陈家湾滑坡成因机理分析

崔周通

摘要：文章详细阐述了湖北省宜昌市夷陵区分乡镇陈家湾滑坡的地质与变形特征，结合滑坡区地质资料和实地调查访问，对滑坡的成因机理进行了分析。结果表明，影响滑坡稳定的内在因素是有利的地形地貌条件和松散堆积层构成的滑坡体，诱发滑坡的主要因素是大气降雨，并判定该滑坡为典型的慢速推移式滑坡。

Abstract： This paper expounds in detail the geological and deformation characteristics of Chen Jiawan landslide in Yiling district of Yichang city， Hubei province. Based on the geological data of landslide area and field investigation， the paper analyzes the cause mechanism of landslide. The results show that the internal factors affecting the stability of the landslide are favorable topographic and geomorphic conditions and landslide body composed of loose accumulation layers. The main factor inducing the landslide is atmospheric rainfall， and the landslide is determined to be a typical slow-moving landslide.

關键词：陈家湾滑坡;成因机理;变形特征;降雨

Key words： Chenjiawan landslide;formation mechanism;deformation features;rainfall

中图分类号：P642.22                                       文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）27-0246-04

0  引言

2016年4月27日至28日，受持续降雨影响，宜昌市夷陵区分乡镇陈家湾滑坡发生整体滑动，致使普百公路（周边村交通通行要道）损毁，将500米公路推至坡下，滑坡区房屋全部损毁，前缘养猪场部分损毁，直接经济损失达1530.78万元。本文通过收集到的勘查资料和野外调查访问，研究了滑坡的地质特征和变形特征，在此基础上，对滑坡的成因机理与影响因素进行了探讨。

1  滑坡区地质环境条件

1.1 地形地貌

陈家湾滑坡在地貌单元上属构造侵蚀剥蚀中低山区，由一系列次级山脊和沟谷相间组成。滑坡区内山势高陡，沟谷切割较深，地势总体呈东高西低，山体走向大致呈南北向，滑坡体所在斜坡山顶高程为650m，坡脚普溪河河谷高程约375m，相对高差达275m，坡角一般25-45°，局部呈陡坎状地形，坡度70°左右。区内沟谷发育，河谷多成宽缓“U”字形，宽20-50m（图1）。

1.2 地层岩性

滑坡区出露地层主要为第四系滑坡堆积碎块石土（Qdel）、第四系崩坡积碎块石土（Qcol+dl）、第四系冲洪积卵砾石土（Qal+pl）和二叠系下统栖霞组（P1q）中厚层含碎石结核灰岩及炭质瘤状灰岩和志留系中统纱帽组（S2s）中厚层页岩夹砂岩（图2），其岩性特征分述如下：

第四系滑坡堆积碎块石土：碎块石岩性主要为砂岩、灰岩，块径一般5-50cm，地表零星可见直径约2m以上崩落块石，棱角状，大小混杂堆积。表层碎块石土结构松散-稍密，土为粉质粘土，可塑，土石比5：5-3：7，密实度不均匀。主要分布于滑坡及牵引区范围。

第四系崩坡积碎块石土：块石岩性主要为砂岩、灰岩，块径小者10-80cm，大者2-5m，棱角状，大小混杂堆积。表层土结构松散-稍密，土石比5：5-3：7。主要分布于滑坡周边斜坡部位。

第四系冲洪积卵砾石土：灰白色、灰黄色卵砾石土，湿，可塑，卵砾石成分主要为石英砂岩、页岩、灰岩等，粒径一般1-20cm，部分直径大于1m，呈圆-次圆状，具一定的分选性。主要分布于斜坡坡脚的普溪河一带。

志留系中统纱帽组中厚层砂岩夹页岩：灰绿色页岩，片状结构，中厚层状构造，岩体较硬脆，抗风化能力差，风化后易松弛解体呈片状剥落，含水透水性差，力学强度低;砂岩岩体力学强度相对较高，岩体裂隙较发育，含水透水性较差。区内地层产状总体为110°∠15°。主要出露于坡脚部位普溪河一带。

二叠系下统栖霞组含碎石结核灰岩及炭质瘤状灰岩：灰白色碎石结核灰岩及炭质瘤状灰岩，隐晶质结构，中厚层状构造，岩体较硬脆，抗风化能力强，力学强度相对较高，岩溶发育。主要分布于斜坡山脊部位，零星出露。

