滑坡机理与稳定性评价——以库区大榆镇古井口村为例

陈浩东 贾斌 冯志秦

四川省地质环境调查研究中心 四川 绵阳 621000

引言

滑坡机理的研究是滑坡灾害预防、预测、预报和有效防治的理论基础，但由于滑坡自身的复杂性，其形成多因素性及诱发因素多样性，而使得滑坡发生具不确定性，因此成为国内外工程地质界研究的热点[1]。总结推广滑坡治理的方法、经验，对提高滑坡治理效果、节约经费具有重大的意义。

1 滑坡概况

1.1 滑坡基本特征

古井口村滑坡后缘填方体上的加油站、汽修厂出现长大贯通裂缝，食品厂前部围墙发生整体位移；右侧缘出现剪切裂缝，左侧缘与桥墩临近处的地表明显下沉、围墙剪切破坏，滑坡体中前部也出现少量裂缝[2]。其中汽修厂院坝变形较为严重，出现四条贯通长大裂缝，裂缝最大水错距57cm，最大垂直错距64cm。滑坡前缘高程291m，后缘高程304m，相对高差约13m；滑坡平面纵向长约60m，纵向平均坡度约为8°，滑坡前部横向宽约172m，后部横向宽约131m，主滑方向285°。滑坡滑体后部平均厚约7.2m，中前部滑体平均厚约4.1m，按厚度划分为浅层滑坡。滑坡总平面面积约为0.8×104m2，总体积5.2×104m3，按体积划分为小型土质覆盖层滑坡。

滑坡可进一步划分为浅层滑动面的次级滑坡与深层滑动面的整体滑坡，次级滑坡滑体为人工填含碎石粉质黏土，滑床为下部原有含细沙粉质黏土，滑面位于两种土体分界处。整体滑坡滑体为人工填含碎石粉质黏土与下部原有含细沙粉质黏土，滑床为全风化泥岩，产状约为315°∠2°，滑面位于基覆界面。

1.2 滑坡物资组成及结构特征

1.2.1 滑体特征。次级滑坡滑体为人工填含碎石粉质黏土（Q4ml）；整体滑坡滑体为人工填含碎石粉质黏土（Q4ml）与下部原有含细沙粉质黏土（Q4el+dl+al），分述如下。

人工填土（Q4ml）：以填筑的含碎块石粉质黏土为主，厚度0.2～5.5m，黄褐色，湿～较湿，孔隙比大，呈可塑～软塑状态，碎石粒径2～75cm不等，母岩为砂岩、泥岩。由于含碎石粉质黏土孔隙比大，因此受地表及地下水影响较严重，地表水易下渗形成地下水，产生动水及静水压力，为滑坡次级浅层滑坡形成的重要条件。

第四系全新统（Q4el+dl+al）：以受河流相影响的含细沙粉质黏土为主，含砂量约20%～40%，层厚在0～5.8m左右，呈黄褐色，孔隙比较大，较湿，含水率较大，一般为可塑，局部为软塑，干强度较高，但在浸水后软化明显。由于含细沙粉质黏土孔隙比较大且含有一定量细沙，因此受地表及地下水影响较严重，地表水易下渗形成地下水，产生动水及静水压力，为滑坡整体滑动的重要条件。

1.2.2 滑动带特征。滑坡滑动带特征分为整体滑坡滑动带特征及次级滑坡滑动带特征，现分述如下：

整体滑动带：整体滑动带为粉质黏土和粉土。

后缘钻孔钻探至4.75m时见全风化泥岩，基覆界面上20cm内，钻机下降速度明显加快，土质较上层呈固结程度差，黄褐色，呈软塑状态，含水率大，孔隙比较大，为原基岩覆盖层的粉质黏土，与上部土体相比较基本不含砂与碎石。

前缘钻孔钻探至4.20m时见全风化泥岩，基覆界面上40cm内，土体性质明显改变，由红褐色含砂粉质黏土变为暗青色粉土，钻机下降速度明显加快，呈软塑状态，不含砂与碎石，含水率大，孔隙比较大，因此判断此段内滑带为粉土。

次级滑坡滑动带：次级滑坡滑动带为含少量碎石粉质黏土。

钻孔钻探至4.08m时见下部原含砂粉质黏土覆盖层，基覆界面上15cm内，土质较上层呈固结程度差，黄褐色，呈软塑状态，湿，含水率大，为层含少量碎石的粉质黏土，碎石含量及碎石粒径明显较上部覆盖层少，碎石仅占8%以下，碎石粒径2～20mm。

滑床特征：整体滑动滑床为侏罗系上统蓬莱镇组上段（J3p2）全风化泥岩。

次级滑动滑床为第四系全新统含细沙粉质黏土（Q4el+dl+al）。

1.2.3 滑坡的水文地质特征。滑坡处于山丘中下部，地下水补给主要为大气降雨，滑体为人工填土及第四系残坡积层，渗透系数较大，而下层泥岩为隔水层，同时，泥岩内“X”裂隙较发育，大气降雨通过渗透和沿裂隙下渗进入基岩内。因此地下水类型主要为基覆面上上层滞水，其次为基岩裂隙水，降低滑坡的物理力学性质，并对滑坡产生一定的浮托力，加剧滑坡滑动的可能性[3]。

通过测试滑坡内钻孔稳定水深在基覆界面上18cm～100cm之间。

滑坡滑体由人工填土含碎块石粉质黏土（Q4ml）与第四系含细沙粉质黏土（Q4el+dl+al）组成。由于含碎石粉质黏土与含细沙粉质黏土孔隙比较大，因此受地表及地下水影响较严重，地表水易下渗形成地下水，产生动水及静水压力，为滑坡次级浅层滑坡及整体滑坡形成的重要条件。

