江油市太平镇某滑坡稳定性评价

王雪林 陈绍文

（西南科技大学 环境与资源学院，四川 绵阳 621010）

滑坡是斜坡岩土体沿着连续贯通的破坏面向下滑动的过程与现象。在山区，滑坡灾害已成为仅次于地震和火山之后的全球性三大地质灾害之一，滑坡带来的问题是非常严重的[1]。目前，国内许多学者对滑坡稳定性总体评价有比较多的研究，大部分采用极限平衡法和有限元法对滑坡稳定性进行评价[2]。

江油市太平镇五星村滑坡严重威胁坡下五星村居民等生命财产安全，也威胁城市主干道（S205 线）行车安全，存在严重的安全隐患。该滑坡直接影响了856 人的安全，威胁资产约4400.00 余万元。该研究以该滑坡的地质背景资料、工程地质勘察数据为基础，针对滑坡的变形特点、影响因素和成因机制，重点分析该滑坡的稳定性与敏感性，建立滑坡稳定性计算模型，计算方法和结果较合理。划分了牵引式土质滑坡区、中部平推滑坡区，为后续的治理提供依据。

1 研究区地质环境条件

1.1 地形地貌条件

研究区处于四川盆地与龙门山区的过渡带，地貌属于构造剥蚀丘陵地貌，区内总体地势西高东低，西侧为江油市西山，西山山势走向呈南北向滑坡区总体上西北高、东南低，区内岩性控制，形成台地、陡坡等地貌形态，斜坡总体坡度为15°～20°，坡向95°左右。

1.2 地层岩性条件

研究区出露地层主要为第四系人工填土、第四系滑坡堆积体、第四系残坡积层、第四系绵阳组冲洪积层、及侏罗系莲花口组地层。按物质组成与形成成因划分，滑坡区主要为第四系松散的碎石土与沉积作用形成的软硬相间砂泥岩岩组。

1.3 地质构造与地震条件

研究区位于扬子陆块西缘，处于龙门山褶断带与四川断陷盆地过渡带，滑坡区处于四川断陷盆地的西缘、绵阳帚状构造的北翼，受构造挤压作用，岩层产状向南东方向略微倾斜，岩层产状较平缓，岩层产状一般为142-152°∠2-6°。

区内地震活动较弱，历史上5 级以上地震记录为5 次，最大的地震为2008 年5 月18 日发生在江油市文胜乡境内的6.0 级地震，为汶川特大地震的余震，均在前龙门山区，主要受江油断裂影响，该断裂属于一条弱活动性断裂；外围区域的西北部平武—松潘地震，以及“5.12”汶川特大地震、“4.20”芦山强烈地震、“11.22”康定地震，江油是地震波及区。根据规范，江油市抗震设防烈度为Ⅶ度第二组，地震动峰值加速度为0.15g。

1.4 水文地质条件

研究区气候潮湿，降雨十分丰富，特别是汛期，降雨形成地表径流，而研究区各岩土孔隙或裂隙发育，为地下水的形成和富集提供了良好的储水条件。滑坡区按储水介质分为松散层孔隙水和基岩裂隙水。

1.5 人类工程活动

滑坡区原为五星村居民居住垦植区，主要的人类工程活动为修房建屋及农业垦种，对缓坡台地进行一定的改造，形成斜坡上的0.5-2.0 台阶状地形，由于经济建设和西山公园建设等，人类工程活动十分频繁，在勘查区南侧一带，进行开挖整平，形成宽缓平台，不利于降雨的排泄。另外，修建西山公园环线，对公路边坡进行开挖，形成了高陡临空面，对后缘原槽谷进行回填，一方面回填加载，另一方面回填改变了槽谷的地表水与地下水补、径、排条件，槽谷回填改变了地表水原排泄通道，而回填土有黏土、泥质卵石、粉质黏土和卵石层等，黏土为隔水层，导致槽谷地下水排泄不畅，地下水位抬升，从而形成滑坡；因此，研究区人类工程活动较强烈。

2 滑坡基本特征

2.1 滑坡变形特征

该滑坡由于降雨影响，于2018 年7 月发生滑动，出现强烈的变形，造成西山公园西环线上段近310 m 道路出现西下陷变形，内侧挡墙、排水沟及外侧挡墙出现倾倒、下陷变形，道路完全破坏中断破坏；南侧近170 m 道路出现多处挤压变形；斜坡台地中部，特别是台地北端一带，挤压、拉张裂缝密布，中部排水沟出现挤压、拉张、错断变形，已经失效，南侧台地中部原蓄水池出现挤压变形破坏；台地前缘多处出现溜滑，造成交通中断。

