打磨沟村不稳定边坡特征及成因分析

李玲玲

(甘肃工业职业技术学院地质学院，甘肃 天水741025）

边坡是指为保证路基稳定，在路基两侧做成的具有一定坡度的坡面，按不同的分类依据可分为不同的类型，按成因可分为人工边坡和自然边坡，按地层岩性可分为土质边坡和岩质边坡，按照稳定程度，分为稳定边坡、不稳定边坡和极限平衡状态边坡[1]。不稳定边坡常发生滑动或崩塌破坏，大规模的边坡岩、土体破坏能引起交通中断、建筑物倒塌、江河堵塞、水库淤填，给人民生命财产带来巨大损失。打磨沟村不稳定边坡目前处于不稳定状态、危险性大，在长期的降雨、漏水、荷载、自身重力等的作用下，滑塌区可能会进一步扩大，甚至导致村民房屋倒塌，危及当地村民的生命财产安全，明确打磨沟村不稳定边坡的地质特征、分析其形成原因，对该边坡的防治极为重要。

1 不稳定边坡概况

2017 年10 月13 日下午，榆中县银山乡打磨沟村打磨沟社东北侧不稳定边坡后缘出现裂缝，出现局部失稳滑塌。该不稳定边坡位于榆中县银山乡打磨沟村打磨沟社通往大滩和茨坪村的乡村道路边。地理坐标：东经103°53′52.70″，北纬35°49′7.45″，高程2381m。滑塌塌区形态呈倒梯形，底宽约4m，顶宽约8m，高约12m，滑体厚度约2.0～4.0m，斜坡滑塌滑移距离约10m，堆积方量约150m3，滑塌后坡体后缘通村水泥道路悬空，随时有可能在接缝处断裂或掉落的可能。由于滑塌区坡顶通村道路排水渠的渗漏作用等，加剧了整个坡体的不稳定性，有再次发生大规模滑塌的可能性。该不稳定边坡所在区域居民集中，且其变形特征明显，目前处于不稳定状态，对坡顶17 户68 人的生命及财产安全威胁较大，影响范围较广，对打磨沟村道路和村民的出行及生活带来了极大的不便。

2 不稳定边坡特征分析

2.1 不稳定边坡形态特征

榆中县银山乡打磨沟村打磨沟社不稳定边坡发育于打磨沟村东北侧，该不稳定边坡地理坐标为：东经103°53′52.70″，北纬35°49′7.45″，坡脚高程2369m，坡顶高程2381m，如图1。

图1 榆中县银山乡打磨沟村打磨沟社不稳定边坡遥感图

该不稳定边坡宽约400m，坡长约12～15m，坡顶高程2381m，其地质剖面图（如图2），坡向98°，坡度70～80°，局部直立或临空，主要由自然因素和村民修建房屋开挖山坡坡体而综合影响而形成。不稳定边坡坡面裸露，基本无植被覆盖。该不稳定边坡坡顶和坡脚居民集中，且有通村的道路从坡顶通过，对边坡的扰动性较大，道路内侧为紧临居民区，坡脚到村民住宅区的距离约2～3m，局部紧邻坡脚。

图2 榆中县银山乡打磨沟村打磨沟社不稳边坡地质剖面图

2.2 不稳定边坡物质组成及结构特征

该不稳定边坡主要由第四系上更新统黄土构成，厚度大于20m，粒度组成以粉粒为主，含少量粘粒，质地均匀，结构疏松，具大孔隙，垂直节理发育，有自重湿陷性；矿物成份主要为石英、长石，次为亲水黏土矿物，质地均匀，无层理，具有粒状架空式接触现象，干燥-潮湿；浅黄色、灰黄色。湿陷性系数0.056－0.152，自重湿陷性系数0.022－0.096，为中强湿陷性黄土，粘聚力C 值为12－32kPa，内摩擦角φ 值为25.4－32.6°，标准承载力值120kPa。