2 滑坡形成机理

2.1 次级滑坡形成机理

滑坡次级滑坡体由人工填土含碎块石粉质黏土（Q4ml）组成。由于含碎石粉质黏土与含细沙粉质黏土孔隙比较大，未夯实、松散、欠固结，因此受地表及地下水影响较严重，地表水易下渗形成地下水，产生动水及静水压力，为滑坡次级浅层滑坡及整体滑坡形成的重要条件[4]。由于填方体较原覆盖层及下覆泥岩固结程度差、渗透系数大，因此下渗雨水易停滞于原覆盖层上层，降低浅层滑坡滑带的物理力学性质，填方体内细颗粒物质也容易积聚在滑带内。同时，次级滑坡前方为高约6m的临空面，抗滑力较小。

综上各类因素，暴雨后次级滑坡体内静水与动水压力较大，滑带物理力学性质进一步降低，在次级滑坡抗滑力较小的情况下，次级滑坡滑动，形成次级滑坡体最危险剪出口位于填方体陡坎底部陡缓交界处。

2.2 整体滑坡形成机理

滑体渗透性较好，地下水易形成动水及静水压力。

滑坡整体滑坡后缘为加油站及各类房屋所处位置，加油站与房屋院坝均为5m高度以上的填方。填方体为未夯实、松散、欠固结，且对整体滑坡后缘加载，加大滑坡的下滑力。同时整体滑坡组成除后部填方体外，其余部分为含细沙粉质黏土，孔隙比较大，含水率较大，因此受地表及地下水影响较严重，地表水易下渗形成地下水，产生动水及静水压力，且由于下覆泥岩为隔水层，下渗雨水易停滞于基覆界面上，降低整体滑坡滑带的物理力学性质，整体滑坡体内细颗粒物质也容易积聚在滑带内。

综上各类因素，暴雨后次级滑坡体内静水与动水压力较大，整体滑坡体内静水与动水压力较大，深层滑带物理力学性质进一步降低，且在“9.10”洪水时涪江水位高于整体滑坡前缘剪出口，进一步降低滑坡的物理力学性质，特别是在“9.10”洪水骤降时，整体滑坡内动水压力加大，滑坡滑动的可能性进一步加大，滑坡出现整体滑动，整体滑坡形成。

3 稳定性计算与评价

3.1 滑坡体稳定性计算

3.1.1 计算剖面。选取五条剖面进行滑坡的稳定性计算，并对滑坡稳定性给以综合评价，其中主剖面5-5’作为最不利滑坡稳定性计算剖面。

3.1.2 计算参数。

表1 滑坡岩土体天然重度及饱和重度取值表

表2 各区滑带土抗剪强度参数取值表

3.1.3 荷载。可能作用在滑坡是的荷载有：坡体自重、建筑荷载、渗透压力和地震力。

（1）坡体自重：在天然状态下，滑坡自重按天然重度计算。

在连续降雨或暴雨条件下，滑坡区降水入渗深度按地下水面以上全饱水的最不利情况计算。滑坡自重为地表至降水入渗深度范围内土体的饱和重度与降水入渗深度以下土体的天然重度之和。

（2）渗透压力：滑坡区的各区地下水位埋深浅，在稳定性计算时对该力作考虑。

（3）地震力：本区抗震设防烈度为6°，设计基本地震加速度值为0.05g，设计地震第二组，设计特征周期0.35s。

洪水位：滑坡前缘的涪江洪水位高于滑坡剪出口，最高洪水位淹没该滑坡前缘，计算时考虑洪水陡降对滑坡的影响。

综上，根据滑坡实际情况，计算工况分三种：工况一：天然状况：自重；工况二：暴雨状况：自重+暴雨；工况三：水位骤降状况：自重+涪江水位骤降影响（1m/d、1.5m/d、2.0m/d）。

计算结果如表3。

表3 滑坡稳定性计算成果汇总表

3.2 稳定性评价

3.2.1 整体稳定情况。滑坡后缘填方区域有一定变形，局部区域变形较严重，长大裂缝贯穿，其中汽修厂院坝变形较为严重，出现四条贯通长大裂缝，裂缝最大水平错距57cm，最大垂直错距64cm。前缘也相继出现裂缝，但裂缝数量及规模较小。

通过五条剖面对滑坡强变形区稳定性计算，在天然工况下均处于基本稳定状态；在暴雨工况下3-3′处于基本稳定状态其余剖面处于欠稳定，在洪水陡降工况下所有剖面均处于欠稳定～不稳定状态，滑坡变形失稳主要受控于暴雨及洪水陡降，与现有迹象和滑坡所处的变形阶段相符。

3.2.2 次级滑动。通过2-2′、4-4′、5-5′剖面对滑坡整体稳定性计算，在天然工况下处于基本稳定状态；暴雨工况下处于欠稳定～不稳定状态。其变形失稳主要受控于暴雨，与现有地面、房屋变形迹象和滑坡所处的变形阶段相符

4 结论

大榆镇古井口村滑坡堆积体形成年代较为久远，通过对堆积体的地貌形态、物质组成和稳定性计算结果进行综合分析，结果表明，天然状态下滑坡体整体处于基本稳定状态。但在暴雨情况下，滑坡稳定性下降，特别是考虑洪水陡降时，滑坡体处于欠稳定～不稳定状态。所以大榆镇古井口村滑坡必须采取适当的防治措施。建议采用裂缝夯填和抗滑桩等措施进行治理。