2.2 滑坡物质结构特征

2.2.1 滑坡体

平推式滑坡区域滑体主要主要为粉质黏土、黏土、卵石及二次搬运形成的泥质卵石层。北侧土质牵引变形区域主要成分为砂质黏土、泥质卵石与强风化的砂质泥岩。

2.2.2 滑带土

平推式滑坡区域顺岩层产生滑动，处于岩层的软弱夹层、强风化层内，滑带土为紫红色软弱的砂质泥岩泥化层，为呈软塑状粉质黏土。北侧土质牵引变形区主要以蠕滑为主，该带处于泥质砂质黏土、卵石的软弱夹层。

2.2.3 滑床

平推式滑坡区域滑床岩性为中风化紫红色泥质砂岩、砂质泥岩为主，岩体结构完成，呈柱状，岩层产状为142°∠3°，构造裂隙发育，共发育4 组构造裂隙。北侧土质牵引变形区后缘滑床为泥质卵石层，中部处于基覆盖界面，为强风化砂质泥岩，前缘处于强风层内。

3 滑坡形成机制

江油市太平镇五星村居民区后山高位滑坡主要为老滑坡受降雨作用复活产生变形，但是各区形成机制不同，各区形成机制如下。

3.1 平推式主滑坡

由于人类工程活动，滑坡前缘形成高陡的临空面，为其变形提供有利条件；后缘的陡坡，为地表降雨向滑坡区汇集提供地形条件。滑坡区下伏基岩为侏罗系砂泥岩及其互层，岩层产状平缓，砂质泥岩为相对隔水层，且在地下水的浸润下，极易风化侵蚀呈土状，形成软弱夹层，力学指标极低，为滑坡形成提供软弱结构面。另外，滑坡表层为松散的粉质黏土、泥质卵石等，结构松散，利于雨水的入渗；且后缘发育老滑坡拉陷槽，利于地表水向拉陷槽汇集，形成相对封闭的储水空间，由于降雨作用，导致地下水位急剧上升，从而形成巨大静水压力和沿软弱结构面形成杨压力，诱发老滑坡的重新复活。

3.2 北侧土质牵引变形区

该滑坡滑动变形主要受中部平推式滑坡影响，产生牵引式滑动。区内表层为松散的绵阳组四级阶地砂质黏土和泥质卵石，结构松散，利于地表降雨下渗，受雨水浸泡，力学指标急剧降低，导致后缘厚层的松散土体产生湿陷作用，地面出现拉裂。前缘修建步道切坡，形成临空面，松软的土体局部产生蠕滑拉裂。南侧一带，中部平推式滑坡产生滑动，滑体产生向东南的位移，导致牵引式土质滑坡产生临空面，从而导致牵引式土质滑坡局部产生牵引式滑移产生地面拉裂。

综上所述，人类的工程活动以及短时间内的大量降雨为诱发该滑坡滑动的主要影响因素。

4 滑坡稳定性评价

4.1 稳定性计算方法

根据勘察及分析，滑坡滑面基本沿着岩土界面发育，滑面呈折线型，因此采用折线型滑动面计算公式，稳定性系数和剩余下滑力按传递系数法计算，如公式（1）所示[3]。

式中：Fs为稳定性系数；Wi为第i条块的质量（kN/m）；Ci为第i条块黏聚力（kPa）；φi为第i条块内摩擦角；Li为第i条块滑面长度（m）；αi为第i条块滑面倾角(°)；Rn为作用于第n块（最末块段）的抗滑力(kN/m)；Tn作用于第n块段（最末块段）的模拟滑动面上的滑动分力(KN/m)；A为地震加速度。Ψj为第i块的剩余下滑力传递至第i+1 块时的传递系数（i=j），ru为孔隙压力比。

4.2 计算剖面选取

根据滑坡的形态特征和地质环境，选择2-2`、3-3`、4-4`进行整体和局部稳定验算；北部土质滑坡区前后缘均出现变形，该区地形较平缓，宏观分析整体稳定，局部不稳定，因此选择1-1`后缘次级进行稳定验算。

4.3 计算工况确定

根据影响因素和形成机制分析，考虑天然、暴雨以及地震3 种工况：自重+地表荷载+地下水（天然工况）（安全系数取值1.15）；自重+地表荷载+暴雨+地下水（暴雨工况）（安全系数取值1.10）；自重+地表荷载+地震+地下水（地震工况）（抗震设防烈度为Ⅶ度第二组，地震动峰值加速度为0.15g，安全系数取值1.05）。

4.4 计算参数取值

根据工程地质钻探揭露土层内部分界线，查明填土、粉质黏土以及滑坡堆积体等，根据不同条块面积，分别计算条块重度；粉质黏土天然重度和饱和重度分别为19.524.6 kN/m³、20.1524.6 kN/m³；滑体天然重度为24.6 kN/m³（砂质泥岩）和24.57 kN/m³（泥质砂岩）；滑床天然重度为25 kN/m³。

