星玉才
(1.河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第一地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院,河南洛陽 471023;2.河南省金銀多金屬成礦系列與深部預測重點實驗室,河南洛陽 471023)
汶川“5·12”特大地震,強度大,波及范圍廣,是我國建國以來最嚴重的地震災害;地震不僅造成大量人員傷亡,也造成了大量的房屋倒塌、基礎(chǔ)設(shè)施損毀等,給災區(qū)人民生命財產(chǎn)造成重大損失。同時,地震誘發(fā)了大量滑坡、崩塌、泥石流,嚴重影響了地震災區(qū)抗震工作和災后恢復重建工作。江油楓順鄉(xiāng)大院子滑坡是眾多災害中的一個,其危險性及影響較大,一旦下滑將堵塞清江河形成堰塞湖,威脅下游鄉(xiāng)鎮(zhèn)及村莊的生命財產(chǎn)安全。
江油市楓順鄉(xiāng)大院子Ⅰ號滑坡地處四川江油與青川交界,位于楓順鄉(xiāng)最北端五棵樹粱上,距江油城區(qū)125km路程,距楓順鄉(xiāng)約8km,有6km簡易公路,2km斜坡地形不通車,交通極為不便。該滑坡體前緣在“5·12”地震中已下滑,在清江河中形成了一個長約90m、寬約50m、高約20m的堰塞湖壩,抗震救災時清理花費數(shù)百萬元。
滑坡所在地為構(gòu)造侵蝕性中山區(qū),山峰一般均在海拔1000~2000m,山勢陡峻,溝谷縱橫,谷狹溝深,多呈“V”字型,地形坡度一般30°以上。Ⅰ號滑坡溝底清江河高程 970m,后緣程 1313m,最大高差達343m。
滑坡區(qū)地層較為單一,出露主要為寒武系灰、淺灰色變質(zhì)細-中粒砂巖夾少量灰色粉砂質(zhì)板巖及第四系殘坡積層。
楓順鄉(xiāng)地質(zhì)構(gòu)造主要屬于龍門山新華夏系縱列構(gòu)造。龍門山褶帶與川西、川北褶帶的分界線大致沿江油——灌縣大斷裂一線。龍門山構(gòu)造帶是早古生代沉降的中心,印支運動使地層發(fā)生變質(zhì)和塑性變形,受強烈擠壓,形成北東向褶皺帶。前龍門山褶皺帶是晚古生代(包括三迭紀)沉降中心,尤其在泥盆紀至石炭紀下陷最強烈,印支運動和燕山運動使地層發(fā)生全形褶皺和劇烈的斷裂,形成眾多的迭瓦式斷裂(圖1)。
Ⅰ號滑坡位于楓順鄉(xiāng)最北端的五棵樹粱上,青江河窄狹子東150m?;麦w邊界整體呈圈椅狀,坡體縱向傾斜長約310m,橫寬約200m,從1線剖面看滑坡中部高兩側(cè)低,坡度24°,主滑方向195°。順滑動方向整體呈上陡、中緩、下陡的形態(tài),滑坡周界明顯,前緣為地震中崩滑的臨空面,高程為1180m,后緣位于五棵樹梁上,高程1290~1310m,相對高差約110~130m。滑坡后緣滑壁明顯,下錯0.5~1.8m,拉張裂縫最寬達1.5m,側(cè)緣地裂縫呈羽列,見圖2、圖3。
圖1 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造圖Fig.1 Regional geological map
圖2 Ⅰ號滑坡平面示意圖Fig.2 Ⅰlandslide sketch
圖3 滑坡地質(zhì)剖面圖Fig.3 Landslide geology section
該滑坡滑體主要由第四系粉質(zhì)粘土和碎石土構(gòu)成,厚度約5~10m,平均8.8m;滑床為寒武系油房組砂巖,產(chǎn)狀162°~185°∠18°~22°?;麦w面積 6.2×104m2,體積約55×104m3,屬中型淺層土質(zhì)滑坡,按運動形式屬于牽引式滑坡[1]。
滑坡是多種不利因素共同作用下而形成,內(nèi)因是其本身的地形地質(zhì)特征,外因是其形成的誘發(fā)因素[2~3]。
(1)地質(zhì)結(jié)構(gòu)
