四川省茂县南新镇羊毛坪滑坡稳定性评价

张婷，符必昌，周志国，李明和

( 1.昆明理工大学国土资源工程学院，昆明 650093； 2.云南岩土工程勘察设计研究院，昆明 650051)

目前，对于滑坡影响因素和变形破坏机制，国内外已有很多相关研究。阿坝州茂县南新镇羊毛坪滑坡发生于2008年5月8日，本文通过对羊毛坪滑坡进行详细调查，基本查明了滑坡区地形地貌、地层岩性、地质构造、新构造运动和地震、水文地质条件和人类工程活动影响等，并获取了稳定性评价所需的岩土体物理力学参数以及滑坡稳定性影响因素，利用传递系数法分别对滑坡在不同工况下的稳定性进行了计算和评价，为滑坡监测预警与防治提供了参考和依据[1]。

1 滑坡区工程地质概况

阿坝州茂县南新镇羊毛坪滑坡位于岷江河左岸，国道G213线公路从滑坡区西北侧通过。从整个滑坡区的地形地貌条件来看，该滑坡为一特大型老滑坡，受自然条件及人类工程活动的影响，老滑坡逐渐被肢解、分离。通过工程地质调查与测绘，以及各滑坡体的变形特征，大致可将该滑坡划分为3个滑坡体(H1、H2和H3)。相邻滑坡体之间以发育的冲沟或陡壁为界，整个滑坡的平面形态呈“舌”形状。由于H2和H3滑坡区及其影响范围内无集中居住的居民，也不存在重点保护对象，因此本次评价工作重点以H1滑坡作为主要研究对象。H1位于岷江下游，滑坡前缘为宽阔的阶地平台，前缘距离岷江河150～300 m，前缘阶地上房屋密集，是主要的居民聚居地，居住了凤毛坪村二组的全部村民，受“5.12”地震影响在滑坡体中部及后缘产生了大量的裂缝，据调查与滑坡前缘山体有一定间距的房屋被坡体挤压变形，说明地震以后仍处于蠕动变形阶段，一旦该滑坡失稳将导致严重的不良后果。

2 滑坡变形特征

2.1 滑塌变形特征

本次工程地质调查的滑塌体形态上似呈“圈椅”状，滑动方向均与斜坡倾向基本一致，其中最为典型的是位于H1滑坡前缘的滑塌HT1，其分布高程为 1 410～1 430 m，滑塌面积约1 086 m2，滑塌厚度约1～5 m，滑塌方量约4 300 m3，地貌上表现为一斜坡，坡体上拉裂缝及剪切裂缝较发育，断续分布，变形迹象十分清晰。因地表水的侵蚀、冲刷，滑塌体于两年前就已开始产生变形，受“5.12”地震的影响，变形加剧，有进一步扩张的趋势。据调查该滑塌体地震以前就已开始变形，是由于坡面长期遭受雨水冲刷、渗透造成的(图1) 。

图1 滑塌变形特征

2.2 地表裂缝特征

滑坡区内的地表裂缝主要为拉张裂缝形成的陡(边)坡，地表裂缝与受力状况相对应，裂缝在H1滑坡体后缘。各主要裂缝特征统计于表1。

表1 裂缝特征统计表

2.3 地面建筑物变形破坏特征

滑坡体上建筑物主要有当地居民修筑用于灌溉的引水沟，引水沟大部分地段依托原始沟道，局部采用片石混泥土修筑，很显然引水沟修筑比较简陋。据访问，该引水沟建于20世纪90年代，历经多年现已多处出现拉裂裂缝和挤压变形(图2)。“5.12”地震后，滑坡前缘一处原本坡体与房屋有一定间距的房屋被坡体挤压变形，院坝旁边的石梯也有明显的挤压痕迹，可见滑坡仍处于蠕动变形阶段。

