青海西山2号滑坡稳定性及变形分析

李文斌，杨绍康，巴瑞寿

(1. 青海省环境地质勘查局，青海 西宁 810007； 2. 青海省环境地质重点实验室，青海 西宁 810007； 3. 青海九O六工程勘察设计院，青海 西宁 810007)

0 前 言

青海省西山2号滑坡位于青海省黄南藏族自治州州府隆务镇，滑坡平面上呈舌形，坡面形态呈凹形，总面积0.46 km2，体积约3 000×104m3，为一特大型岩质古滑坡[1-2]。滑坡形成后又发生两次滑动，经几百年的改造，滑坡周界形态十分明显[3-4]。2014年7月，隆务镇地区强降雨频发，滑坡前缘南侧陡坎局部垮塌，据调查，滑坡整体尚处于缓慢变形阶段，未发生大规模滑塌。由于滑坡前缘分布四合吉村和隆务寺等古建筑，滑坡一旦发生失稳，造成的生命和财产损失不可估量。因此，本文基于滑坡区的地质环境及滑坡特征，分析西山2号滑坡的成因机制，并评价滑坡的稳定性状态和变形特征，为滑坡的防治提供一定的理论和实际依据。

1 滑坡工程地质特征

西山2号滑坡位于隆务寺后侧，剖面上呈凹形，滑体长915 m，宽约507 m，平均埋深约65 m，体积约3 000×104m3。滑坡后壁明显，坡度较陡，呈圈椅状。左右侧以大型冲沟为边界，前缘人类活动频繁，破坏严重。滑坡体现形成三级台坎，为三期滑动形成，呈NE-SW向分布。一期滑坡范围为西山2号老滑坡全部，为最早一期滑动，属于特大型超深层基岩古滑坡。二期滑坡范围包括西山2号老滑坡中部及前缘部分，体积约1 050×104m3，为特大型深层堆积体古滑坡。三期滑坡范围包括西山2号滑坡前缘部分，滑坡体覆盖于二期滑坡滑体上，体积约200×104m3，属于大型堆积体新滑坡，见图1。

滑坡体组成主要为土黄、褐黄、褐红色黄土状土、含砾粉土、卵石及泥岩碎块。土质不均匀，结构较密实、混杂，厚度变化大。其中含砾粉土、卵石及黄土状土构成滑体上部，泥岩碎块位于下部。滑带主要见于第二期、第三期滑坡中。其成分以粉质粘土为主。褐红色，硬塑—坚硬，见挤压层理，呈鱼鳞片状，偶见白色、黑色斑点，含水量较低。滑床岩性为新近系上新统强风化泥岩，褐红色，稍湿，泥质结构，层状构造，节理较发育，岩芯呈碎块，沉积层面不明显，成分以粘土矿物为主。

西山2号滑坡中后部无明显变形。滑坡前缘局部坍塌，呈倒石堆状分布，方量60 m3，为小型崩塌。建筑墙体开裂，裂缝宽约5～8 cm左右，长度30～50 cm。根据调查结果，滑坡整体处于基本稳定状态，由于滑坡前缘不合理的人工开挖，雨季冲沟内流水的冲刷及地表水的下渗，使得滑坡前缘陡坎稳定性变差，发生缓慢变形。

图1 滑坡体主滑剖面

2 滑坡稳定性及变形数值模拟

2.1 计算工况

由于降雨是西山滑坡变形破坏的主要诱发因素，因此利用数值模拟软件Geo-studio分析不同降雨强度对滑坡稳定性的影响。根据滑坡区内的气象资料及我国气象部门降雨强度等级划分标准，拟定了4种不同的降雨工况，降雨强度分别为中雨、大雨、暴雨、大暴雨，其24 h的单位边界流量为0.625，1.25，3.125，6.25 mm/h，且为保证各降雨工况之间具有对比性，将各降雨工况的总降雨量控制为150 mm，整个降雨过程为均匀降雨。具体工况见表1。

表1 降雨工况

2.2 计算模型及参数

选取滑坡主剖面建立数值模型，见图2。

模型下边界为竖向约束边界，左右边界为水平约束边界，地表部分为降雨边界。确定计算区域后，按有限元法计算要求对边坡进行单元网格划分，对模型建立网格进行精细化区分，故将坡表区域模型网格加密，提高计算精确性。

图2 滑坡主剖面建立的数值模型

通过对现场滑体所取试样进行的室内试验及反演得出其岩土体物理力学参数和水力学参数如表2所示。

表2 滑坡物理力学参数

注：γ为天然重度；γsat为饱和重度；c为粘聚力；φ为内摩擦角；μ为泊松比；E为弹性模量；Ksat为饱和渗透系数。

2.3 数值模拟结果与分析

在此基础上，依据极限平衡原则，运用GeoStudio系列软件的SLOPE/W、SEEP/W和SIGAMA/W模块对滑坡稳定性和变形进行分析。稳定性计算结果如表3所示。

表3 最小稳定性系数

据表3，天然状态下，西山滑坡体稳定性系数均大于1.15，整体处于稳定状态；在中雨、大雨及暴雨工况下，滑坡处于稳定—基本稳定状态；在大暴雨情况下，一期、二期滑坡稳定性均大于1.05，整体发生滑动的可能性小，三期滑坡由于前缘临空，在强降雨作用下，稳定性系数为1.039，处于欠稳定状态，有发生滑动的可能。三期滑坡在大暴雨工况下产生的位移等值线图见图3。

图3 大暴雨工况下三期滑坡位移等值线

3 结 语

青海省西山2号滑坡由三期滑坡组成，滑坡整体处于缓慢变形状态。主要影响因素为地形、地层岩性、降雨、人类工程活动等。一期滑坡形成主要是受隆务河侵蚀，前缘形成临空面所致的蠕滑拉裂型滑坡。二期滑坡坡体结构松散，冲沟发育，在降雨等因素作用下的顺层土体沿弱面蠕滑变形形成滑坡。三期滑坡为前缘人类不合理的开挖，导致的土体圆弧形滑动。三期滑坡在大暴雨工况下处于“欠稳定”状态。由于滑坡坡脚人工开挖程度非常严重，三期滑坡存在滑动的可能性，建议对三期滑坡采用排水系统和支挡措施相结合的综合治理方案。