安徽省宿松县长溪山村江冲滑坡稳定性分析与评价

金志，解会存，洪欢仁

(1.安徽省地勘局第一水文工程地质勘查院，蚌埠 233000； 2.山东省第一地质矿产勘查院，济南 250100)

安徽省宿松县长溪山村江冲滑坡稳定性分析与评价

金志1，解会存1，洪欢仁2

(1.安徽省地勘局第一水文工程地质勘查院，蚌埠 233000； 2.山东省第一地质矿产勘查院，济南 250100)

在实地踏勘的基础上，对宿松县长溪山村江冲滑坡的地质地貌条件以及滑坡体的基本特征进行了详细的分析。在此基础上，采用传递系数法对地质界面(现状滑面)稳定性进行了计算，对滑坡在不同工况条件下的稳定性及发展趋势进行了分析、评价与预测，最终提出了有效的防治措施建议。

地质灾害；滑坡；传递系数法，稳定性；分析

1 前言

江冲滑坡位于安徽省宿松县柳坪乡长溪山村江冲组，处于中、低山区坡脚处，滑坡体的岩性为残坡积含砾粘土，散体状结构；滑动面主要为粉质粘土夹层，局部为砾质粘土，该层底部含少量粗砂颗粒。滑坡体主滑动方向为43°，滑动面倾角为25°，埋深为11～18 m，呈舌形。滑坡长160 m，宽100 m，厚18 m，滑坡面积约为1.6×104m2，体积约为8.0×104m3，为小型土质滑坡(图1)。

根据江冲滑坡的勘查资料显示，不断发展的地表和房屋裂缝说明该滑坡为一经过多次变形而形成的老滑坡，目前处于局部复活变形阶段。该滑坡虽然为不涉水滑坡，但在暴雨状态下处于不稳定状态，一旦失稳，危及对象多，灾情极为严重。据已有资料显示，每逢暴雨，江冲滑坡曾多次出现滚石伤人事件，预估，该滑坡潜在经济损失约为1 200万元，同时滑坡将造成较大的间接损失，并造成不良社会影响。根据危胁对象、潜在经济损失情况，确定江冲滑坡防治工程等级为Ⅲ级。

图1 宿松县长溪山村江冲滑坡

2 地形与地质条件

2.1 地形地貌

江冲滑坡位于低山区地貌单元，海拔高度300～350 m，一般坡度25°～35°之间，由于坡脚受到自然河流冲刷，使滑坡坡体形成下陡中缓上陡地形，降水量充沛，且较集中，多暴雨、大雨。复杂的地质环境和气候条件为地质灾害的形成创造了条件(图2)。

图2 滑坡工程地质平面图

2.2 地层岩性

区域地层属华南地层大区南秦岭-大别山地层区宿松-肥东-张八岭地层小区。根据综合地质测绘及勘查资料，勘查区内地表出露地层为残坡积物粘性土，下伏基岩地层由元古界宿松群大新屋组(Pt3d)组成，地层岩性为浅灰色白云石英片岩夹白云石大理岩透镜体。

2.3 地震概况

根据1∶300万《中国地震动参数区划图(GB18306-2015)》，本区地震动反应谱特征周期分区为1区(0.35 s)，地震动峰值加速度分区为0.05 g，相当于原地震烈度Ⅵ度区。地震活动不频繁，也不强烈，属于低烈度区。

2.4 水文地质条件

2.4.1 松散岩类孔隙水

该类型地下水主要分布在区内残破积内，上部为耕植土夹少量碎石，厚度0.8～1.6 m，下部为含砾粘土，厚度10.2～17.2 m。该含水层组赋水性较差，单井涌水量小于10 m3/d，该类型水主要来源于大气降水，具有短径流、快交替、浅循环的动态特点，其水量随大气降水变化有较大的变幅，在丰水季节有出露，在枯水季节，水位下降，残破积物中地下水枯干。

2.4.2 碳酸盐岩裂隙溶洞水

该类型水分布于滑床大理岩风化裂隙中，由白云质大理岩组成。岩溶较发育，但多被泥质充填，单井涌水量小于10 m3/d。该类型水主要接受大气降水补给，但由于宿松地区雨季时间长，气候湿润，且植被覆盖率高，该层水地下水变幅不大。

