楠木井滑坡特征分析及稳定性评价

熊扬福 吴娟娟

摘要：根据楠木井滑坡的地质勘测资料，阐述了楠木井滑坡形态特征、物质的组成以及结构特征的相关内容，分析楠木井滑坡形成的机理，预测该滑坡在降雨、蓄水作用下变形趋势。

Abstract： According to the geological survey data of Nanmujing landslide， the morphological characteristics， composition and structural features of the Nanmujing landslide were described and the formation mechanism was analyzed. Based on the analysis， the trend of deformation was predicted under the action of rainfall and water storage.

关键词：滑坡;变形;形成机理;稳定性

Key words： landslide;deformation;formation mechanism;stability

中图分类号：P642.22                                      文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）15-0158-03

0  引言

三峡库区地质灾害种类多、数量大，对库区的人民群主的生命和财产造成重大威胁。在三峡库区里，据统计有滑坡3864处，是最主要的地质灾害类型[1]。库区已有众多滑坡被学者深入研究并进行了总结，如千将坪滑坡[2-5]、凉水井滑坡[6-7]、白家包滑坡[8-9]、八字门滑坡[10-13]等。本文通过野外相关调查，分析了楠木井滑坡的特征，在此基础上对其形成机理进行探讨并评价了其稳定性。

1  滑坡特征

楠木井滑坡位于兴山县高阳镇昭君村1组，位于香溪河的白沙河段左岸，其中次级楠木井滑坡为二期地质灾害专业监测预警点。

1.1 滑坡空间形态及边界特征

楠木井滑坡后缘高程450m，宽300～500m，前缘高程在160m左右，宽950m，纵向长750m，其面积47.1×104m2，体积达1884×104m3。滑坡全貌见图1。

滑体东西两侧存在两个次级滑坡，即为楠木井次级滑坡和昭君宅次级滑坡。此两次级滑体部份地势上相对低洼，与滑体的主体部分即烟灯坪～仓坪一带有较显著的差别。由地貌特征显示，楠木井滑坡西至昭君宅，东至楠木井，北至烟灯坪以北，南至白沙河，为一较典型的滑坡体。楠木井滑坡是滑体的主体部分，前缘高程160m，在后缘地段，高程360～380m为一平台，380m以上为一斜坡，地面坡度25°～30°，高程270～360m，为一斜坡，地面坡度25°左右，高程240～270m为一平台。前缘地段，高程240m以下为较陡的斜坡，地面坡度30～35°。楠木井次级滑坡，后缘高程380m，宽150～250m，具圈椅状地貌形态。前缘宽450m，相对高差220m，纵向长700m，面积20×104m2。此滑体总体上呈较均一的斜坡，平均地面坡度15°左右，局部因再次滑动，地面上呈缓坡甚至平台;昭君宅次级滑坡，后缘高程375m，宽100m左右，呈圈椅状地貌。前缘宽230m，相对高差约120m，纵向长550m，面积6.5×104m2。此滑体的微地貌形态，与前者又有所不同，是两缓坡或平台与两较陡斜坡相间的台阶状。后缘地段，高程350～375m为一缓坡，地面坡度15°左右;中部高程300～350m，地面坡度30°左右，高程265～300m为一平台（王昭君纪念馆所地在）;高程265m以下呈坡度35°～40°的较陡斜坡。

1.2 滑坡物质组成及结构特征

1.2.1 滑體

楠木井滑坡因两侧曾发生过再次滑动，其结构上与主体部分存在一定的差异。滑体的主体部分大致在高程275m即仓坪以上至后缘，组成物质为较均一的灰岩块石夹碎石土，厚约40～50m，表层局部有胶结，多开垦为耕地;高程200～270m之间，为反倾已滑破碎岩体，为紫红色粉砂质泥岩夹砂岩，厚30～40m，岩层倾向NE30～45°，倾角45°左右;高程200以下为反倾的灰黄色及砂色砂岩夹炭质页岩与页岩，厚10～20m，岩层产状与上覆岩体基本一致。

楠木井次级滑体，组成物质在高程250m即楠木井以上为灰岩碎块石土，结构较松散，碎块石含量约占40%左右，块石直径一般20～80cm，个别粒径达2～5m，岩性以灰色～灰白色灰岩为主。以下至前缘均为紫红色～灰黄色含碎石粉质粘土层，碎块石含量10%～20%，碎块石成分以粉砂质泥岩为主，估计厚30～40m左右。昭君宅次级滑体，在高程275以上为灰岩块石夹碎石土，厚一般为30m左右;在王昭君纪念馆一带厚约57m;高程230m以下主要为紫红色粉砂质泥岩与粉细砂岩碎块石土，厚一般30～40m。

