小石盘HP01滑坡成因机制及稳定性分析

秦林，赵倩



小石盘HP01滑坡成因机制及稳定性分析

秦林，赵倩

（四川省地质矿产开发局成都水文地质工程地质条件中心，成都 610081）

小石盘HP01滑坡位于万州区大周镇五土村6组，处于长江一级支流大周溪右岸岸坡地带。滑坡平面形态呈舌形，坡纵向长约130m，横向宽约230m，平均厚度约12m，体积约35.88×104m3。该滑坡为三峡库区涉水中型土质滑坡，威胁区内居民40余人及相关设施耕地。通过对滑坡勘查、分析的基础上对滑坡的成因机制及稳定性进行了分析，认为该滑坡稳定性受前缘库岸再造及库区水位波动影响最大。

滑坡；库岸再造；稳定性；小石盘

三峡水库每年11～2 月为枯水期，水位从175 m 降至145 m，之后又会在145～175 m 间周期性波动，从而形成大量涉水滑坡[1-2]。水库水位周期性的变化，使得大量老滑坡复活并诱发新的滑坡[3]。万州区长江各支流在三峡库区蓄水后，由于水位波动，局部地段形成库岸再造，使得部分斜坡前缘失去支撑，形成牵引式滑坡[4]。近年来，库区一期、二期、三期及后续地质灾害治理项目的连续启动，取得了丰富的研究成果[5-6]。八桷树滑坡位于重庆市万州区长江左岸，受库水位及其它因素的影响，近几年处于不断变化。在勘查成果基础上[7]，对滑坡的成因机制及稳定性进行分析，可对类似滑坡的研究分析起指导作用。

1 工程地质概况

小石盘HP01滑坡位于长江一级支流大周溪右岸岸坡地带、袁家院子南侧（老双凤桥北侧）。新建移民公路从滑坡后部穿过，地势西高东低，后缘高程210~217m，前缘高程160m~170m，前后缘高差约50m左右。滑坡纵向剖面上地面形态呈凸形，平均坡角24°。滑坡中前部呈斜坡状，后部地形相对较缓，坡角从后到前逐渐变陡，后部平均坡角为14°左右，前部26°~28°（图1）。

图1 小石盘HP01滑坡工程地质平面图

小石盘HP01滑坡有比较完整的边界，在平面上，岸坡中后部新建移民公路及其内侧土体横向拉裂缝很明显。公路内侧挡墙开裂变形，分析滑坡后缘以公路内侧20m处附近为界（照片1，照片2）。在岸坡下部160~170m高程附近临空面可见一系列规模不等的坍塌现象（照片3），构成了滑坡前缘剪出口。滑坡两侧均以弧形裂缝为界限，其外侧可见泥岩出露。在纵向上，表层滑体主要为松散第四系崩坡积（Q4col+dl）。滑坡滑带为粉质粘土夹碎石，土呈棕红色，可塑至软塑状，稍湿，可见明显的挤压痕迹和擦痕（照片4）。碎石成份主要为泥岩和砂岩，粒径一般为0.5~3cm，碎石含量约30%，多呈磨圆状。

照片1 滑坡后缘公路裂缝

照片2 滑坡后缘挡墙开裂下错

照片3 滑坡前缘路面垮塌

照片4 钻孔中揭露的滑面

2 滑坡成因机制分析

该滑坡的形成主要受其地形地貌、库区蓄水、库岸再造、大气降雨及人类工程活动影响。

1）地形地貌：斜坡后缘为陡崖带，逐年的崩塌对后缘加载；滑坡前缘属斜坡地貌，斜坡平均坡度22°~25°，有利于库岸再造，为滑坡的形成提供了和临空条件，不利于坡体稳定。

2）库区蓄水影响（主控因素）：滑坡位于大周溪右岸，受三峡库区蓄水影响较明显。自2008年库区蓄水后，每次退水后滑坡均有不同程度的变形。产生变形的主要原因为水位涨落对坡脚侵蚀后形成临空面，下部土体垮塌后牵引后部土体引起进一步变形。特别是滑坡中后部的公路逐渐形成横向拉裂缝，坡体上裂缝变化较明显，因此库水位的持续变化不仅是目前造成小石盘HP01滑坡不断变形加剧的主控因素，更是对滑坡一旦整体滑移破坏起到主导作用。

