大型缓倾斜滑坡孕育特征与成灾机理研究——以晴隆县某不稳定斜坡为例

谢欢欢

(贵州地矿基础工程有限公司，贵州 贵阳 550018)

缓倾滑坡在我国西南地区广泛分布[1-3]，其坡度一般小于10°，小于土体的内摩擦角，上覆滑坡体一般为第四系及近代松散堆积层，其透水性强，下伏泥岩、页岩等不透水岩层。根据传统的极限平衡理论，一般情况下缓倾角坡体稳定性较高，很难触发滑动；然而但受降雨诱发作用下，该类地质结构的坡体易形成“光面”的基覆界面顺层滑动。如2011年9月四川南江县发生数以千计的缓倾滑坡，对村落及耕地造成严重的影响[4]；2020年7月11日-7月13日凌晨，贵州毕节市黔西县中坪镇新厂村发生滑坡地质灾害，总体坡度约8°，岩层顺层产出，岩层倾角10°，村民房屋发生倒塌、开裂现象。

缓倾滑坡从孕育发展到最终失稳破坏是一个缓慢而渐进的过程[5-7]，具有规模大、成灾机理多样等特点，多年来一致是滑坡相关工作者关注的问题。本文以晴隆县某大型不稳定斜坡(以下简称“该斜坡”)为例，开展地面调查、高密度电法、钻探及井探等多元地质勘探，研究缓倾滑坡孕灾特征及成灾机理，并提出相应处理建议，对类似地质灾害隐患点的减灾防灾工作具有一定借鉴意义。

1 研究区概况

1.1 基本特征

该斜坡处于一缓坡平台上，斜坡平面整体近似扇形，坡向313°，中下部坡度平均18°，后部坡度30°～50°，局部为陡坎，见图片1。斜坡前缘为村庄前深切冲沟内，最低点高程871 m；后缘为村庄后部缓坡平台与陡坡的交界地带，高程957～1 022 m，前后缘最大高差151 m。左右侧为自然冲沟，受长期冲刷坍塌或人工耕地开挖形成，坡度50°～75°，部分沟内可见泉点出露，沟壁可见较为明显的坍滑现象。斜坡整体水平投影长180～230 m，平均长205 m；宽250～290 m，平均宽265 m，面积5.43×104m2，厚18 m，潜在失稳方向312°；体积约119.46×104m3，为中层大型土质不稳定斜坡。若该斜坡失稳，严重威胁着坡体上209户1 026人及一所小学333师生的生命财产安全。

图1 项目区遥感影像示意图

1.2 区域地质特征

区内无较大的区域性活动断裂通过，但存在岩层相变线及受构造挤压形成微型褶皱、及构造带断层泥等。岩层呈单斜产出，倾向335°，倾角10°，近顺向斜坡；出露地层为第四系(Q)含碎石粉质粘土及三叠系下统夜郎组(T1y)砂质泥岩。地下水类型主要为松散岩类孔隙水及基岩裂隙水，受季节影响大。该斜坡面汇水面积0.43 km2，地表排水系统不畅，大多汇聚于坡体沿第四系松散土层、地表裂隙竖向下渗。基覆界面处砂质泥岩等为相对隔水层，地表水体易沿该层形成贯通的滑移面。

2 多源地质探查结果分析

为查明该斜坡坡体结构特征、岩土力学性质等，进一步分析其孕灾特征及成灾机理，于斜坡上开展地面调查、高密度电法、钻探及井探等多元地质勘探。共开展4条高密度电法物探、22个钻孔勘探、8个浅井等野外工作，并采集滑坡体、滑面、滑床岩土样进行室内分析整理。工作布置见示意图2。

图2 现场工作布置示意图

2.1 高密度电法

运用高密度电阻率法技术手段，初步圈定工作区物探异常的范围及深度。选取沿滑动方向2条物探剖面解释推断如下：

从02剖面图分析：电阻率反应明显，物性层位清晰：埋深0～20 m(平均厚度15 m)电性特征为：从剖面的小号到大号方向出现逐渐变薄横向间断的似层状相对低阻异常带，电阻率在14～100 Ω·m，推测为潜在滑坡堆积体，主要为第四系覆盖层充填；在剖面线的两侧出现相对高阻带晕，电阻率约为178～500 Ω·m，推测为完整粉砂质泥岩、砂岩；在剖面线的中部，平距280～370 m浅层及深部出现相对低阻异常带，浅层为异常1，中心埋深约30 m；深部为异常2，顶板埋深约80 m。推测异常1和2为裂隙发育或岩石破碎含水导致(见图3和图4)。

图3 物探02剖面实测图

图4 物探02剖面解释推断图

从04剖面图分析：电阻率反应明显，蓝色曲线画出的为物探推测可能滑坡面，曲线上部为出露的第四系含碎石粘土，局部地方为裂隙发育或破碎含水。在剖面图中圈出两个相对低阻异常带，异3在小号附近，电阻率在几十Ω·m，顶板埋深约14 m，推测该异常为破碎含水。异常1对上覆盖层为不稳定因素，可能会产生位移。异常4在剖面中部平距160～210 m，异常范围相对较大，电阻率在14～30 Ω·m，异常形态近哑铃状，异常中心埋深约40 m，推测为岩溶裂隙发育。异常4两侧深部为相对高阻异常，电阻率在173～300 Ω·m，推测为岩石裂隙或破碎含水。由于WT02与WT04线相距约160 m，推测异常2和异常4可能连通(见图5和图6)。