1.2.2 滑带

在昭君宅一带滑体存在两级滑面，一个为浅层滑面，滑面以上的物质以碎石土为主。另一个为深层滑面，位于反倾破碎岩体与其下的正常岩体之间。滑带土物质组成为褐红色含碎石粉质粘土，受挤压碾磨，有明显挤压揉皱及擦痕现象，结构较密实细腻。粉质粘土呈硬可塑状态，切面有光泽。碎石岩性为紫红色泥岩，粒径1～3cm，含量约10%～15%，略有磨圆，见擦痕磨光面。

1.2.3 滑床

楠木井滑坡体的滑床基本上是以软岩为主的三叠系巴东组地层和沙镇溪组地层和侏罗系香溪组地层。巴东组地层大致分布在高程280m以上，以下为沙镇溪组地层和香溪组地层，岩层倾向230°～240°，岩层倾角从后缘至前缘由陡倾（65°～80°）逐步变缓至40°左右，属于高倾角顺向坡。滑坡工程地质平面图见图2，剖面图见图3。

1.3 滑坡变形特征

昭君村滑坡在早期因软弱的陡倾层状岩体，在重力作用逐渐弯曲，最终沿一贯穿性的断裂面形成规模较大的滑坡体。之后整个滑坡逐步解体，首先在东侧形成次级的楠木井滑坡体，并逐步达到稳定状态。而西侧的昭君宅滑坡体则在最后形成，但该滑体从微地貌形态和近期的变形迹象分析，尚未达到较稳定的状态。楠木井滑坡近期变形破坏就发生在较陡斜坡与缓坡或平台相连接的地段。

在滑体的主体部份后缘靠西侧边界附近，2003年7月7天大雨后在烟灯坪后山脚出现长约200m宽10cm的地裂缝，造成一处村民住房严重拉裂破坏，而被迫搬家，至今仍可在房屋和地面见到拉裂变形的迹象。

而楠木井滑坡的变形现象则较为明显，对地面建筑物已造成不同程度的破坏。主要表现在位于滑坡体上的王昭君纪念馆均有不同程度的拉裂变形破坏。经对详细调查访问，王昭君纪念馆有明显的拉张裂缝共有77条。这些裂缝长一般10m左右，最大者可达30余米，拉张的宽度一般1～5cm，最大可达10cm左右。因受纪念馆建筑物结构体的制约拉裂缝主要呈南北向和东近向延伸，其次是北东向和北西向。

在昭君纪念馆平台临近陡坡的边缘区附近，建筑物严重拉裂破坏，其中在平台边缘的外走廊尤为突出，其柱、梁多断裂、破损，成为危险建筑曾一度封闭禁止游人通过。此外，这一区内的地面普遍拉裂变形，使其梯道、护栏、墙壁多处拉张歪斜，甚至断裂。

昭君宅滑坡中的变形破坏迹象，早在1996年就已发现，之后不断发展，在2001年至2002年最为显著，建筑物的破坏也最为严重，至今还仍在变形。并且从1996年开始纪念馆每年花费大量经费对建筑物与地面变形破坏进行修补。另据访问，该滑坡体后缘斜坡，即烟灯坪的西北侧斜坡，原是一平顺的平台，大约在19世纪曾产生过一次规模较大的滑移，而形成现有的圈椅状凹槽地貌特征。

楠木井滑体近期变形迹象不明显，现处于基本稳定状态，而西侧的昭君宅滑坡体，长期以来都有变形现象出现，尤其是近期，变形位移显著，并有加剧的趋势。

2  滑坡稳定性分析及预测

2.1 滑坡成因机制分析

从地质环境上看，昭君村滑体恰好处在秭归构造盆地的东北部边缘陡倾岩层出露的斜坡地段，由于岩层总体倾南西，则该斜坡属于陡倾岩层组成的顺向坡。

滑体所在的斜坡原有构造形式，是陡倾且软硬程度相差较大的两种岩体构成的单斜构造。斜坡的北侧为坚硬的为嘉陵江组厚层灰岩形成高达200m以上的陡坡，南侧即滑坡所在的地段为以软岩为主的三叠系中上统巴东组、沙镇溪组和侏罗系下部的香溪组中厚层至薄层状地层。此类软弱的层状岩体，加之岩层陡倾，易于产生重力弯曲，之后随着河流下切斜坡坡度变陡，硬岩则形成高陡的斜坡，其破坏型式主要岩块的剥落，而中厚层薄层状的陡倾软弱岩层，在斜坡变陡和剥落块石的不断加厚的条件下，则产生向临空面方向的重力弯曲，当软弱岩体弯曲强度超过其抗拉强度，往往在重力弯曲的轴部形成平形轴面的断裂，之后受剪力作用逐步贯通，最后形成一条通穿整个斜坡并倾向坡外、倾角中等的断裂面，并由此断裂面成为底滑面，导致上覆倾倒岩体的滑动。