1.3 地质构造

滑坡区所处斜坡位于扬子准地台上扬子台坪鄂中褶断区黄陵背斜核部南侧，黄陵背斜构造线轴向N15-20°E，长约95km，宽约45km，核部地层为前震旦系变质杂岩、结晶岩。其西侧约17km处的仙女山断裂，走向为SSE-NNW向，长数百公里，断面倾向南西，断裂性质复杂，具张扭性和压扭性，垂直断距最大达数百米。其南侧约15km处的天阳坪断裂，走向为NWW-SEE向，长数百公里，断面倾向南西，具压性（图3）。

2  滑坡变形发展过程

2007年6月连日暴雨后，斜坡局部产生轻微变形，表层出现多条拉张裂缝，延伸长度一般数米。斜坡中部的普百公路路面多处出现沉陷和拉张变形，普百公路下方农户房屋地坪也出现不同程度的拉裂和沉降变形。2008年8月底，斜坡变形进一步发展，后缘出现拉张裂缝，而且裂缝宽度有变宽趋势。2008年以来斜坡一直处于缓慢变形阶段，至2016年4月26日，连续降雨后（分乡4月23日-4月26日累计降雨量约80mm），滑坡整体失稳破坏，滑坡后缘下座，并牵引上部坡体出现滑移变形，中前部受后部土体挤压变形破坏，从前缘剪出堆积。

3  滑坡基本特征

3.1 滑坡边界、规模、形态特征

陈家湾滑坡位于普溪河左岸一相对内凹的斜坡地带，滑坡所处斜坡坡向近西，斜坡坡度上陡下缓，坡角20-45°，滑坡中部高程450-465m分布有普百公路。

滑坡整体变形明显，边界条件较清晰，后缘边界位于斜坡高程595m处，坡度30-40°，陡坡上部约30m处为一缓坡平台;滑坡前缘为斜坡坡脚的普溪河部位;滑坡南侧边界为滑动后形成的侧壁为界，北侧边界为斜坡的一条小山脊。滑坡主滑方向为270°，平面形态呈不规则长舌状，纵长约550m，横宽约200m，面积约11×104m2，滑坡体厚度较大约30-40m，均厚35m，滑坡体体积约385×104m3，属于大型滑坡（图4）。

滑坡体的物质成分主要为崩坡积层的碎块石土，其中斜坡中上部陡坡地带坡表主要为碎块石，散布的块石之间多具架空现象;中下部相对内凹的缓坡地带崩坡积物土质含量增多，现多经人工改造成旱地，旱地内、外侧干砌石堡坎高度1-3m不等，形成阶梯状地形。

滑坡前缘处于普溪河洪水位以上地带，滑坡不涉水。滑坡中前部分布有居民房屋及公路，人类工程活动较强烈。

3.2 滑坡变形特征

滑坡最早出现变形是在2007年，变形后主要以缓慢的蠕动变形为主，如地面沉降、拉张裂缝等，2016年4月底连续4天降雨后，滑坡整体发生变形破坏，且变形速度加快，整体变形明显，变形特征如下：

3.2.1 滑坡后部

陈家湾滑坡整体变形下滑后，形成高约4-8m陡坎，南侧陡坎较高，北侧相对较低，临空面后部山体出现向后扩展变形，随着裂缝变形逐步加剧，张开下座，形成纵长约100m的扩展变形区，且区内发育多条拉张裂缝，裂缝宽0.1-0.5m不等，延伸长5-30m，下座1-7m，变形区产生扩展变形时间为滑坡产生后加剧变形阶段，即2016年4月28日-5月3日，5月3日以后变形逐步趋缓，之后主要以小范围坍滑、拉张下座变形为主（图5）。

3.2.2 滑坡两侧边界

滑坡整体变形后两侧边界清晰，南侧边界从后缘至公路上方，发育多处拉张裂缝及剪切裂缝，裂缝宽度为0.05-0.5m，局部可达1m，裂缝可见深度0.5-1.5m，裂缝延伸长度约1-3m。

滑坡北侧边界紧靠公路上侧，出现局部坍滑，拉裂斜坡表层，造成下部农户房屋变形，滑坡北侧滑移后形成侧壁陡坎，坎高约1m，局部高约5m（图6）。

3.2.3 滑坡中部

滑坡中部变形主要表现为公路路基的下座变形及外挤变形（图7）。公路路基下座约1-2m，堡坎呈现波浪起伏状。且由于下座及外挤，公路下方浆砌石挡墙已经坍垮，外推约4-5m。截止5月3日该处变形累计位移达19m，致使交通出行和通电中断。