3）库岸再造：库水周期性涨落，水位变动带范围内的岩土体内产生一定的动水压力，在河水波动作用下被反复冲刷掏蚀，促进岸坡岩土体发生侵蚀剥离或局部岩土体失去下部支撑出现崩塌，从而引起库岸再造的发生。造成滑坡前缘土体被逐渐带走，阻滑段减少，从而逐渐牵引后部土体发生变形。此是滑坡逐渐变形的主导因素之一。

4）大气降水入渗：滑坡区温暖潮湿、雨量充沛，并且多为连雨、暴雨。地表排水条件一般，大量的雨水不能及时排泄，容易渗入滑体内，主要作用是降低滑移带土的抗剪强度，增加滑体土的重量及水压力。据野外调查，于2012年4月23日和24日两天暴雨过后，HP01滑坡左侧边界附近的公路右侧路面1-2m范围内出现了局部的垮塌，因此暴雨加剧滑坡持续变形的第二因素。

5）人类工程活动：滑坡区内有多处水塘，据访问部分水塘存在漏水现象，即塘水大量入渗降低滑坡的力学性质和抗滑能力，利于滑坡的发生。

综上所述，小石盘HP01滑坡区域在早期地壳运动形成了目前独特的地形地貌及地质结构。后期由于斜坡后缘陡崖的逐渐崩塌，对斜坡后缘逐渐加载，加之坡体上的建房及耕种，灌溉水、生活用水及大气降水入渗等因素，逐渐改变着斜坡原有的平衡状态。在三峡库区开始蓄水后，斜坡前缘被逐渐掏蚀，发生库岸再造，斜坡前缘形态逐渐变陡形成临空。库区蓄水后，由于水位周期性的抬升消落，严重破坏了坡体原有的地下水运动规律，加速改变滑带的物理力学参数。库区退水期，前缘水位迅速下降，中部及后缘水位下降稍慢，形成水位差，产生水压力，加速滑坡下滑变形。在滑坡后缘荷载增加，前缘受库岸再造阻滑段逐渐减少，坡体物理力学参数下降，水压力增加等一系列不利因素条件下，造成滑坡前缘多处出现垮塌变形，后缘及中部的房屋、公路等设施出现大量裂缝，深部滑带段逐渐形成滑面及擦痕等变形特征，滑坡的稳定状态发生恶化。

3 滑坡稳定性分析

3.1 滑坡稳定性定性分析

小石盘HP01滑坡在库区蓄水的条件下目前无明显变化，但随着库区水位持续下降的作用下，前缘库岸再造加剧等，其变形迹象呈进一步加剧，变形破坏很严重和日趋明显。因此，HP01滑坡在库水位持续下降的作用下，整体处于欠稳定状态，其它条件下，整体处于基本稳定状态。

3.2 滑坡稳定性定量分析

采用以极限平衡理论为依据的折线形滑动法（传递系数法）来计算滑坡的稳定系数。作用于滑体各条块上的力包括条块重量、孔隙水压力、静水压力以及滑体表面的建筑荷载。计算选取主控剖面2-2’（图2），根据传递系数法的原理对滑体进行条分分析计算。按照《三峡库区三期地质灾害防治工程地质勘察技术要求》，最后进行稳定性计算和剩余下滑力计算时，仅采用以下4种工况：