图5 物探04剖面实测图

图6 物探04剖面解释推断图

根据物探剖面图分析，该地层表层第四系含碎石黏土层平均深约15 m，形成向坡外外倾面，其倾角8°～15°，物探初步推测该面为潜在滑面，滑动面向北西向。

2.2 钻孔编录结果

在物探综合分析解释的基础上，采用钻探进一步查明地层、岩性的分布规律，范围，地下水位及含水层性质。沿该斜坡潜在失稳方向和垂直破坏方向共布孔22个钻孔，布置位置见图2，深度为进入物探圈定滑面以下10～15 m。

钻探揭露地层自上而下分别为：第四系(Q)碎石土和含碎石粉质粘土，三叠系下统夜郎组(T1y)泥质粉砂岩及二叠系上统龙潭—长兴组(P3l-c)粘土岩、泥晶灰岩。其中第四系(Q)含碎石粉质粘土和碎石土厚度一般15～35 m不等，斜坡两边薄、中间厚，中后缘厚，中前缘薄；结合物探成果推测该层为滑体土层，其碎石土层结构松散，孔隙度大，透水性强；含碎石粉质黏土层结构稍密，透水性一般。下伏三叠系下统夜郎组砂质泥岩为软质岩类，隔水性良好，易形成“光面”的基覆界面，表层基岩全风化，为滑带土。滑床主要为三叠系下统夜郎组(T1y)砂质泥岩。

2.3 探槽

为查明斜坡体边界物质，采集未扰动滑体、滑带土样，于不稳定斜坡周界，共布置浅井8个，开挖宽度为1.2×1.2 m，开挖深度2.0～2.6 m。根据探槽开挖样品显示，边界开挖土层为崩坡积层碎石土，含少量块石、漂石，夹粉质黏土，块石粒径0.1～0.2 m，稍湿，碎石含量大于50%，结构松散，透水性强。

2.4 岩土力学性质

为评价斜坡体岩土体物理力学性质，分别采取土样、岩样进行室内试验及数据处理，并统计分析，得到可靠物理力学参数如表1。

表1 岩土体物理力学参数建议表

3 讨论

3.1 浅表缓倾滑坡变形特征

据实地调查，不稳定斜坡体上房屋多处有变形开裂现象，调查总计有60条，其中3条为主要裂缝，编号L1、L2、L5，各裂缝特征见表2，平面位置见图2。裂缝垂直滑坡方向发育，延伸长10～64 m，裂缝张开1～5 cm，斜坡整体变形轻微，初步推断局部处于蠕滑阶段。

表2 不稳定斜坡主要裂缝一览表

根据不稳定斜坡的变形情况，沿主滑向的推力最大，更能有效反映潜在滑坡的变形发展现状。选取主滑方向的2-2′、4-4′剖面，用折线型滑动面计算公式分别计算不稳定斜坡各个潜在滑面的稳定性。计算结果如表3。

表3 各工况下稳定性计算成果表

根据稳定性计算，不稳定斜坡现状工况下稳定性系数1.1～1.15；100 a一遇暴雨工况下稳定性系数1.06～1.08，处于基本稳定状态。

结合地面调查、物探、钻探等手段及室内稳定性计算，该斜坡坡体现状条件下整体处于基本稳定～稳定状态。

3.2 浅表缓倾滑坡变形破坏机理

归纳场地地质地貌及岩土特征等条件，斜坡变形破坏机理主要有如下几点：(1)脆弱地质结构体。斜坡表层覆盖第四系崩坡积碎石土及含碎石黏土，结构松散～稍密，透水性强，有利于地表水下渗；基岩为缓倾近顺向坡，砂质泥岩为相对隔水层，岩质软，水体在基覆界面易贯通润滑形成“光滑”界面。(2)前缘临空、中部多台地的不利地貌形态。斜坡前深切冲沟可为滑坡的发展提供临空面；坡体后部陡、前部缓、中部台坎较多，形成有利于雨水入渗的平台。(3)该斜坡区后部地势较陡，坡体汇水面积较大，有利于雨水形成坡面径流而排到潜在斜坡区。雨水渗入坡体后增加坡体重量，同时还促进软弱面的形成，降低了坡体的抗剪强度。(4)不稳定斜坡体上建筑房屋较密，给坡体增加了附加荷载；植被主要为灌木及杂草，保水能力有限。

3.3 大型浅表缓倾滑坡防治建议

该滑坡现状处于基本稳定～稳定状态，此类厚层缓倾滑坡的发展是一个渐进的过程，现状的稳定不代表持续的稳定；该斜坡坡体结构与黔西县新厂滑坡相似，存在进一步发展成为滑坡的险情。针对该斜坡范围广，治理难度及治理经费高，滑坡变形现状处于蠕变状态，可采取“综合监测工程+斜坡截排水沟的综合治理措施”。综合监测工程，根据持续监测数据分析，可进一步更详实的判断斜坡发展趋势，采取更为科学合理的处理措施，避免过度、盲目治理。地表排水系统的疏通，可有效改善地表水的渗入。

4 结语

(1)通过地面调查、物探、钻探、槽探等手段基本查明该斜坡基覆界面为潜在外倾滑面。基覆界面以上土体为崩坡积、残积土层，以下为软质砂质泥岩，坡体存在发展为滑坡的不利结构。

(2)地形地貌上前缘存在临空面，斜坡中部存在多级平台有利于水体垂直下渗。

(3)坡体现状条件处于基本稳定～稳定状态，局部为初步蠕滑状态。

(4)针对此类缓倾斜坡，发生滑坡一般是一个渐进过程，建议采取“综合监测工程+斜坡截排水沟的综合治理措施”，避免过度、盲目治理，根据持续监测数据做出更为科学合理判断。