2.4.3 基岩裂隙水

该类型水分布于滑床闪长片麻岩浅表风化的片理、裂隙中，富水性较差，单井涌水量小于10 m3/d。该类型水主要接受大气降水补给，但由于宿松地区雨季时间长，气候湿润，且植被覆盖率高，该层水地下水变幅不大。

地下水是导致斜坡滑塌的重要因子之一。一方面在地下水的作用下，岩土容重加大，同时会被软化或溶蚀；另一方面，地下水会对岩土体产生静水压力、加大动水压力以及浮托力，促使岩体下滑，斜坡稳定性下降。

2.5 工程地质岩性

根据综合地质测绘及勘查资料，滑坡体组成地层主要为耕表土和残坡积含砾粘土(图3)。现将勘查区组成滑坡体的地层岩性阐述如下：

耕植土：灰褐色，松散、含植物根系及少量风化岩屑和云母碎片，以粘性土为主。层厚0.8～1.6 m。

①砾质粘性土：棕红色，可塑，含少量云母碎片，粉质颗粒含量较高，砾石含量5%左右，一般粒径在2～10 mm之间，最大粒径在80 mm左右，砾石呈棱角状，成分主要为片麻岩石英等。层厚2.1～6.5 m。根据本次取样测试结果，该层底部水平渗透系数为7.34 E-07 cm/s～1.65 E-06 cm/s，垂直渗透系数为1.54 E-07 cm/s～5.27E-07 cm/s，该层为滑坡滑体。

图3 滑坡工程地质剖面图

②粉质粘土：灰黄色，可塑，含少量云母碎片和Fe、Mn质侵染及风化岩屑颗粒，干强度及韧性中等，局部见碎石，底部含少量粗砂颗粒。层厚1.2～1.5 m。该层为滑坡滑动面。

②-1砾质粘性土：棕黄色，可塑-硬塑，含少量云母碎片和Fe、Mn质侵染，砾石含量较低一般在5%左右，一般粒径在2～10 mm之间，最大粒径在50 mm左右，并见颗粒状风化岩屑，砾石一般呈棱角状，少量呈次棱角状。层厚0.7～3.7 m。该层为滑坡滑动面。

③砾质粘性土：棕红色，硬塑，含少量云母碎片及片麻岩风化碎屑颗粒，砾石含量一般在30%～50%左右，一般粒径在2～10 mm之间，最大粒径在30 mm左右，主要为次棱角状，磨圆度较好，成分为石英和片麻岩，级配一般。层厚1.5～6.9 m。根据本次取样测试结果，该层顶部水平渗透系数为9.55 E-05 cm/s，垂直渗透系数为8.14 E-05 cm/s。该层为滑床。

④砾质粘性土：棕黄色，硬塑，含少量云母碎片及砂质颗粒，砾石含量一般在30%～50%左右，一般粒径在2～20 mm之间，最大粒径在70 mm左右，主要为次棱角状，少量为棱角状，级配一般。层厚4.8～6.8 m。该层为滑床。根据岩性结构特征可判断，该层后期也可能成为滑体，该层与下部基岩接触带也可能产生滑带，形成滑坡。

3 滑坡体的物质组成、结构特征

3.1 滑坡物质结构特征

根据野外勘查资料，结合野外调查分析，斜坡坡体结构大致分为4层，即：①砾质粘性土：分布于滑坡坡面。②粉质粘土：该层为滑坡滑动面。②-1砾质粘性土：该层为滑坡滑动面。③砾质粘性土：该层为滑床。④砾质粘性土：该层与下部基岩接触带也可能产生滑带，形成滑坡。推测不稳定带有两处，分别为②和②-1夹层，以及④与下部基岩接触带(图2)。

3.2 滑坡形态特征

根据现场调查，本次勘查区内山体坡向为43°，坡度为26°～30°。整个滑坡体的岩性为耕植土和残坡积含砾粘土，呈松散状，滑坡基底由滑动面下部砾质粘性土和基岩组成。滑坡体主滑动方向为43°，滑动面倾角为43°，埋深为4.5～8.8 m，呈长舌形。滑坡体具有明显的后缘，滑坡后缘壁高2.5 m,产状43°∠55°。滑坡前缘由于河流冲蚀引发了两个局部崩滑，根据滑坡体的变形特征、滑动方向等要素，前缘两个滑坡体的物质来源、滑体物质组成以及地层层序等要素及形成机制大致相同，滑坡的成因相关。Ⅰ号滑坡位于斜坡西侧，宽度42 m，为已发生滑动，方量约8 400 m3；Ⅱ号滑坡位于斜坡东侧，宽度约37 m，已发生滑动，方量约5 550 m3。

