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广元市利州区荣山镇小湾子滑坡成因机制及稳定性分析评价

广元市利州区荣山镇小湾子滑坡成因机制及稳定性分析评价

孙元 李娟

摘  要:该文以广元市利州区荣山镇小湾子滑坡为研究对象,通过调查滑坡体的范围、规模、滑坡体结构、变形特征、成因机制及目前稳定状态,对滑坡变形发展趋势进行预测;通过定性分析和定量评价,确定滑坡的稳定性结果,为滑坡的防治工程设计提供可靠的地质依据。同时提出可行的治理方案建议。

关键词:滑坡  发育特征  成因机制分析  稳定性分析  防治方案

中图分类号:F326.3   文献标识码:A           文章编号:1672-3791(2019)06(c)-0086-02

滑坡是一种最为常见的地质灾害,每处滑坡灾害的形成不尽相同,地质环境条件也有所差异,因此研究滑坡的成因机制,对其稳定性进行分析,对滑坡治理具有重要意义。

小湾子滑坡为一老滑坡体,现状坡体上部水泥公路产生多条变形裂缝和错段现象,滑坡体中部在2013年7月暴雨后发生垮塌,垮塌处的物质损毁一间居民房屋,致使整个房屋无法居住,且将整个滑坡分为两部分。滑坡体前缘居民房屋后侧田坎鼓胀变形明显,且多处鼓胀,目前小湾子滑坡现状处于蠕动变形状态,稳定性较差,在暴雨或地震等不利工况作用下,坡体将处于极不稳定状态,极有可能失稳,产生滑坡灾害,危害性大。

小湾子滑坡的危害对象为滑坡体上高坑村8社5户16人的生命财产安全及居民耕地50余亩,滑坡体内乡村路259m,滑坡侧面通乡工程约200m,直接经济损失可达300万元,潜在经济损失巨大。因此,研究该滑坡的成因机制,分析判定该滑坡的稳定性状态,并提出经济合理的防治方案建议,是十分必要的。

1  小湾子滑坡工程地质条件

1.1 地形地貌

小湾子滑坡位置构造侵蚀中山地貌区,后缘高程约726m,前缘高程约618m,高程差108m。滑坡区为一凹槽地形,右侧为陡坎陡坡地形,左侧为一小冲沟地形。斜坡整体坡度约15°~25°,坡体呈“缓-陡-缓”趋势,中部陡坎处近乎直立。

1.2 地层岩性

小湾子滑坡地表松散土层主要为全新统第四系坡残积层(Q4el+dl)含碎石粉质粘土及部分第四系崩坡积层块碎石土,分布在整个坡体上。

滑坡区滑坡体中部垮塌区可见第四系崩坡积层(Q4col+dl)分布,物质组成为块碎石土,暗褐色,稍湿,松散~中密。

滑坡区中间部位陡坎处可见基岩出露,以及下伏基岩均为中生界侏罗系下统白田坝组(J1b)。岩性为灰色砂岩、泥岩互层,下部夹煤层,底为石英质砾岩。

1.3 地质构造及地震

滑坡所在區域地质构造对小湾子滑坡的影响相对较小。滑坡所在区域为利州区东部,区内无次级规模较大的褶皱及断裂构造发育,构造相对简单。滑坡区岩层呈单斜构造岩层,产状为256°∠12°,为切向坡。滑坡区抗震设防烈度为Ⅶ度第二组,地震动反应谱特征周期为0.35s,地震动峰值加速度为0.15g。

1.4 水文地质条件

滑坡区上覆第四系松散堆积层为中透水层,下伏中风化泥岩、砂岩层为微透水层。地下水按其赋存特征及水理性质可分为基岩裂隙水和松散岩类孔隙水两类。其中松散岩类孔隙水赋存于第四系堆积物中。含水介质为含碎石粉质粘土,由粉质粘土、碎石土组成。主要接受大气降雨补给,于松散土层中运移,向低洼处排泄。降雨下渗至下伏基岩地层界面遇阻,形成地下水活跃带,致使该界面岩土软化,抗剪强度下降而形成滑动面,使斜坡向不稳定方向发展而发生滑坡。基岩裂隙水主要赋存于区内砂、泥岩中。泥岩相对隔水,砂岩为透水层,岩性变化大,含水性较弱。地下水补给来源有限,水量总体较缺乏。