3.2.4 滑坡前缘

滑坡体前缘临空面为普溪河河谷，临空面高约10-15m，滑坡体前缘南侧出现局部坍滑和树木歪斜（醉汉林）以及岩石崩落（图8），坍滑方量约200m3。随着滑坡持续变形，5月3日前缘出现一定规模的剪出变形，造成位于滑坡前缘的养殖场部分房屋、围墙损毁。

4  滑坡形成机理

4.1 滑坡成因机理分析

通过对陈家湾滑坡的工程地质特征与变形特征分析，确定影响滑坡稳定性的因素主要为地质因素和自然因素。地质因素与滑坡区地质环境条件及自身特点有关，主要包括滑坡区地形地貌条件与滑坡物质结构条件等;自然因素主要有水的作用及人类工程活动等[1-6]。

4.1.1 地质因素

地形地貌：滑坡区前部及后部地形较陡，坡度30-35°，局部发育陡坎;中部分布有居民房屋、公路及改造后的梯形地貌，地形相对平缓，坡度15-25°。滑坡前、后部有利的临空面是滑坡形成的基础条件;同时，陈家湾滑坡后部为中间低三面高的圈椅状地形，且滑坡区后部具有较大的承雨面积，易于地表水匯聚下渗。

地层岩性：滑坡体所含碎块石土厚度较大，结构松散，利于雨水入渗，且碎块石土中局部粘粒含量较高，具备一定的隔水能力，大气降雨易在粘粒含量较高带富集，一方面饱和软化该层土体，降低土的抗剪强度，另一方面使上部碎块石土饱和，增加土体容重。

4.1.2 自然因素

重力卸荷：陈家湾滑坡所处斜坡第四系覆盖层较厚，且滑坡体积较大，从而使滑坡体在空间上具有较大的重力势能。

大气降雨：滑坡区降雨具连续集中、强度大和夏日暴雨频繁的特点，雨水下渗，一是对碎块石土中的粘粒相对集中的隔水粉质粘土层进行润滑和饱和，使土体的抗剪强度降低;二是增加了土体容重和动、静水压力，使滑坡体岩土体稳定性降低。且滑坡变形主要发生在强降雨期间，判定大气降水是诱发滑坡的主要因素。

4.2 滑坡变形破坏机制分析

陈家湾滑坡最早出现变形在滑坡中前部，普百公路以下，斜坡坡度15-35°，前缘坡脚普溪河河谷临空条件较好，存在一坡度约35°，高约15m的陡坡段，2007-2008年雨后，普百公路出现下座变形，公路下部居民房屋地坪出现变形，该变形持续蠕动变形至2016年4月。据勘查资料显示斜坡碎块石土层厚度较大（达60m），且碎块石土中存在软弱层（粉质粘土密集分布带，埋深约30-40m），该层相对隔水，在强降雨或持续降雨入渗饱和后，在土体间顺粉质粘土含量较高层滑动变形，后缘出现拉张裂缝，当后缘拉张裂缝基本贯通后，出现整体下座，下座后形成新的临空面，进而牵引后部山体沿临空面方向出现扩展变形，由于南侧下座高度较大，北侧后缘下座高度较小，故牵引区滑动方向与滑坡方向存在一定夹角，由于中后部滑动深度较大，坡度相对较陡，形成的滑动深度及推力较大，滑坡中后部滑动变形推动下部坡体滑动，滑坡向下部延伸滑体厚度逐步减小，致使滑动在滑坡下部南侧缓坡平台（基岩埋深约5m）的稳定土体处受阻，滑坡滑动方向及范围发生略微扭转，形成目前的滑坡及牵引区形态。

5  结语

根据滑坡地表裂缝的发展过程，确定滑坡属于慢速滑坡，从2007年6月连日暴雨后，滑坡首次出现变形，并且蠕动变形持续发展，2008年8月底，滑坡变形进一步发展，直至2016年4月底，连续降雨导致了滑坡的整体失稳破坏。表明该滑坡经历了蠕动变形与加速变形阶段。

通过对陈家湾滑坡的地质与变形特征分析，认为有利的地形地貌条件与松散的堆积层构成的滑坡体是滑坡形成的内在因素，而大气降雨是诱发滑坡的主要因素。

从滑坡后缘的变形特征中可以看出，滑坡后部的牵引区与滑坡主体的滑移方向存在一定的角度，造成这种现象的原因是滑坡南侧下座高度较大，北侧后缘下座高度较小。

在分析了滑坡的变形机制的基础上，可以判定该滑坡为一典型的推移式滑坡。

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