五峰原地矿局滑坡成因及稳定性分析

杨俭波，何钰铭，王金波，陈 雪，金卉林

(湖北省水文地质工程地质勘察院，湖北宜昌 443002)

五峰原地矿局滑坡成因及稳定性分析

杨俭波，何钰铭，王金波，陈 雪，金卉林

(湖北省水文地质工程地质勘察院，湖北宜昌 443002)

基于五峰原地矿局滑坡现状特征及地质构造、水文地质、工程地质条件，分析该滑坡的形成机制，并在此基础上对该滑坡的稳定性进行分析评价，认为地形地貌与岩土体工程地质特征组合形成的顺向坡体结构是产生变形的内在因素，水体入渗及人类工程活动是诱发滑坡变形的主要外力因素等，建议采取锚索+格构+抗滑桩等工程措施对滑坡进行综合治理，以确保滑坡整体稳定。

滑坡成因;滑坡稳定性;五峰

原地矿局滑坡［1］位于五峰土家族自治县老城区。该滑坡体积19.95×104m3，属中型岩质顺层滑坡。一旦发生整体滑移，将危及坡下储运公司、原地矿局、民房、商铺等42户249人的生命财产安全，因而有必要对该滑坡的成因及稳定性进行分析，为防治工程提供依据。

1 滑坡现状

滑坡位于天池河东岸，西向斜坡中下部。该滑坡为一岩质滑坡，滑坡平面形态为半圆形，主滑方向301°，纵剖面略呈阶状，总体地形坡度25°～30°，局部呈台坎状;前缘至坡脚，高程595～600 m，后缘至斜坡陡缓转折处，高程672 m，滑坡体纵长210 m，横宽190 m，面积3.99×104m2，均厚5 m，总体积19.95×104m3。

滑坡体南侧为耕植土覆盖，厚3～5 m。地面变形特征不明显，其边界以冲沟为界，为季节性干沟，沟底基岩出露;滑坡体中部基岩出露，滑体沿软弱夹层临空面剪出，多处可见滑体和滑床基岩;滑坡体北侧为填土覆盖，厚0.5～0.8 m。地面变形特征不明显，其边界以右侧突出地形为界;滑坡前缘边界明显，为修路建房开挖后形成的陡坎，滑体沿软弱夹层形成剪出口;滑坡体后缘发育有裂缝，局部可见0.5～1.5 m高的陡坎［2］(图1、图2)。

2 滑坡地质特征

2.1 地质构造条件

五峰县城地处近东西向褶皱带长乐坪背斜西翼，五峰县城内呈现为单斜构造，地层倾向北西，倾角20°～52°，区内未见大规模断裂发育，但构造裂隙十分发育，瘤状灰岩中主要裂隙有:①355°∠76°;② 118°∠53°;③80°∠25°。密集的构造裂隙为岩质斜坡的变形破坏创造了良好的构造条件，一方面使岩体周界沿构造裂隙面呈折线状剪切追踪形成滑坡边界，另一方面为地下水活动运移提供通道，为滑坡变形发展创造条件。

图2 原地矿局滑坡1－1'纵剖面图Fig.2 1－1'longitudinal profile of landslide in former Geology and Mineral Resources Bureau

2.2 水文地质条件

滑坡区为顺向坡，且具下陡上缓的特点，降水所形成的地表径流缓慢，入渗量相对较大，入渗地下水沿层面径流，利于层间岩溶发育。O2b地层中所夹多层瘤状泥质灰岩，其可溶性较差，在其与灰岩接触层，层间溶蚀裂隙极为发育。溶洞一般顺层展布，垂向落水洞将各顺层发育的溶洞相互沟通，形成贯通性较好的岩溶管道网络。岩溶的发育，尤其是层间溶蚀裂隙的发育，不仅为地下水运移、汇集提供了良好通道，也为岩质滑坡滑移破坏创造了条件。