工况1：自重+地表荷载＋现状水位。

工况2：自重+地表荷载＋水库坝前175静水位（吴淞高程）＋10年一遇暴雨（q枯）。

图2 滑坡4-4’剖面工程地质剖面图

工况3：自重+地表荷载＋50年一遇洪水位＋10年一遇暴雨（q全）。

工况5：自重+地表荷载＋水库坝前175m降至枯水位+10年一遇暴雨（q全）。

小石盘HP01滑坡防治工程级别为Ⅲ级，工况1、2、3的安全系数取1.15，工况5的安全系数取1.10。

稳定性计算相关参数取值如下：

当滑动面为地下水所浸泡时采用饱和值，否则采用天然值。

1）HP01滑坡滑带土天然抗剪强度参数为： C=23.19kPa、j=17.49°；滑带土饱和抗剪强度参数为： C=20.72kPa、j=15.91°。

2）自重参数：天然重度：19.7kN/m3；饱和重度：20.6kN/m3；浮重度：取10.6kN/m3。

3）地表荷载：滑坡建筑区加载按均匀荷载10kN/m考虑。

4）动水压力：当滑坡体渗透系数大于1.0×10-7m/s，滑坡体重度取浮重度，计算动水压力。

5）降雨：非汛期10年一遇暴雨按5天的渗透深度考虑，即滑体饱和面积按自重1/3考虑。

按照上述计算工况和参数选取原则进行计算取得的滑坡稳定性计算结果见表。

3.3 滑坡稳定性综合评价

HP01滑坡的变形迹象随着库水位下降的作用下日趋明显，库岸再造加强，处于强变形阶段；在其它条件下，HP01滑坡的变形情况相对较缓慢。经过计算2-2′剖面在工况5下，稳定系数为1.027，处于欠稳定状态，与宏观变形相吻合；在工况1、2、3下，稳定系数均处于1.05~1.10之间，为基本稳定状态，与宏观变形相吻合。综述，滑坡表层的变形与滑坡稳定性定性分析、定量分析相吻合，因此，该滑坡的稳定性评价结论合理可行。

小石盘HP01滑坡稳定性系数计算成果表

计算剖面工况选择稳定系数安全系数稳定状态 4-4剖面工况1工况11.083基本稳定 工况1工况21.053基本稳定 工况2工况31.052基本稳定 工况5工况51.027欠稳定

4 结论及建议

通过对分析小石盘HP01滑坡的成因机制，采用宏观分析与模型定量分析两种手段相结合的方法，对该滑坡稳定性就行了分析评价，评价结论合理可靠。得出了滑坡受库岸再造、库水位变动影响较大及在不同工况下的稳定状态，对滑坡的治理提供了相关的参考依据。建议在滑坡的治理过程及治理后可结合效果监测，动态分析库区水位变动与库岸再造强度、滑坡稳定性之间的动态关系，建立其相关数据库和分析模型，为今后类似滑坡的分析治理提供参考。

[1]张旭，谭卓英，周春梅.2015.库水位变化下滑坡渗流机制与稳定性分析[J]．岩石力学与工程学报，35（4）: 713-722．

[2]代贞伟，殷跃平等．2015.三峡库区藕塘滑坡变形失稳机制研究[J]．工程地质学报，24（1） :44-55．

[3]殷跃平． 2004． 长江三峡工程移民迁建区地质灾害及防治研究[M]．北京: 地质出版社．

[4]周跃峰等．2013. 牵引式滑坡演化模式研究[J]．岩土工程学报，36（ 10） : 1855-1862．

[5]黄润秋．2007. 20 世纪以来中国的大型滑坡及其发生机制[J]． 岩石力学与工程学报，26（ 3） : 433-454．

[6] 刘贵应. 库水位变化对三峡库区堆积层滑坡稳定性的影响[J]. 安全与环境工程，2011，18（5）：26-28.（LIU Guiying. Influence of water table fluctuation on the stability of colluvial landslide in Three Gorgesreservoir[J]. Safety and Environmental Engineering，2011，18（5）：26-28.（in Chinese））.

[7] 四川省华地建设工程有限责任公司.2012. 重庆市三峡库区后续地质灾害防治第一批应急抢险工程治理项目万州小石盘危岩滑坡详细勘查报告[Ｒ]．成都:四川省华地建设工程有限责任公司．

Genetic Mechanism and Stability of the Landslide HP01 at Xiaoshipan

QIN Lin ZHAO Qian

（Chengdu Center of Hydrogeology and Engineering Geology, SBGEEMR, Chengdu 610081）

TheLandslide HP01 at Xiaoshipan is located in Wutu Village, Dazhou Town, Wanzhou District, lying on the right bank of Dazhouxi Stream, a small tributary of the Yangtze River. The plane form of the landslide is tongue-shaped with a length of about 130 m and a width of about 230 m, average thickness of about 12 m and the volume of about 35.88×104m3. It is a medium-sized soil landslide, threatening lives and property of more than 40 persons. This paper deals with genetic mechanism and stability of the landslide.

Landslide HP01; Xiaoshipan; reservoir shore reconstruction; genetic mechanism; stability analysis

2017-12-01

秦林（1982-），男，四川南充人，工程硕士，工程师，主要从事工程地质领域

P642.22

A

1006-0995（2018）03-0505-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2018.03.035