1.5 工程地质条件

根据岩相建造、岩体结构、强度和岩性进行工程地质岩组划分,将滑坡区划分为第四系松散岩组及较软砂泥岩岩组两个岩组。

第四系松散岩组:主要分布在第四系残坡积及崩坡积碎石土层中,物质组成为粉质粘土夹碎石土,黄褐色、灰褐色,稍湿,呈可塑状态,主要由粉质粘粒含大量的风化块石组成,属残坡积成因。允许承载力10~45t/m2。

较软砂泥岩岩组:滑坡区出露及下伏基岩为侏罗系下统白田坝组(J1b)灰色砂岩、泥岩互层,风化程度中等,完整性一般,为较软岩,基本质量等级为Ⅴ类。力学性质一般。

2  小湾子滑坡基本特征

2.1 滑坡边界、规模及形态特征

小湾子滑坡左侧边界以一冲沟为界;右侧边界上部以地形陡缓交界为界,下部区域以基岩陡坎为界,后缘以水塘为界,且水塘前地面裂缝亦为后缘边界判定依据;前缘至居民房屋前居民田坎。据此圈出滑坡范围,整个滑坡呈长“舌”状,滑坡纵向轴长约472m,滑坡前缘居民房屋处宽约120m,滑坡体上最窄处约46m,位于滑坡中下部乡村道路下部段,整个滑坡平均宽约60~75m。滑坡区地形从高至低呈“缓-陡-缓”趋势。根据基岩出露、陡坎分布及地形变化等,将该滑坡分为H1和H2两个滑坡区。H1滑坡纵向轴长约145m,宽约58~67m,平均宽约65m,滑坡体面积约9425m2,滑体的厚度约2.6~7.8m,体积约4.96万m3。主滑方向226°;H2滑坡纵向轴长约327m,宽47~120m不等,平均宽约65m,滑坡体面积约21300m2,滑坡体的厚度约2.8~5.4m,体积约8.8万m3,主滑方向228°。H1、H2滑坡均属于小型浅层土质滑坡。

2.2 滑坡变形特征

据调查,小湾子滑坡整体发生较大变形的时间为2013年7月暴雨后,“7·17”强降雨及滑坡后缘水塘渗水双重因素的作用下,致使该滑坡发生较大的变形,主要表现为后缘裂缝、乡村水泥路多处变形裂缝及错断、路边沟多处发生变形破坏、损毁多处乡村公路、H1区前缘垮塌、H2区滑坡田坎鼓胀变形、电杆倾斜及中部居民房屋被损毁、下部居民房屋出现裂缝等,具体描述如下。

H1滑坡后缘有一水塘,由于该水塘渗水,致使H1坡体上土体较松软,产生宽度大、延伸长度长的后缘裂缝。在2013年“7·17”暴雨作用下发生较大的变形。因此,H1滑坡变形的主要因素为2013年“7·17”暴雨及后缘水塘渗水双重因素的共同作用,暴雨为主要因素。H1滑坡另一重要变形特征为长约79m的乡村水泥路被损坏,有连续数条裂缝将公路横断,严重处发生错断,最严重裂缝长约3.8m,缝宽25cm,下錯约15cm。H1滑坡前缘变形迹象为陡坎垮塌。

