青岛崂山区青山滑坡地质灾害稳定性评价

杨 涛

(1.西北大学地质学系，陕西 西安 710069；2.河北地质大学，河北 石家庄 050031)

青岛崂山区青山滑坡地质灾害稳定性评价

杨 涛1,2

(1.西北大学地质学系，陕西 西安 710069；2.河北地质大学，河北 石家庄 050031)

青岛崂山区是我国著名的滨海风景名胜区和5A级景区，青岛崂山地区滑坡地质灾害频繁发生。近年来，随着资源开发和工程建设活动的加剧，以及极端气象条件的不断出现，使滑坡地质灾害发生频率有所增高。选取青山滑坡为典型地质灾害地段，滑坡体土质松散，下部有坚硬花岗岩，坡体稳定性存在很大安全隐患。在分析青山滑坡所处地质环境的基础上，研究诱发滑坡的主要因素降雨和人类工程活动，从这两方面阐述对滑坡发生的机理，采用极限平衡法中的传递系数法，通过计算分析得到稳定性系数，实现了青山滑坡的稳定性评价。

滑坡；稳定性评价；极限平衡法

1 青山滑坡概况

1.1 发育特征

青山滑坡位于崂山王哥庄街办212省道沿线的青山村，滑坡体高约30 m，长度约120 m，平均厚度4.9 m，属于小型滑坡。滑坡体中有212省道穿过，滑坡体主体位于省道北侧。滑坡体土质较松散，其下部为坚硬花岗岩。灾害发生后，上部仍有局部滑塌现象，稳定性较差；其西南方向约100 m处存在一处灾害隐患，已有明显的滑动变形迹象，存在着很大的安全隐患。

1.2 危害情况

滑坡发生时，滑坡体下方公路损毁，路面和路基均被破坏，长度约178 m，造成交通中断；滑坡体西南方向约100 m处的灾害隐患体，导致公路路面出现2～25 cm宽的裂缝，并有多处局部错断和下陷现象。滑动的岩土体先将公路侧的电线杆冲倒，然后在高压电线和钢筋的拉动下，滑坡体两侧的电线杆随之断裂倒地，造成青山村全村断电，影响了村民的日常生活。滑坡体正下方没有民房存在，因此，滑坡仅造成了局部破坏和较小的损失。

滑坡灾害还导致其后壁、侧壁等产生多处危岩体，大多数危岩体前方已悬空，若再次遇到强降雨天气，发生滑塌的可能性很大，因此，迫切需要开展滑坡灾害治理工程。

2 地质环境条件

2.1 地形地貌

在大地构造上，崂山区处于胶南隆起北端，属中低山丘陡区，境内层峦迭障、山势陡峻、沟壑纵横、地形复杂。以崂山山脉为轴心，中间高、东西两侧低，自东向西按 16%～2%坡率递降。

崂山区地貌按成因类型可分为构造剥蚀地貌、剥蚀-堆积地貌和堆积地貌三种类型，三者在高度上依次呈阶梯状，地貌形态类型有中低山-丘陵-滨海平原及山间谷地。河床两侧阶地高一般在 2～4 m 之间，河流冲洪积物厚度一般小于10 m，个别地段可达20 m，具双层结构。

2.2 地层岩性

坡面覆盖的松散堆积物黄褐色，主要为砂质土夹碎石，自坡脚向上，厚度变薄，顶部趋于消失。出露岩石为花岗岩，浅红色，呈块状。

2.3 地质构造

崂山区区域地层除第四系松散地层以外，主要为中生代白垩纪青山群(kq)地层，从老至新依次为元古界变质岩、中生界白垩系碎屑岩和新生界第四系松散堆积物。在大地构造上，处于华南板块与华北板块的碰撞带，胶南—文威造山带日照隆断东北部，属鲁东隆起和胶莱坳断两个III级构造单元，区域构造线以北东向为主，次为北西向，主要构造形迹为韧性剪切带和脆性断裂构造。

2.4 水文地质

地下水主要接受大气降水补给。大气降水沿裂隙渗入地下，在沟谷底部汇集并向地下流动。

图1 地质灾害现场(公路损毁、供电系统及车辆损坏)

3 致灾因素分析

3.1 气象降雨

气象降雨是滑坡地质灾害发生的主要致灾因素。崂山地区降水量的时间分布极不均匀，主要集中在6～9月，占全年降水量的65%～80%。根据以往崂山地区地质灾害所发生的时间及灾害点情况，结合青岛市气象局提供的降雨量资料，分析得出：日降雨量在75～150 mm内，地质条件较差、容易发生变形破坏的地段被大气降雨因子引发而发生地质灾害；而日降雨量大于150 mm时，地质条件相对较好、斜坡稳定性也相对较好的区域也极可能引发地质灾害。

发生滑坡当天的降水非常大，达到126.3 mm；前3天的降水量为零；前10天中只有一天降大雨且雨量为51.5 mm，有一天降小雨，其它几天降雨量为零。灾害发生的主要原因是当日降特大暴雨(见图2)。

图2 灾前10天降雨量曲线图

3.2 人类工程活动

崂山风景区的开发、频繁的工程活动对地质环境的破坏是滑坡地质灾害及隐患形成的不可忽视的重要因素。从已发生的灾害来看，有的是直接由人类的工程活动所造成，有的则是人类工程活动引发的次生地质灾害。