图2 引水沟被拉裂

3 滑坡影响因素与变形破坏机制

3.1 滑坡影响因素

(1)水的因素

水是导致滑坡变形的重要因素之一，滑坡体物质结构比较松散，滑坡体物质渗透性好，坡体上虽修筑了引水沟，但大部分是依托原始沟道，且修筑较简陋，引水沟常年有水排放[2]。经“5.12”地震后，地表裂缝发育进一步加剧，为地表水提供了有利的渗透条件。地表水渗入坡体对土体进行软化的同时，增加了土体的容重和孔隙水压力以及对滑坡体的浮托力，降低滑坡体内滑带土或层间软弱带的抗剪强度，造成块碎石土体内部结构状态发生改变，从而使滑坡的稳定性降低，增加滑坡体的孔隙水压力，降低滑带土的抗剪强度。另外，岷江河长期对岸坡的冲刷和侵蚀引起滑坡失稳，逐级分块滑移。

(2) 地震因素

滑坡区地处龙门山强震带西侧，晚近期地壳强烈上升，地震活动频繁。最近一次“5.12”汶川地震，区内震动强烈。据资料收集、查阅，茂县地震烈度为Ⅷ地震区。滑坡区距离“5.12”汶川地震震中约60 km，地震对滑坡的影响较大，坡体多处产生地表裂缝、局部滑塌、错落导致滑坡前缘房屋被挤压变形。

(3) 地层因素

滑坡体物质主要为第四系崩滑堆积层(Q4col+del)含碎石粉质黏土、碎石土。据钻探揭示，碎石土厚度大，较松散，软硬相混，其间也夹有数层厚度较小、分布无规律的含角砾粉质黏土，为滑坡物质结构中的相对隔水层，地表水下渗至该层位时将大大降低该层土体的物理力学性质，从而可能导致坡体的稳定性逐步降低。

(4) 地形地貌条件

羊毛坪滑坡体主要为第四系崩滑堆积粉质黏土、碎石土，结构松散，斜坡坡度大，一般20°～30°，且下部较陡，坡度25°～35°，中部及上部相对较缓，一般15°～25°，这种下陡上缓、中前部沟谷发育、切割强烈的地形条件，不利于坡体稳定。

(5) 气候因素

滑坡区昼夜温差大，冬春季夜间斜坡体土中地下水将结冰留滞在相对隔水层，白天日照时间较长，日照气温较高，导致留滞在相对隔水层处的冰融化，改变其物理力学性质，也易导致斜坡体产生变形。

以上各种因素的综合作用，导致了羊毛坪滑坡有复活的可能性[3]。

3.2 变形破坏机制

羊毛坪滑坡所处坡体主要由第四系崩滑堆积层和下伏基岩(千枚岩夹砂岩)组成，区内岩体受多期构造运动作用，岩体破碎，裂隙发育，这些堆积层和破碎岩体为滑坡的形成提供了物质基础。同时，坡体内碎石、块石土软硬相混，其间局部夹数层含角砾、碎石粉质黏土层，下伏基覆面坡度较大，这又为坡体潜在滑动带(面)的形成创造了一定的条件。滑坡前后缘高差约264 m，滑坡前缘本身为一陡坡地貌或位于岷江河岸，长期受到河水的冲刷、侵蚀作用，为滑坡的发生发展提供了变形空间条件。H1滑坡，据钻孔揭露上覆土层为第四系崩滑堆积的粉质黏土和碎石土，钻孔均有漏水现象，说明土层结构松散，空隙大，为地下水的渗透提供了便利条件。在滑带位置冲洗液基本无漏失，局部孔位有堵水现象，该层含黏土较重，为相对隔水层。降雨或大量的灌溉用水沿松散堆积层下渗后，长期在相对隔水层处积聚，对其浸泡软化，使其抗剪强度指标降低，减小滑坡的抗滑力。滑坡前缘修建房屋对滑坡坡脚进行了开挖，使滑坡前缘形成了高陡临空面，改变了坡体原有的应力应变条件，破坏了坡体的自然稳定状态。受“5.12”汶川地震影响，坡体在地震和重力作用下向下滑移变形，地表裂缝主要产生在滑坡的中后部，前缘变形迹象不甚明显，中后缘土体结构发生明显变化，为地下水提供了渗透条件，地下水的渗透增加了动水压力，同时降低了土的抗剪强度，地下水沿基覆界面向岷江河水基准面渗流。从纵向地形条件来看，H1滑坡呈3级台阶状，说明该滑坡并不是一次变形所致，而是在漫长历史演变过程中，经多级多次变形逐步累积形成。横向上滑坡体呈中间高两侧低，且前缘为河流阶地，宽度60～250 m，钻探揭示下覆土层为河流冲洪积卵石层，说明滑坡曾发生过超覆现象，前缘中部明显突出，判定该滑坡为一典型的推移式滑坡。