在进行稳定性分析和计算时，根据钻孔、探槽原状土样的岩土力学参数试验值来综合确定滑坡滑动面的C值、Φ值，参数见表1。

表1 滑带土物理参数及抗剪强度参数综合取值表

4.5 稳定性计算结果及评价

4.5.1 稳定状态评价标准

根据《滑坡防治工程勘察规范》（GB/T 32864—2016）结合滑坡现状，对稳定性系数Fs 进行稳定状态评价标准：1）不稳定状态。Fs＜1.0。2）欠稳定状态。1.0 ≤Fs＜1.05。3）基本稳定状态。1.05 ≤Fs＜Ks。4）稳定状态。Fs≥Ks。

根据上述确定的计算参数和计算模型对滑坡在不同工况条件下分别进行稳定性和推力计算，计算结果见表2。

表2 滑坡稳定性计算统计表

4.5.2 稳定性评价

对滑坡稳定性计算结果进行分析，北侧土质滑坡牵引变形区天然和地震工况均处于稳定的状态，暴雨工况下处于欠稳定状态；中部平推式滑坡整体在天然工况处于稳定状态，整体在暴雨工况2-2'处于基本稳定和欠稳定状态，3-3'、4-4'处于稳定状态，地震工况2-2'处于基本稳定和不稳定状态，3-3'处于稳定状态，4-4'处于基本稳定状态。后缘强变形区天然工况处于稳定状态，暴雨工况处于不稳定状态，地震工况处于基本稳定状态。

从滑体变形特征来看，1-1'、2-2'、3-3'剖面后缘拉张裂缝和挤压裂缝明显，属于强变形区，目前而滑坡区后部已开始时出现拉裂缝，中部出现推移挤压裂缝，前缘产生大面积溜滑变形，2-2'整体处于基本稳定或欠稳定，3-3'、4-4'整体处于稳定，局部基本稳定或欠稳定，与计算结果基本吻合；在天然条件下，滑坡整体处于稳定状态，但是在暴雨和持续降雨影响下，该滑坡处于基本稳定或欠稳定状态，在不利条件诱发下，滑体可能继续向前推移产生滑动，致使整个滑面贯通，将诱发滑坡整体产生滑动。

4.6 滑坡稳定性敏感因素分析

滑体主要由于后缘平推产生滑动破坏，暴雨是主要的诱发因素。暴雨入渗，软化了滑带土，降低了滑带土力学性质，且导致滑坡后缘槽谷地下水位抬升，形成对滑体巨大的静水压力和扬压力，从而顺软弱夹层产生平推式滑动。根据3-3 剖面在暴雨工况下不同的内摩擦角、地下水位取值进行计算，得到不同的稳定性系数，见表3。

由表3 可以看出，在Φ值相同的情况下，当水位h 值提高1 m 时，稳定性系数降低，变化范围在0.09～0.35；在同一水位h值下，当Ф值提高1°时，稳定性系数升高，变化范围在0.11-0.27，因此对这次滑坡来说，Φ值和地下水位h值对滑坡稳定性同样敏感。

表3 3-3 次级剖面暴雨工况下参数敏感性因素表

4.7 防治与建议

北侧土质滑坡牵引变形区在天然和地震工况均处于稳定状态，暴雨工况处于欠稳定状态，该区变形以蠕滑拉裂变形为主，其威胁对象为西山公园的休闲步道，不直接威胁太平镇五星村居民区，其变形主要由于地表水排泄不畅，导致土体饱和，自重增加，且前缘平推式滑坡滑动位移，为其变形提供临空条件，从而导致该区产生牵引式变形破坏，因此只要对平推式滑坡进行治理，北侧土质斜坡就无变形的临空条件，该区将趋于稳定；主要以完善该区的地表排水系统和进行监测为主。

平推式滑坡区的4-4'剖面主要受平推式滑坡北侧挤压推动为主，目前整体处于基本稳定和稳定状态，将2-2'、3-3`剖面一带进行工程治理，4-4'剖面受北侧挤压推动的力消失，该区整体趋于稳定，因此采用地表排水系统和监测为主。

平推式滑坡区的2-2'、3-3'剖面一带，是这次滑坡强烈变形区，变形破坏严重，稳定性差，须对该区进行工程治理，主要采取完善地表排水系统、抗滑支档、道路恢复和裂缝缝填等工程措施进行治理。

5 结论

综合上述滑坡变形特征、形成机制以及各工况下滑坡的稳定性分析评价，最终得到以下3 个结论：1）该滑坡为中型滑坡，根据地质类型及形成成因分为平推式滑坡区、北侧土质牵引式变形区等2 个区。2）研究区的地形地貌以及人类的工程活动为该滑坡的形成提供了变形空间和临空条件，复杂的岩性结构不利于排水，为滑坡的形成提供了物质基础，短时间的暴雨导致岩土体的强度降低，产生动水压力和孔隙水压力，潜蚀岩、土，增大岩、土容重，对透水岩层产生浮托力，从而软化滑面，降低其强度，使其滑动变形。3）该滑坡在天然工况下整体基本稳定。但是在不利条件诱发下滑体可能继续向前推移产生滑动。