在滑坡中部发育一季节性小冲沟，滑坡中上部鸦来公路内侧修建有排水沟，地表水沿排水沟汇入天池河。

2.3 工程地质条件

2.3.1 滑体

滑体物质主要由碎块石土层、块裂岩等组成。受多期次滑移破坏影响，滑体物质分布具有一定的规律性，其表层为含碎块石土，下部为滑移碎块石、块裂岩。碎块石土结构较松散，土石比9∶1～8∶2，缓坡平台及滑坡中部洼槽块石含量较少，块径较小，滑坡外突的山咀及地形陡缓相交地段块石含量较高，块石(瘤状灰岩及泥质灰岩)大小混杂，其块径一般0.4～1.5 m，大者达10 m以上，块石有架空现象，钻孔揭露此层厚一般5～6 m，近后缘平台处略厚。滑坡中上部及后缘地带由于滑动位移小，受力较弱，灰岩块石产状基本保持不变。岩体在滑移过程中遭受强烈的挤压及拉裂破坏，多呈碎块状，杂乱无章，局部反翘，岩块间偶见滑移挤压撞击产生的擦痕和刻槽。

2.3.2 滑床

滑床由O2b灰色瘤状灰岩组成，滑面主要呈线型，滑床倾角304°∠27°。瘤状灰岩中等溶蚀风化，中厚层—厚层状构造，属坚硬—半坚硬层状工程地质岩类，强度较高。据勘查钻孔资料，滑床岩性较单一，主要为瘤状灰岩，岩芯一般呈长柱状，整体质量较好，溶蚀现象较弱，偶见溶孔，未见卡钻、掉钻等现象，未钻探到溶洞现象。

2.3.3 滑带

滑带主要由遭受剪切滑动挤压揉皱的泥质页岩及灰黄—褐黄色粉质粘土组成。泥质页岩多呈挠曲的页片状，滑面局部有溶蚀裂隙，深度一般为5～10 cm，有粘土充填，结构密实细腻。该软弱夹层和层间裂隙的粘土构成了原地矿局滑坡的滑带(面)，呈可塑—软塑状，具有极弱的透水性和较强的亲水性，泥化程度较高。滑带土特有的物质组成及物性特征表明，当大气降水入渗滑带土后使其饱水时，会导致其软化、泥化，力学强度急剧降低。

3 滑坡成因

根据滑坡的性状特征与变形特点分析，影响滑坡稳定性的因素可分为内在因素与外部因素两类。内在因素与滑坡区环境地质条件及自身特点有关，主要包括滑坡区地形地貌条件与滑坡物质结构条件以及坡体植被覆盖程度等;外在因素主要有水作用及人类工程活动等。

原地矿局滑坡目前已产生明显变形破坏，其影响因素主要有:

3.1 地形因素

滑坡区坡度较陡，前缘多形成陡坎，局部高度达5～8 m以上，具备临空条件，为滑坡的变形发展提供了良好的地形条件。

3.2 地质因素

滑坡区地层以奥陶系宝塔组(O2b)瘤状灰岩夹泥质页岩为主，岩层倾向与坡向一致，构成顺向坡体结构，且岩体中裂隙发育。这种顺向坡体结构与特定的构造(裂隙)部位利于滑坡边界与滑面的形成，在其它不利因素作用下，易沿岩层面产生滑移破坏。

3.3 水的作用

五峰地处长江流域暴雨中心地带，强降雨频繁。地表水及降雨入渗后坡体内地下水位迅速升高，致使裂隙水压力随之升高，岩土体由于饱水而重度增加，同时降水入渗还使泥质页岩夹层饱水后软化、泥化，力学强度降低，在临空良好条件下易造成失稳变形。滑坡区变形主要发生于汛期雨季，说明水的作用是滑坡变形的主要诱发动力因素。

3.4 人类工程活动

人类工程活动对滑坡稳定性的影响主要表现为城区建设中在坡体前缘、中部切坡、填方等，人工切坡形成高陡边坡，破坏了斜坡的原始平衡状态，同时大量的房屋建设增加了坡体荷载，使坡体稳定性进一步降低;开垦耕种使斜坡土体松散，导致树木减少，坡体裸露，降低了抗冲蚀能力和局部稳定性，增加了大气降雨的入渗速度和入渗量，对斜坡整体和局部稳定性均产生了不利影响。

根据滑坡变形破坏特征综合分析，地形地貌与岩土体工程地质特征是产生变形的内在因素，水体入渗及人类工程活动是诱发滑坡变形的主要外力因素。

4 滑坡稳定性分析

4.1 宏观地质定性分析

原地矿局滑坡为顺层岩滑，主要是沿软弱层面产生的顺层滑移。滑坡近期主要以小范围坍滑及蠕滑拉裂为主，其上部坡面有缓坡平台，利于降水入渗，滑坡前缘临空面高陡，且为顺向坡，为滑坡变形发展提供了良好地质、地形条件。

