降水与地下水的作用。

大气降水与地下水的作用是滑坡形成的重要因素，区内6月～9月降雨量最多，占全年降雨量的75%。多年平均降雨量1 058.4 mm，历年极值降雨量1 587.2 mm。大气降水随杂填土渗透到滑带，降低潜在滑带土的强度，提高滑体容重，造成下滑力增大，抗滑力减小，为滑坡的最后形成起到了促进作用。

4)地震和余震的作用。

地震对滑坡主要有两种影响，一种是震中区土体受到垂直地震力的影响，使土体更加松散和发生崩滑;另一种是指向坡外的水平地震力易使土体失稳;“5·12”特大地震的发生，产生极大地震力，使原本处于稳定状态土体发生变形甚至破坏，这是产生滑坡的重要因素。

5 结论及滑坡治理建议

根据上述地质环境、工程地质条件和稳定性宏观分析等综合分析，可得出以下结论:

1)在天然情况下，滑坡稳定性系数 Fs值为1.31～1.16，整个坡体处于总体稳定状态。

2)当遇连续暴雨时，滑坡的发展趋势发生了明显变化，即各剖面的稳定性系数Fs值为0.88～0.98，处于不稳定状态。

3)在地震情况下，各剖面的稳定性系数Fs值为0.92～1.05，处于不稳定～欠稳定状态。

总之，滑坡随着工况条件的变化，其稳定性也发生变化，总体表现为由稳定到欠稳定，以致失稳滑动的发展过程，但由于坡体本身条件的不同，变形发展有一定的差异，各部分稳定性也有一定的差异，变形状况也不一致，其破坏形式表现为局部至整体的失稳破坏。

针对滑坡的变形特征，特提出如下治理建议:加强滑坡区统一的规划管理，严禁在滑坡区不合理的开挖、堆载，杜绝违章修建;采取必要的工程措施，根据滑坡的地形条件和地质结构特点，结合规划建设，对滑坡采取支挡及排水措施为主，局部护坡为辅进行治理;新建挡墙整治施工应分段开挖，并注意产生坑壁土体坍塌。

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