该滑坡的这种形成机制，除兴山高阳一带之外，在清江流域类似于此坡体结构的招徕河地区和长江周边的秭归周坪地区普遍可见。

由此，昭君村滑体形成的内在因素，是此斜坡存在的以软岩为主的陡倾层状岩体，也是从高阳镇～昭君村～白沙河一线多个巨大型滑坡形成的物质基础与条件。此外，白沙河的不断下切，加之恶劣的自然条件如暴雨频繁发生，使整斜坡的浸蚀、剥蚀加剧以及坡体上大量开垦种植、建筑等人类工程活动的增强则是滑坡形成乃至后期不断变形破坏的重要原因。

2.2 滑坡影响因素分析

2.2.1 降雨的作用

滑坡区位于鄂西暴雨中心北部边缘地带，潮湿多雨，气候温暖。有资料显示，该地区年降雨量介于615.4～1357.0mm之间，全年降雨量多集中在4～10月，高达88%，降雨峰值在6～10月，因此，地质灾害多发生在6～10月，并且这些月份也容易发生楠木井滑坡体局部变形位移。因而地表水的入渗是楠木井滑坡体变形滑移的主要诱发因素。从降水方面分析，影响滑坡稳定性的原因主要包括：一是渗入地表水后，滑坡體的地下水位会升高，此时动水压力和孔隙水压力会增大，从而降低了导致滑坡体内有效应力;二是水的浮托力不仅会增加水平推力，还会降低滑坡体的自重应力;三是由于水对岩土的软化和水解，滑动面的c、φ值会被降低。

2.2.2 蓄水的作用

从蓄水方面分析，影响楠木井滑坡稳定性的原因主要包括：

①水库蓄水后，水位上升，地下水梯度变缓，减小了渗流压力，不利于滑坡稳定;并且滑坡中掉落的岩土体被水淹没，一段时间后其强度会降低，再加上浮托力增加的影响，滑坡稳定性必然受到不利影响;

②水库运行时，库水位会呈周期性的涨落，范围在175m～145m之间，动水压力十分不利于滑坡稳定构成;

③滑体岸坡在库水的侵蚀作用下可能出现库岸再造，一旦发生岸坡崩塌，由此造成的临空面会让原本就危险的楠木井滑坡发生整体失稳。

按照本次滑坡的分类，楠木井滑坡应属于动水压力型+降雨型滑坡，滑坡复活的主要诱发因素是库水位下降及暴雨作用。

3  滑坡稳定性评价

三峡水库蓄水及正常运行水库均会对楠木井滑坡的稳定性造成影响，具体体现在以下三个方面：①水库蓄水后，水位上升，地下水梯度变缓，减小了渗流压力，不利于滑坡稳定;并且滑坡中掉落的岩土体被水淹没，一段时间后其强度会降低，再加上浮托力增加的影响，滑坡稳定性必然受到不利影响;②水库运行时，库水位会呈周期性的涨落，范围在175m～145m之间，动水压力十分不利于滑坡稳定构成;③滑体岸坡在库水的侵蚀作用下可能出现库岸再造，一旦发生岸坡崩塌，由此造成的临空面会让原本就危险的楠木井滑坡发生整体失稳。

经实地调查和分析，楠木井滑坡目前基本稳定，尚没有整体变形滑动迹象，在正常工况条件下，还不会发生整体失稳破坏。但在特殊工况下，特别是在暴雨和三峡水库蓄水运行涨落等因素影响下，有可能产生整体失稳。因此，该滑坡未来趋于潜在不稳定状态。

4  结论

①楠木井滑体近期变形迹象不明显，现处于基本稳定状态，而西侧的昭君宅滑坡体近期变形位移显著，并有加剧的趋势。

②昭君村滑体形成的内在因素，是此斜坡存在的以软岩为主的陡倾层状岩体，而白沙河的不断下切、暴雨及人类工程活动滑坡形成乃至后期不断变形破坏的重要原因。

③楠木井滑坡应属于动水压力型+降雨型滑坡，库水位下降及暴雨作用是滑坡复活的主要诱发因素。

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