青海玉树结古寺滑坡性质判定及稳定性分析

关永平，马兴华，王仲复

(1. 青海省第五地质矿产勘查院，青海 西宁　810008； 2. 青海省水文地质工程地质环境地质调查院，青海 西宁　810008)

0　前　言

青海玉树结古寺滑坡位于结古镇扎曲河北岸，结古寺所在的基岩孤丘斜坡南侧，位处玉树“4.14”玉树地震发震断裂带—甘孜断裂(F2)北侧1.5 km处(图1)，在断层下盘(北盘)[1]，处于地震造成的次生地质灾害的范围内[2]。区域内新构造运动频繁，断裂构造发育，岩体十分破碎，特别是在“4.14”玉树地震影响下，产生较连续的地表破裂和大量房屋破坏，并诱发了滑坡、崩塌和震裂山体[3]，地震引发的地质灾害隐患点达282处[4]。结古寺所在的斜坡地表产生大量弧形拉张裂缝，最大裂缝宽度可达0.15 m，尤其是南坡坡顶发育一条长约30 m的张性裂缝，斜坡岩石裸露地段形成大量危岩，结古寺建筑损毁严重[5]。斜坡一旦失稳下滑，将对上部结古寺大经堂的重建和坡下居民、建筑、公路构成严重危害，造成重大损失和人员伤亡事故。为有效防治滑坡灾害，对结古寺滑坡形成机制及稳定性分析非常必要和及时。

1　滑坡发育特征

结古寺周边岩层总体向南顷(倾向坡外)，产状多为180(°)～210(°)∠60(°)～90(°)间，由于岩体内发生切层滑动，滑坡区整体岩体层面发生改变，由南倾变为北倾(倾向坡内)，代表性产状多在250(°)～260(°)∠30(°)～50(°)、N50(°)∠20(°)～40(°)间(图2)。受“4.14” 玉树地震影响，在坡顶出现有多条东西向垂直滑坡主滑方向的平行张拉裂缝。

图1　玉树区域地质构造

图2　岩层产状分布示意图

根据实测资料，对滑坡的主轴及两条副轴布置测量、勘探剖面。主轴上共布置3个钻孔，各孔岩心揭示情况如下：

1号孔：孔口标高3 814.46 m。0～0.8 m为人工填土；0.8～14.9 m为块石土，岩心破碎，石质为强风化千枚岩夹砂岩、板岩；14.9～20.8 m为中风化板岩、千枚岩夹砂岩，岩心呈短柱状夹少量柱状。

2号孔：孔口标高3 697.019 m。0～12.9 m为人工填土；12.9～28.5 m为块石土，岩石破碎，岩石为强风化千枚岩夹砂岩、板岩；28.5～28.7 m为卵石土夹圆砾；28.7～34.7 m为中风化板岩、千枚岩夹砂岩，岩心多呈短柱状、局部少量柱状。

3号孔：孔口标高3 688.782 m。0～6.9 m为人工填土；6.9～17.5m为块石土，岩心破碎，石质为强风化千枚岩夹砂岩、板岩；17.5～24 m为卵石土夹圆砾；24～25.8 m为中风化千枚岩夹砂岩、板岩，岩心多呈短柱状。

分析钻孔岩心所揭示地质情况表明，3个钻孔所揭示的强风化千枚岩、板岩块体为滑坡堆积所形成的块石土，弱风化程度、呈短柱状夹长柱状的岩芯为基岩，二者接触面即为切层滑动滑面。滑坡滑移后，滑体中的块石土覆盖在古河床阶地卵石土夹圆砾层上，由于滑坡推力导致古河床阶地上的卵石层在临近坡脚处较薄，而朝向扎曲河处较厚(钻探成果均有揭示)。根据主轴钻探资料表明，滑坡体平均厚度15 m左右。

据物探剖面显示，坡体中由上到下，在埋深0～20 m处有一与坡面平行的低阻带，为疑似滑动面 (图3)。根据钻孔揭示，强风化千枚岩、板岩块体为滑坡堆积体，与弱风化基岩接触面为滑面，滑体平均厚度约15 m，滑坡前缘覆盖在古河床阶地卵砾层之上。

图3　物探低阻带(滑面)位置对照

综合判断认为，该滑坡为一弯曲拉裂、岩质切层大型滑坡。

2　滑坡形成机制分析

滑坡所在地区原为古扎曲河侵蚀岸(图4)，受河流长期侧向侵蚀，形成临空面，在重力作用下，边坡岩体应力发生调整，岩体产生外倾结构面，造成岩层弯曲，并在后缘产生拉裂变形，坡脚应力集中。

随着风化作用和地表水、地下水侵蚀，岩体力学强度持续降低，在内外部综合因素作用下，岩体沿软弱层面产生滑动。

图4　推测古扎曲河河道

3　滑坡稳定性分析

本滑坡稳定性分析采用MIDAS GTS这一限元计算软件平台，将研究区域离散成多个节点和单元，分析滑坡体在不同工况条件下的稳定性，计算模型见图5，计算结果参见表1。

图5　结古寺滑坡有限元计算模型

表1　结古寺滑坡稳定性系数及稳定状态评价表(有限元部分)

注:带下划线的为处于欠稳定和不稳定状态。

经计算，在自重工况、暴雨工况和地震+暴雨工况下，滑坡处于基本稳定—稳定状态。在强地震及人类不合理工程活动影响下，存在复活变形的可能。

4　结　论

1) 由岩层产状倒置、钻探资料、物探资料综合判断，该为滑坡为中层、岩质切层大型滑坡，主滑方向S22(°)E，滑坡方量120×104m3。

2) 经计算，在自重工况、暴雨工况和地震+暴雨工况下，滑坡处于基本稳定—稳定状态。在强地震及人类不合理工程活动影响下，存在复活变形的可能。

3) 滑坡坡脚(北环路北侧)因居民兴建房屋，造成大量坡脚挖方，坡顶修建经堂等工程活动对滑坡的失稳形成诱发因素，对坡下居民、建筑、公路造成重大的安全隐患，有必要及时采取相应的支挡防护措施。