探讨承压水在蠕变式滑坡中的影响

徐伟军

（广东省地质局第七地质大队，广东惠州 516008）

地下水尤其是承压水在滑坡中具有举足轻重的影响，主要表现为对滑动面的软化与土体淘蚀、动水渗透压力、土体浮托力等。重点探讨承压地下水产生的渗透力对滑坡在蠕变过程中产生的影响。

1 工程概况

滑坡位于低山丘陵区前沿的缓坡地带，地势平缓。滑坡上部为铁路，中部为农田、果园，下部为县道，滑坡前缘为宽大的山区性河流（右岸），冲刷严重，河岸切割深而陡。滑坡以蠕变为主，长期以来，导致区内大量民房倒塌，经济损失严重。现场调查发现，滑坡地表见大量张裂隙、房屋开裂变形明显、涵洞出现明显的拉张裂缝和位移错位的痕迹、路基位移变形，近几年，随着大量的降雨，滑坡有加速滑动的迹象，对滑坡上部的铁路构成严重威胁。

2 地质环境条件

2.1 地形地貌

滑坡处于山前缓坡地带，相对高差约35m，前后缘水平距离约340m，地形坡度总体约6°，非常的平缓。区内房屋建筑鲜见，地物以阶梯状水田为主，沟流发育，鼓丘及洼地（水塘）相间出现，滑坡微地貌发育。

2.2 地层岩性

滑坡浅表广泛分布有粉质粘土及全风化砂岩、绿帘石岩（侵入闪长玢岩变质）等土层/类土层，总体厚度超过10m，工程性质较差，遇水易软化且抗剪强度下降明显。土层以下为强—中风化岩，工程性质相对较好。

2.3 地质构造

根据岩浆侵入、钻孔岩性破碎及岩体强烈硅化、块状岩体承压水发育等情况断定滑坡底下有一条宽约70～100m的张扭性断裂通过，与滑坡的滑动方向呈大角度相交。

2.4 地表水

滑坡上分布大量鱼塘，水沟纵横交错，水量丰富。滑坡前缘为河流凹岸，水流湍急，水深达10m以上，其流量受季节降雨影响，为典型的季节性山区型河流。

2.5 地下水

区内地下水类型多样，主要有松散层孔隙水、层状岩类裂隙水、块状裂隙水及构造裂隙水，四者间以垂直、侧向补给形成密切的水力联系。侵蚀下降泉及构造上升泉在滑坡体及附近多处出现，显示该区的地下水水量极为丰富，并通过导水断裂与外系统的水系有密切的水力联系。据钻孔资料显示，构造裂隙水具承压性，水头高达18m，主要集中分布在滑坡中上部，呈条带状横跨滑坡体，与滑坡主滑方向呈大角度相交。

选取坡残积土和全风化岩进行渗透系数测试，结果显示区内的土层为不透水层，结果如表1所示。

3 滑坡基本特征

滑坡面积约80000m2，体积约100×104m3，规模为大型滑坡。滑坡属“推移—牵引式”滑坡，滑动面呈折线型，滑体以土体为主，滑床以全风化岩为主。铁路从滑体上部通过，近十几年，匝道开始出现沉降变形，并有不断加剧的迹象，虽进行局部加固，但沉降变形依然继续。

滑坡边界在地形图上表现明显（图1），主要以稀疏及平直的地形线为主，同时滑坡内基本未见建筑物。滑坡边界经过处房屋及地面变形严重，出现大量连续裂缝，并呈弧形延伸，同时房屋存在顺时针扭动迹象。

表1 土样渗透试验成果

图1 XHP1滑坡地形特征及滑坡边界

4 渗透压力的探讨

4.1 滑坡计算条件

根据当地居民的介绍，滑坡体多在雨季发生明显的蠕动变形，旱季则变形不明显。

根据现场条件，设定滑坡工况：暴雨（连续降雨）和地面荷载。

工况一：自重+地面荷载+天然状态。

工况二：自重+地面荷载+暴雨（连续降雨）。

通过对滑坡与降雨期之间关系的分析，定性判断滑坡在工况一下处于欠稳定状态，在工况二处于不稳定状态。见表2。

经过室内的反复试验结合当地经验，滑坡体岩土体饱和重度取γsat=20kN/m3，天然重度取γ=18kN/m3，天然抗剪强度粘聚力C′r＝12.0kPa、内摩擦角φ′r＝10.0°，饱和抗剪强度粘聚力C′r＝11.0kPa、内摩擦角φ′r＝9.0°。

根据《滑坡防治工程勘查规范》：地下水位以下的水压力取值如下：

（1）渗透系数F＞1×10-7m/s时，计算渗透压力，滑体取浮重度；

（2）渗透系数F≤1×10-7m/s时，不计渗透压力，滑坡取饱和重度。

4.2 反演算分析

根据《滑坡防治工程勘查规范》中的公式进行反演：

表2 滑坡稳定性划分表

通过对滑坡剖面A-A′，B-B′进行反演算分析，见表3。

上述计算结果表明滑体剪切强度的取值不符合反演算的规律，因为滑坡体处于汇水区域，且地下水为承压水，滑坡的反演算根据《滑坡防治工程勘查规范》中的规定未考虑承压水的渗透压力，致使反演算成果不成立。

4.3 计算结果分析

根据上面的计算模型及参数，采用《滑坡防治工程勘查规范》的计算公式对滑坡进行重新计算（折线滑面），考虑渗透压力。计算简图见图2。

滑坡稳定性计算公式：

其中：

下滑力：

抗滑力：

传递系数

图2 滑坡计算简图

渗透压力平行滑面的分力：

渗透压力垂直于滑面的分力：

式中：Wi——第i条块的重量，kN/m；

Ci——第i条块内聚力，kPa；

φi——第i条块内摩擦角，（°）；Li——第i条块滑面长度，m；

αi——第i条块滑面倾角，（°）；

βi——第i条块地下水流向，（°）；

Kf——稳定系数；

ru——孔隙压力比，可表示为：

表3 反演算分析成果一览表

表4 渗透压力与稳定系数规律一览表

对滑坡中最主要的3条纵面进行分析计算。由于滑体为不透水层，按照递减的方式对渗透压力进行折减，获得的渗透压力与稳定系数规律见表4。

通过以上计算可以看出，承压水在弱透水层的渗透压力为透水层渗透压力的0.50倍时是比较符合滑坡稳定性的定性分析的。

5 结论

综上所述，承压水产生的渗透压力对边坡的滑动存在重要影响，其能让一个平缓的斜坡产生蠕变式滑动。因此，在滑坡稳定性分析过程中，若场地分布有承压水，应定性结合定量详细分析承压水对滑坡的影响，在稳定性计算时，不能简单的以渗透系数1×10-7m/s为界考虑是否加入承压水产生的渗透压力，应结合定性分析反验算滑坡的稳定性，为设计及施工提供准确信息。

[1]GB50021-2009岩土工程勘察规范[S].

[2]DZ/T0218-2006滑坡防治工程勘查规范[S].

[3]王恭先，等.滑坡学与滑坡防治技术[M].中国铁道出版社,2004.