(1)山区公路施工建设，开挖路基形成不稳定斜坡，劈山、放炮等活动强烈振动，更使山坡岩土体受振而松动，这成为滑坡地质灾害的引发因素。

(2)削坡建房工程，除使斜坡岩土体振动外，还形成人工陡边坡，且兴建的房屋及堆渣、弃渣、填土等给斜坡增加荷载，导致斜坡支撑不了过大的重量，失去平衡而引发灾害。

(3)无序开发梯田，既没有统一规划，也没有统一配套集中排水设施；不仅破坏了原有植被，而且在降水强度较大、地表径流大的情况下，雨水更易蓄积、浸润、软化岩土体，加大了岩土体中的静水压力和动水压力，对下一级梯田造成冲击，形成从上而下的连锁反应，导致滑坡灾害的发生。

(4)崂山石材的开采，破坏了山体、植被，同时不合理的堆置矿渣、尾矿等，也极易引发地质灾害。

3.3 灾害发生机理

青山滑坡地质灾害发生的机理有两方面，一方面是内因，另一方面是外因。边坡稳定性差，滑坡面堆积物渗透性能好，暴露地表，在长期降水作用下，使滑坡体处于不稳定状态。人类工程活动进一步降低了边坡稳定性，如资源开发、人工开挖边坡以及斜坡上部加载，增大了滑体的下滑力，减小斜坡的支撑力。在强降雨条件下，原有的力学平衡状态遭到破坏，最终导致滑坡发生。

4 边坡稳定性

边坡稳定性是指边坡的岩土体在一定条件下的稳定程度，是滑坡地质灾害发生的主控因素，采用极限平衡法中的传递系数法进行计算。该计算结果将作为滑坡危险性评价和地质灾害治理工程设计的重要依据[1-4]。

4.1 参数确定

根据滑坡点的边坡坡形，回填土为粘性杂填土，取参数值：

γ=14.58 kN/m3；c=31.7 kPa；φ=14.17°。

滑坡体高度为27.96 m，长度为160 m。

4.2 滑坡推力计算方法

滑坡推力按折线型计算，计算公式为：

Fn=Fn-1ψ+KtGnt-GnntgΦn -cnLn

ψ=cos(βn-1-βn)-sin(βn-1-βn)tgΦn

式中：Fn、Fn-1为第n块、第n-1块滑体的剩余下滑力；ψ为传递系数；Kt为滑坡推力安全系数；Gnt、Gnn为第n块滑体自重沿滑动面、垂直滑动面的分力；Φn为第n块滑体沿滑动面土的内摩擦角标准值；cn为第n块滑体沿滑动面土的粘聚力标准值；Ln为第n块滑体沿滑动面的长度。

根据受灾对象等级确定原则，滑坡体下方受威胁人数约150人，按地质灾害损失分级标准属二级，因此确定滑坡推力安全系数K为1.15。

4.3 计算结果

由于灾害点坡体长度小、坡度变化不大，将其分成5个块段进行计算(见表1)。

表1 边坡剩余推力计算结果

各块段剩余下推力：

第 1 块剩余下推力69 984.90 KN；

第 2 块剩余下推力46 221.64 KN；

第 3 块剩余下推力49 696.88 KN；

第 4 块剩余下推力42 045.45 KN；

第 5 块剩余下推力37 967.54 KN。

4.4 稳定安全系数验算

根据《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)中关于滑坡稳定安全系数的计算公式：

ψj=cos(θi-θi+1)-sin(θi-θi+1)tanΦi+1

Ri=NitanΦni+1+ciLi

式中：Fs为稳定系数；Ri为作用于第i块段的抗滑力；Ti为作用于第i块段滑动面上的滑动分力；Ni为第i块段滑动面上的法向分力；θi为第i块段滑动面与水平面的夹角；其余参数符号同前述推力计算公式。

滑坡稳定性验算参数取值参考表1中边坡剩余推力计算结果的数据，得安全系数0.94，小于该地区实际安全系数1.15(经验值)。

4.5 边坡稳定性评价

根据滑坡推力计算及稳定性验算结果，当滑动面取土层与基岩接触面，对边坡稳定性评价如下：

滑坡体5个块段的剩余推力均为正值，边坡安全系数为0.94，小于1.15，说明滑坡稳定性较差，该处滑坡体仍处于不稳定状态。

5 结语

根据青山滑坡地质灾害发生机理，外力因素可引发滑坡的发生，降雨尤其是大暴雨，使滑坡体在雨水的浸泡下易产生滑动。通过边坡稳定性计算结果可知，发生灾害后的青山滑坡体仍不稳定，再次发生灾害的概率较大，存在着严重的安全隐患，对青山村居民及过往行人的生命财产安全造成很大的威胁，危害性大。因此，需要采取一定的加固和排水措施进行治理。

[1]陈国华.滑坡稳定性评价方法对比研究[D].中国地质大学.2006.

[2]谢涛.北川县禹里乡马家坡滑坡稳定性评价及治理工程设计[D].成都理工大学.2011.

[3]尹洪峰.奉节县新城三马山片区滑坡稳定性评价与治理工程设计[D].吉林大学.2005.

[4]谢兵.双谊乡滑坡稳定性评价及治理工程优化[D].西南交通大学.2010.

2016-10-17

河北省科技计划项目(13275410)；地科院水环所重点实验室与试验基地联合开放基金

杨涛(1980-)，女，山东招远人，讲师，主要从事地质工程方面研究工作。

P694

B

1004-1184(2017)01-0146-02