滑坡体特征参见表1及图2。

表1 滑坡特征一览表

3.3 滑坡变形特征

根据现场调查、访问，滑坡体具有明显的后缘，滑坡后缘壁高2.5 m，产状43°∠55°。该滑坡2013年8月出现过两次较大滑动，分别位于滑坡体两侧坡脚处。

3.4 滑坡物探解译

为了解江冲滑坡的垂直和水平分布特征，在滑坡勘察区内布置了7条高密度电法测线和2条视电阻率测线，其中高密度电法测线长度970 m，电极距为5 m；对称四级视电阻率测线280 m，点距20 m。

根据江冲滑坡物探报告，场地地形起伏较大，场地第四系覆盖层厚度一般为10～20 m。根据剖面各水平位置的电阻率异常，推测场地中存在一长约200 m、宽约100 m的低阻异常区。根据现场等地质调查情况分析，确定该异常区为滑坡体，滑坡体厚度由西向东呈变厚趋势，最厚处达20 m以上。

4 滑坡稳定性分析与评价

4.1 滑坡变形宏观分析

根据勘查期间的调查监测及访问当地居民，江冲滑坡近期发生过滑动，滑坡后缘出现两条拉张裂缝，并在已滑动的坡面上发现多条新增横向裂缝，说明滑坡处于剧烈变形阶段，稳定性差。

在未来的强降雨或连续降雨的作用下，滑坡体可能会加剧变形从而产生破坏，对坡体下方江冲组居民生命财产安全造成威胁和危害，同时还可能堵塞江冲河道。

4.2 计算模型及工况

计算目的是为滑坡稳定性评价及防治提供依据，分析计算的荷载主要有滑坡及自重、暴雨情况下坡体完全饱水。分如下两种工况：①工况Ⅰ：自重(天然状态)；工况Ⅱ：自重+暴雨(坡体全部饱水)。

通过系统分析滑坡内软弱带、滑坡周界特征，岩土界面的粉质粘土及含砾粘性土为相对软弱带，如果滑坡复活，则沿此软弱带滑动的可能性最大，选取控制性剖面A-A′开展以上软弱带为滑移面在各种工况下的滑坡稳定性计算分析(图4)。以下是计算方法及参数的选取。

图4 柳坪乡长溪山村江冲组滑坡稳定性计算剖面A-A′

4.2.1 计算方法

运用传递系数法开展滑坡稳定性系数及剩余下滑推力计算。

(1) 稳定性系数计算公式

其中，Rn=(Wn((1-γU)cosαn-Asinαn)-RDn)tanφn+CnLn

Tn=Wn(sinαn+Acosαn)+TDn

式中，Kf为稳定性系数；ψj为第i块段剩余下滑力传递至第i+1块段时的传递系数(j=i)；Wi为第i计算条块自重与建筑等地面荷载之和(kN/m)；Ci为第i条块内聚力(kPa)；φi为第i条块内摩擦角(°)；Li为第i条块滑动面长度(m)；αi为第i条块滑面倾角(°)，反倾时取负值；βi为第i条块地下水流向，一般情况下取浸润线倾角与滑面倾角平均值(°)，反倾时取负值；A为地震加速度(单位：重力加速度g)；RDi为第i条块地下水渗透压力产生的垂直滑面分力(kN/m)；TDi为第i条块地下水渗透压力产生的平行滑面分力(kN/m)；γw为水的容重(kN/m3)；γU为孔隙压力比。

(2) 剩余下滑推力计算公式选择

Pi=Pi-1×ψ+KS×Ti-Ri

其中,下滑力Ti=Wi(sinαi+Acosαi)+γwhiwLicosαisinβicos(αi-βi)

抗滑力Ri=(Wi(cosαi-Asinαi)-Nwi-γwhiwLicosαisinβisin(αi-βi))tanφi+CiLi

传递系数ψ=cos(αi-1-αi)-sin(αi-1-αi)tanφi

式中,Pi为第i条块推力(kN/m)；Pi-1为第i条块的剩余下滑推力(kN/m)；Wi为第i条块的重量(kN)；Ci、ψi为第i条块的内聚力(kPa)及内聚力(°)；Li为第i条块长度(m)；αi为第i条块的滑面倾角(°)；A为地震加速度(重力加速度g)；KS为设计安全系数，根据以往同类岩土体参数类比经验确定。