滑坡处于蠕滑阶段，在强降雨作用下地下水位将迅速上升，动、静水压力增大，同时软化、泥化软弱夹层，降低其抗剪强度，在累进性破坏作用下，自下而上发展，规模不断扩大，从而牵引上部岩土体滑动，存在整体滑动的可能，处于不稳定状态。

4.2 理论定量计算

4.2.1 计算参数

通过反演分析、室内试验成果，结合工程实际经验进行综合分析确定计算参数，见表1。

4.2.2 计算方法

本次稳定性计算方法按《滑坡防治工程勘查规范(DZ/T0218—2006)》推荐方法，1-1'、2-2'、3-3'剖面为沿基岩软弱夹层面产生的滑移变形，计算方法采用单一平面极限平衡法进行稳定性计算。

式中:Kf为稳定系数;W为滑体的重量(kN/m);A为地震加速度(重力加速度g);U为沿滑面扬压力;V为后缘裂隙静水压力;L为滑带长(m);γw为滑体重度;α为滑面的倾角(°);φ为滑面的内摩擦角(°)。其中，后缘裂隙静水压力 V=1/2γwH2;沿滑面扬压力 U= 1/2γwLH。

表1 原地矿局滑坡稳定性计算参数一览表Table 1 Schedule of calculation parameters of landslide stability in former Geology and Mineral Resources Bureau

4.2.3 计算工况

本次稳定性计算工况、荷载组合选用以下2种工况进行计算。工况1:自重(天然工况);工况2:自重+ 20年一遇暴雨(饱和工况)。

4.3 滑坡稳定性评价

通过定性分析和稳定性计算分析，在天然工况下，原地矿局滑坡处于稳定状态;在暴雨工况下处于基本—欠稳定状态，安全储备不足，存在整体滑移变形的可能(见表2)。稳定性计算结果与宏观地质分析结果基本吻合，变形均产生于强降雨期间，表明大气降水对滑坡变形起到决定性的促进作用。滑坡失稳方式为滑坡前缘先启动，然后逐次牵引中上部岩土体产生变形破坏。

表2 原地矿局滑坡稳定性计算一览表Table 2 Schedule of stability calculation of landslide in former Geology and Mineral Resources Bureau

5 结论与建议

(1)根据滑坡变形破坏特征综合分析，地形地貌与岩土体工程地质特征组合形成的顺向坡体结构是产生变形的内在因素，水体入渗及人类工程活动是诱发滑坡变形的主要外力因素，其中工程切坡应是一类导致坡体变形破坏的主控因素。

(2)通过定性分析和稳定性计算分析，在天然工况下，原地矿局滑坡处于稳定状态;在暴雨工况下处于基本—欠稳定状态，安全储备不足，存在局部或整体滑移的可能。坍滑体主要分布在滑坡区中部显然与切坡卸荷有关。

(3)根据滑体结构、稳定现状及其主要影响因素，建议采取锚索+格构+抗滑桩等工程措施对滑坡进行综合治理，以确保滑坡整体稳定。

［1］杨宜军，杨俭波.湖北省五峰土家族自治县原地矿局滑坡防治工程设计［R］.宜昌:湖北省地质环境总站，2013.

［2］林宗元，王长科.简明岩土工程勘察设计手册(上下册)［M］.北京:中国建筑工业出版社，2003.

(责任编辑:陈姣霞)

Analysis of Genesis and Stabilty of Landsldie in Former Geology and Mineral Resource Bureau in Wufeng

YANG Jianbo，HE Yuming，WANG Jinbo，CHEN Xue，JIN Huilin
(Hydrogeological＆Engineering Geological Reconnaissance Institute of Hubei Province，Yichang，Hubei 443002)

Based on present features，geological structure，hydrogeology and engineering geological conditions of landslide，the paper analyzes formation mechanism.On the basis of analysis and evaluation of landslide stability，the paper holds that Structure of consequent slope body is the internal factor of deformation，water infiltration and human engineering activities are the main factors inducing the deformation of landslides.

landslide genesis;landslide stability;Wufeng

P642.22

:A

:1671－1211(2015)06－0871－04

10.16536/j.cnki.issn.1671－1211.201506023

2015－08－26;改回日期:2015－09－25

杨俭波 (1973－)，男，工程师，岩土工程专业，从事水文地质、工程地质、环境地质勘查、设计工作。E－mail:765774032@qq.com

数字出版网址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.X.20151016.1724.008.html数字出版日期:2015－10－16 17:24