該滑體的物質(zhì)組成為第四系夾少量碎石的粉質(zhì)粘土和碎石土,滑床為砂巖,產(chǎn)狀為 162°~185°∠18°~22°,滑面與地層傾向河坡向相同。滑體主要為碎塊石土,碎石含量較高,可達40% ~50%,碎石徑一般在0.5~20cm,滑體透水性較好,降雨在重力作用下入滲至滑坡體內(nèi),增加坡體自重,軟化土體,影響坡體穩(wěn)定性。
(2)地形地貌條件
較陡的地形和前緣臨空是形成滑坡的重要因素之一,大院子Ⅰ號滑坡前緣距清江河相對高差約200m,下部(已滑后)地形坡度約50°,上部變形區(qū)坡度約25°,這也就是被下部牽引而未完全滑落的原因之一。
(1)地震
“5·12”地震前,Ⅰ號滑坡處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。在地震波強烈影響下,改變巖土體原有應力狀態(tài),在滑動方向的地震力加大了下滑力,使原坡體前緣崩滑臨空,失去原有阻力作用,破壞坡體整體平衡。
(2)強降雨
在地震及其后的一段時間,發(fā)生連續(xù)降雨,雨水直接沿裂縫進入滑體,增加滑體自重,降低滑帶土抗剪強度,加速滑坡變形破壞,因此降雨是滑坡發(fā)生的主要誘因之一。
滑坡主要受地形地貌、地層因素、地震和強降雨和區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造的影響[4]。地層上部是第四系松散坡積物,下伏為基巖層,由于受區(qū)內(nèi)地層巖性和地質(zhì)構(gòu)造的影響,滑坡區(qū)基巖有一定程度風化,呈碎裂結(jié)構(gòu)。
滑坡穩(wěn)定性的因素是綜合的,對滑坡穩(wěn)定性敏感因素進行分析,從而更好地正確認識滑坡形成機制。
根據(jù)試驗參數(shù)[5],取滑帶土 C=9.8kPa、Φ =21.9°,選擇主剖面計算滑坡體在天然狀態(tài)下,其穩(wěn)定系數(shù)為Fso=1.022?;瑤罜、Φ值敏感區(qū)間值選取為:C值在 6.8~12.8kPa,Φ 值在 18.9°~24.9°,在敏感性分析計算結(jié)果見表1、圖4和圖5。
表1 主剖面C、φ值敏感性分析一覽表Table 1 Principal section C and Phi value sensitivity analysis data sheet
圖4 Ф值敏感性分析圖Fig.4 ф value sensitivity analysis chart
圖5 C值敏感性分析圖Fig.5 C value sensitivity analysis chart
根據(jù)上述分析關(guān)系圖得出下述結(jié)論:①滑帶土層C、Ф值均與穩(wěn)定系數(shù)K呈正相關(guān);②C值每增加或降低1kPa,K值增加或降低0.016;③Ф值每增加或降低1°,K值增加或降低0.042~0.045。
該滑坡體裂縫發(fā)育,具有滑坡體的典型特征,實驗選取C、Ф計算與實際情況基本相符,在天然工況下整體處于基本穩(wěn)定狀態(tài),但地震或暴雨工況下處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。一旦整體滑塌將堵塞清江河河道,危險性重大,因此應加強對該滑坡的監(jiān)測和防治。
滑坡的形成主要受內(nèi)因(地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地形地貌等)和外因(地震、降雨)的綜合影響,而滑帶巖土是受影響極為敏感的部位。通過研究分析,滑坡體滑帶土C、Ф值與滑坡穩(wěn)定性正相關(guān),穩(wěn)定系數(shù)K隨C、Ф值的變化而變化,其幅度與滑帶土的性質(zhì)、含水量及滑面坡度等關(guān)系密切,亦較為敏感。鑒于C、φ值在計算滑坡穩(wěn)定性及防治工程設(shè)計中的意義重大,建議在滑坡勘查中取樣、實驗工作階段應該高度重視,以減少不必要的誤差,確??辈槌晒臏蚀_可靠。
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