4.2.2 参数的确定

采用如下途径选取计算采用的岩土物理力学参数：①根据勘查试验结果确定；②根据以往同类岩土体参数类比经验确定；③多次反复试算与实际的地质情况对比达到基本吻合后确定。并结合类似工程经验进行反演分析后，选取滑坡稳定性计算岩土体物理力学参数值(表2)。

表2 滑坡稳定性计算参数选取表

4.3 滑坡稳定性分析和推力计算

4.3.1 滑坡稳定性分析成果

本次稳定性计算分别采用了传递系数法，计算采用理正软件为计算程序，计算结果如表3所示。

4.3.2 滑坡推力计算成果

滑坡推力计算中设计安全系数，考虑该滑坡的重要性及危害性，参考相关规范，选取如下：

工况Ⅰ采用：Ks=1.20；工况Ⅱ采用：Ks=1.15。

表3 江冲滑坡稳定性计算成果表

在稳定性计算的基础上，按照相关规范，采用传递系数法和上述对应工况的安全系数，进行滑坡推力计算。剩余下滑推力计算结果见表3。

根据对江冲滑坡灾害体稳定性进行判定，结果为工况Ⅰ：天然条件下为欠稳定；工况Ⅱ：在暴雨的情况下为不稳定状态。江冲滑坡的稳定性受降雨影响非常明显，坡体含砾粘性土这种岩土结构有利于降雨的入渗，暴雨期间，降雨极有可能沿颗粒孔隙渗入，在滑带处富集软化岩土体强度，从而降低滑坡稳定性。

5 结语

5.1 滑坡发展趋势预测及危害性预测

综上所述，江冲滑坡的滑坡体为残坡积含砾粘土，结构松散，滑坡前缘、中部雨季有渗水现象，还存在残留滑坡体的进一步滑动破坏现象。在强降雨的作用下，滑坡有可能复发。

江冲滑坡目前处于欠稳定状态，考虑在强降雨的作用下，滑坡为不稳定，可能滑动，这将会直接影响到坡脚江冲组居民和江冲河道，其中威胁滑坡坡脚处40户居民共计120人，根据《滑坡崩塌泥石流详细调查规范(1∶50 000)》中关于地质灾害危害程度分级标准，危害程度分级属大型。因此，对滑坡进行治理很有必要。

5.2 防治方案建议

防治工程主要考虑滑坡体的稳定性和滑坡灾害发生后的危害程度，以及对环境的影响因素和经济效益，对滑坡体进行综合有效的治理。滑坡体治理方案建议如下：①斜边底部布置抗滑桩工程；②对整个滑坡采用系统排水工程方案。并在滑坡坡体上布置监测工程，根据监测数据确定是否需要对滑坡下部削坡形成的陡坎地段进行支护，使治理更有针对性，确保坡体整体稳定，消除地质灾害隐患。

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STABILITY ANALYSIS AND EVALUATION OF JIANGCHONG LANDSLIDE IN CHANGXI VILLAGE,SUSONG COUNTY, ANHUI PROVINCE

JIN Zhi1，XIE Hui-cun1，HONG Huan-ren2

(1.The first institute of Hydrology and Engineering Geological Prospecing Anhui Geological Prospecting Bureau， Bengbu 233000，China； 2.No.1 institute of geology and mineral resources of Shandong province，Jinan 250100,China)

On the basis of field reconnaissance，this article analysis the geological and topographical conditions and basic characteristics of Jiangchong landslides in Changxi Village,Susong County. On this basis，the stability of geological interface(sliding surface) were calculated by transdfer coefficient.The stabilization and development trend of landslide under different conditions were analyzed，evaluated and forecasted,and the prevention measures have been put forwar.

geologicaldisasters；landslide；transfer coefficient method；stability；analysis

孙瑜(1984- )，男，重庆长寿人，硕士，高级工程师，主要从事水文地质、工程地质、环境地质研究。E-mail:qubo-88@163.com

1006-4362(2017)01-0007-05

2016-12-01 改回日期： 2017-01-08

P642.22

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