4 稳定性分析与评价

4.1 滑坡稳定性计算

羊毛坪滑坡以土层滑坡为主，采用传递系数法对剖面进行计算，滑体坡面地形线及滑带均简化成折线[4][5]。滑体含粉质黏土角碎石重度值：天然重度22.20 kN/m3，饱水重度2.8 kN/m3。根据滑坡现状调查及室内岩土试验资料统计分析、反演分析，滑带土天然抗剪强度内聚力C值17～19 kPa，内摩擦角φ值19°～21°；饱和抗剪强度内聚力C值13～15 kPa，内摩擦角φ值17°～19°。根据室内试验成果、反演分析，工程地质类比法取得的参数，考虑取样、送样及试验条件、试验方法的局限性，稳定性分析和推力计算中抗剪强度是以室内试验统计值为基础，结合滑坡现状条件以反演分析结果为主而选取的[6]。综合确定潜在滑带土在天然状态和饱和状态下的抗剪强度指标取值见表2。

表2 潜在滑带土抗剪强度参数

滑坡各滑坡稳定性系数和推力计算成果统计见表3～表5。

表3(1号剪出口)滑坡整体稳定性及剩余下滑力计算成果统计表

剖面编号计算工况稳定系数稳定状态安全系数剩余下滑力/kN·m-11-1'剖面1号剪出口工况一:自重1.166稳定1.150工况二:自重+暴雨1.068基本稳定1.081 007.70工况三:自重+地震1.055稳定1.0502-2'剖面1号剪出口工况一:自重1.171稳定1.150工况二:自重+暴雨1.072基本稳定1.08617.02工况三:自重+地震1.057稳定1.050

表4 (2号剪出口)滑坡局部稳定性及剩余下滑力计算成果统计表

表5 (3号剪出口)滑坡局部稳定性及剩余下滑力计算成果统计表

4.2 滑坡稳定性综合评价

根据计算结果对滑坡进行稳定性评价，参照滑坡防治工程勘查规范表12，稳定性划分为4级，评价标准详情见表6。

表6 稳定性状态分级

注：K为滑坡稳定性系数;Kt为滑坡稳定性安全系数

由表3计算结果可知：滑坡在工况Ⅰ(自重)条件下，稳定系数K=1.166～1.171，处于稳定状态；在工况Ⅱ(自重+暴雨)条件下，稳定系数K=1.068～1.072，处于基本稳定状态，安全系数取1.08，剩余下滑力为617.02～1 007.70 kN/m；在工况Ⅲ(自重+地震)条件下，稳定系数K=1.055～1.057，处于稳定状态。

由表4和表5计算结果可知：该滑坡局部在各种工况下均处于稳定状态。

综上分析所述，经定量计算复核，该滑坡局部稳定性较好，发生次级滑坡剪出的可能性较小。滑坡整体在工况Ⅰ、工况Ⅲ条件下处于稳定性状态，在工况Ⅱ条件下虽然处于基本稳定状态但其安全储备不高，一旦遭受外部因素的影响，极易产生滑动。

5 结论

(1) 通过对羊毛坪滑坡的调查，查明了该地区的工程地质条件，得知该区水文地质条件简单，场地的地质环境复杂程度为复杂。

(2) 滑坡区滑坡体斜坡坡度陡，受“5.12”汶川地震的影响，在滑坡上产生了大量的滑塌和裂缝的不良地质现象。滑坡前缘受到岷江河流的冲刷，每年5～9月进入汛期，地下水活动强烈，地表水的冲刷作用加强，对滑坡的稳定性产生极大的威胁。

(3) 通过对滑坡现状的分析及滑坡的稳定性计算分析得出结论：滑坡在现状条件及地震作用下处于稳定状态；在暴雨作用下处于基本稳定状态。虽然滑坡整体滑动的可能性较小，但其安全储备不高，一旦遭受外部因素的影响，极易产生滑动。

(4) 羊毛坪滑坡目前处于蠕动变形阶段，在外力作用下整体滑动会造成巨大的经济损失和不良社会影响。因此，具有工程治理的必要性和紧迫性。