2.3 不稳定边坡变形特征

该地质灾害隐患点长期存在，其中2014 年曾对该不稳定边坡约35m 进行了应急工程治理，目前工程外观效能良好。2017 年10月13 日晚23:40 分该不稳定边坡未治理部分再次发生局部失稳滑塌，形成底宽约4m，顶宽约8m，高约12m，滑移厚度约2.0～4.0m，斜坡垮塌滑移距离约10m，堆积方量约150m3的局部滑塌。垮塌后坡体后缘约8m 水泥道路悬空，道路内侧及村民房屋墙壁出现裂缝，道路外侧公路护栏、通信杆、电杆向外倾斜，外侧道路裂缝明显，宽约2cm。该不稳定边坡目前处于不稳定状态，根据地质灾害稳定性和危害程度分级表确定为危险性大[2]。在长期的降雨、漏水、荷载、自身重力等的作用下，垮塌区可能会进一步扩大。

其余未造成灾害部分，坡面由于常年受雨水冲刷，自身重力、地震等作用的影响，也出现了不同程度的垮塌，形成深度、宽度不等的陡坎，且随着近年来降雨的增多，这种垮塌有不断加剧的趋势[3]。

3 不稳定边坡成因分析

不稳定边坡灾害的成因主要由自然因素和人类活动共同作用形成[4]，原始的地形、地貌条件以及坡体物质组成的物理力学性质等是斜坡体产生灾害的基本条件，大气降水以及后期的人类工程活动，如坡顶、坡脚的建房削坡作用，坡面、路面、村民院内的汇水，水渠等的渗水、漏水作用等都会加剧该不稳定边坡失稳的可能性。

3.1 地形地貌条件

灾害区地貌形态属侵蚀、剥蚀黄土丘陵，山体较低，山坡坡度约25～45°，地形切割强烈，海拔一般为2350～2450m。该不稳定边坡坡面裸露，坡面植被覆盖率差，在自然和人类活动的综合作用下，形成坡度约70～80°，局部近似直立或临空，相对高差约10～15m，高陡的黄土斜坡是该不稳定边坡形成的必要条件。

3.2 坡体结构

不稳定边坡坡体为黄土层，质地均匀，固结松散，不具层理，具大孔隙构造，垂直节理发育，具强湿陷性，遇水易崩解，形成陡坎、落水洞、地裂缝等，有利于雨水渗漏致使其结构破坏，促使斜坡发生失稳变形。

3.3 降水因素

由于组成坡体的土体结构疏松，不稳定边坡体后缘及中部裂缝发育，入渗条件好，雨水入渗后，加大了坡体岩土体自重，减小了岩土体原有的凝聚力，降低了岩土体的抗剪强度，同时在降雨、人类生活排水等大量入渗条件下潜蚀作用加强，使原始斜坡朝不稳定的方向不断地转化，最终发生不稳定边坡地质灾害。

3.4 人类工程活动

村民在斜坡坡顶和坡脚处修建房屋及道路，开挖山坡坡体形成高陡的临空面，一方面增大了斜坡体的坡度，另一方面破坏了原有的坡面植被，随着斜坡体自身重力、雨水的不断冲刷，以及其他外力的持续作用，一方面不稳定斜坡会发生卸荷变形，进而产生大量裂缝，使得斜坡体自身原有的稳定性降低；另一方面随着降雨等的入渗，黄土原有的物理力学性质发生变化，降低了土体原有的抗剪强度，进一步降低了不稳定边坡的自身稳定，当破坏的应力应变达到自身稳定的临界值时，土体内部的结构发生破坏，使土体沿某一软弱面向下滑动，发生整体或局部滑塌。

4 结论

打磨沟村打磨沟社不稳定边坡是高陡的黄土边坡，土体结构疏松，地形切割强烈，坡面裸露，垂直节理发育，具强湿陷性，遇水易崩解。以及车辆扰动对边坡稳定性影响大，造成不稳定边坡失稳的内部因素不稳定边坡的坡形、岩性以及坡体结构，外部因素主要降雨、坡顶的排水、渗水作用、车辆的扰动作用、以及修建房屋道路等人类工程活动。