降雨对边坡稳定性的影响分析

魏 巍

（贵州省地质矿产勘查开发局一一二地质大队，贵州 安顺 561000）

某滑坡位于水库管理处办公楼及其前缘临水库圈椅形地段，以蠕滑变形为主，其长约120 m，宽约150 m，平均厚约6 m，滑坡体总体积约为10.8 万m3， 滑动方向为东北向42°，主要为第四系残坡积黏土，夹江洞沟组砂岩、砂质泥岩和泥岩强风化物。本文以该滑坡为例，分析降雨对边坡稳定性的影响。

1 滑坡基本特征

1.1 滑坡概况

滑坡区平面形态近似月牙形，整体地形西南高，东北低，滑坡两翼高，中部低。边坡总长约265 m，宽平均约215 m；滑坡变形区域纵坡长约120 m，横宽平均约150 m，平均厚度约6.0 m，主滑方向为东北向42°，滑坡体总体积约为10.8 万m3，其规模为中型，属残坡积物及强风化岩沿岩层倾向滑移的顺层滑坡，如图1 所示。

图1 滑坡基本形态特征卫星图片

1.2 滑坡体工程地质特征

地表出露及勘探（钻探、槽探）调查成果表明，滑坡与不稳定斜坡滑体物质上部为人工填土，呈灰褐色；主要成分为强风化泥质粉砂岩；碎石呈碎块状、菱角状；碎石粒径介于2 ～4 cm，最大粒径为 8 cm；碎石含量为51%；结构松散。下伏为粉质黏土，呈黄褐色，可塑至硬塑以黏粒及粉粒为主，含少量高岭土。

2 滑坡影响因素

2.1 地形地貌

勘查区地处珠江流域北盘江水系与长江流域乌江水系宽缓分水岭地区向黔南中低山丘陵盆地过渡的斜坡地带。区内地貌类型主要是以溶蚀为主形成的峰丛谷地和溶丘洼地以及以侵蚀-构造作用为主形成的弱切割中山（切割深度小于500 m），属岩溶溶蚀、侵蚀中低山地貌。区内地势北高南低，山峰谷地彼此相连，海拔介于1 100 ～1 500 m，相对高差为400 m，大部分地区海拔介于1 150 ～1 300 m。

2.2 地质因素

2.2.1 地层岩性

区域内出露地层主要为三叠系中统江洞沟组、青岩组、下统永宁镇组，其次是第四系零星分布，岩性为碳酸岩与碎屑岩相间分布。

2.2.2 地质构造

区域上属扬子准地台黔北台隆遵义断拱贵阳复杂构造变形区。区内断裂构造不甚发育，受区内褶皱影响，只在西、北、东和东南面发育有断裂，但规模均较小。主要的构造形迹是沿东北向分布的一系列排列轴近南北的斜列褶皱带，轴向呈东北25°～40°，包括新场背斜、马头寨向斜和猪场坝向斜等。由于评估区断裂不发育，库区地层受构造影响较小，岩层产状相对稳定，倾角较缓，一般介于20°～30°。

2.3 水文、气象因素

勘查区属亚热带季风湿润气候区，根据安顺气象站资料统计分析，多年平均气温为14 ℃，最冷月（1月）平均气温为4.1 ℃，最热月（7月）平均气温为21.9 ℃，极端最高气温为34.3 ℃，极端最低气温为-7.6 ℃，年平均最高气温大于30 ℃的日数有 4.6 d，日最低气温小于0 ℃的日数有23.4 d，平均气压为860 hPa，年平均降雨日数（日降雨大于 0.1 mm）为193.1 d，降雨大于5 mm 的日数有60.1 d，暴雨日（日暴雨量大于50 mm）有3.8 d，最大一日暴雨量为193.1 mm。

勘查区属珠江流域西江水系，河流为北盘江打帮河支流王二河的左支流。滑坡隐患点北部约130 m为新场河，河流发源于安顺市南部的木山堡桂家院，发源处高程为1 332 m，总体由东北向西南流动，于龙宫天池下游500 m 的三岔河与油菜河汇合后注入王二河，汇入高程为1 127 m。

2.4 人类工程活动影响

勘查区内有水库及附属设施建设、进坝公路修建等人类工程，因此，人类工程活动比较强烈。

3 降雨对滑坡的影响机制分析

3.1 模型建立

该滑坡体为第四系残坡积物，下伏基岩为中风化泥质粉砂岩，土岩分界面上存在一层厚度约0.5 cm的软弱泥层。由于进场道路的修筑，施工单位对原有的自然边坡坡脚进行了开挖，却降低了上部坡体的抗滑能力。受强降雨的影响，大气降水渗入软弱夹层，降低软弱结构面的物理力学强度，同时强降雨致使水库水位抬升，压力增大，地下水入渗软化岩土体，降低岩土体的力学参数，使滑体的重度增加[1-2]。综合以上不利因素，边坡产生沿基岩面向下的蠕滑变形。

根据雨水入渗规律，设定边界条件为：滑坡表面根据不同的降雨工况给定不同的流量边界；模型两侧在稳态分析中为常水头边界，水头大小由钻孔内实测水位确定，瞬态分析中仅左侧设为常水头边界；底部基岩为不透水边界。

3.2 计算结果

在本次勘查中，取滑体粉质黏土样，开展抗剪试验、饱和单轴抗压试验及常规试验，其间主要考虑9 项物理力学性质指标[3-5]，如表1 所示。

表1 滑体粉质黏土样的物理力学性质指标

3.3 机制分析

研究区特有的地形地貌、地质是滑坡发生的内在因素，持续降雨和人类工程活动是诱发滑坡的外在因素[6-7]。

3.3.1 内在因素

研究区属侵蚀、溶蚀低中山沟谷地貌，山体总体展布方向为东北—西南向，山体高大，山顶多呈圆顶状。海拔一般介于1 149.2 ～1 330.0 m，相对高差约为180.8 m，山体地形较陡，坡度一般为30°～60°。区内断裂不发育，滑坡体西部发育有一条东北—西南向展布的背斜，区内岩层为单斜岩层，岩层产状为74°∠24°，岩层倾向与斜坡坡向基本相同，为顺向坡。

3.3.2 外在因素

外因主要包括降雨和人类工程活动。勘查区内有水库及附属设施建设、进坝公路修建等人类工程，人类工程活动比较强烈。勘查区地质环境复杂，不良地质现象多样，主要有滑坡、滑塌及水库蓄水时库岸侵蚀引起的局部垮塌。

4 结论

经详细勘查，水库管理处办公楼区域滑坡平面形态近似月牙形，滑坡变形区纵坡长约120 m，横宽平均约150 m，平均厚度约6.0 m，主滑方向为东北向42°，体积约为10.8 万m3，其规模为中型，属推移式顺层滑坡。滑移面为一层厚度约0.5 cm 的软弱泥质夹层，滑体物质为人工填土及强风化泥质粉砂岩，含少量高岭土，下伏基岩为中风化泥质粉砂岩。水库管理处办公楼完工后，滑坡上段已经出现沉降及张拉裂隙，之后，在强降雨及水库蓄水动水位的影响下，坡体抗滑能力显著降低，从而产生裂缝增大的蠕滑变形现象。