H2滑坡的变形特征为居民房屋竖向变形裂缝及院坝横向裂缝;道路下侧居民房屋田坎发生多级鼓胀变形及坡体上电杆倾斜等。

2.3 滑坡物质组成

滑体特征:H1、H2滑体主要由粉质粘土、含碎石粉质粘土组成。滑体土厚度纵向上呈现中部最厚、后部较厚、前缘变薄的特征;横向上滑体土呈中间厚,两侧薄的特征。

滑带特征:H1、H2滑坡滑带土主要为黄褐色含碎石粉质粘土,碎石含量约占15%~20%左右,结构松散。滑动面为基覆界面。

滑床特征:H1、H2滑坡滑动面均为基覆界面,滑床为侏罗系下统白田坝组(J1b)泥岩、粉砂质泥岩及灰色砂岩,强风化,风化层厚度1.6~2.5m,岩体破碎较严重,无软弱夹层,不具备基岩滑坡的特征。

3  小湾子滑坡稳定性影响因素

小湾子滑坡稳定性主要影响因素有地形地貌、地层岩性、降雨因素、地震因素及人为因素等。

地形地貌:该滑坡边界特征明显,滑坡体坡度约9°~15°,属于典型的滑坡地貌特征。

地层岩性:该滑坡滑体为松散堆积物,结构较松散,透水性强,有利于地下水的入渗,增加坡体自重,软化土体,促使变形。暴雨期或持续降雨期,降雨下渗至松散土类与基岩触面时,由于透水性的差异,可能会在基岩面产生浮托力,形成滑带。因此,土层与基岩接触面是该滑坡的控滑结构面。

降雨因素:滑坡最重要因素是水,暴雨或持续降雨将造成滑体土饱水,增大滑体岩土体重度,软化岩土体,降低其抗剪强度,导致坡体稳定性降低;同时静水压力及动水压力对滑坡体的稳定性影响很大,是导致坡体失稳破坏主要原因之一。降雨下渗至松散土类与基岩触面时,由于透水性的差异,可能会在基岩面产生浮托力,形成滑带。促使滑体变形,乃至滑动。降雨是该滑坡发生滑动的最主要因素。地震使岩土体变松动,加剧滑坡体变形。

人为因素:该滑坡体上,种有大量的农田,对农田的引水灌溉尤其是水稻的蓄水,增加了地下水的补给量,增大了坡体自重。此外,滑坡体后缘人工修建水塘为另一滑坡变形的重要因素。由于该水塘常年失修,漏水严重。

4  滑坡稳定性分析评价

H1滑坡变形主要为前缘垮塌、坡体上水泥公路裂缝及后缘裂缝,致使该滑坡发生变形的主要原因是后缘水塘渗水,地表水及地下水的作用,滑体土饱水自重加大,顺滑动面乡下滑动,加之前缘临空,临空处岩体裂隙发育,在暴雨的作用下发生垮塌,表层滑体土也顺垮塌处下滑至下部坡体上。从暴雨时滑坡的变形可知,降雨是滑坡稳定的主要影响因素。H1滑坡在2013年7月17日暴雨后一直处于变形状态,特别在雨季变形尤为明显。公路裂缝加宽即为有力证据。由此可说明,H1滑坡在天然工况下整体处于基本稳定状态。在暴雨等不利工况作用下,处于基本稳定~欠稳定状态。

H2滑坡变形主要为坡体上居民田坎鼓胀变形及电杆倾斜,居民房屋前院坝横向裂缝等。而导致该滑坡变形的主要原因是H2滑坡后缘垮塌体的加载作用以及降雨作用。降雨是滑坡稳定的主要影响因素。H2滑坡是由于2013年7月17日暴雨导致变形加剧,在此之前,该滑坡未出现急剧变形的情况。据此,H2滑坡在天然工况下整体处于稳定~基本稳定状态。在暴雨等不利工况作用下,处于基本稳定~欠稳定状态。

5  防治方案建议

根据小湾子滑坡变形特征、影响因素、稳定性分析、发展趋势预测及危害对象分布,提出如下防治方案:(1)H1滑坡:“抗滑桩+地表排水+裂缝夯填+路边沟修复”。(2)H2滑坡:“抗滑桩+截水沟”。

参考文献

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