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(1.新疆地礦局第一水文工程地質(zhì)大隊(duì),新疆 烏魯木齊 830091;2.新疆烏魯木齊市沙依巴克區(qū)建設(shè)局質(zhì)量安全監(jiān)督站,新疆 烏魯木齊 830000)
阿拉善村依山而建,位于那拉提鎮(zhèn)東北約6千米處,行政隸屬于新疆伊犁州新源縣那拉提鎮(zhèn)管轄,阿拉善村北側(cè)斜坡處發(fā)育一處潛在滑坡,為堆積層(土質(zhì))滑坡,分屬黃土滑坡亞類(lèi);為中層、牽引式、人工、中型滑坡[1]。
那拉提鎮(zhèn)為著名的國(guó)家5A級(jí)風(fēng)景區(qū),為新疆重點(diǎn)發(fā)展的景區(qū)之一,而那拉提鎮(zhèn)阿拉善村潛在滑坡距離那拉提約6 km,且潛在滑坡坡腳沿線(xiàn)居住人口眾多,潛在滑坡災(zāi)害嚴(yán)重威脅著坡下村民的生命財(cái)產(chǎn)安全,如果地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生,將對(duì)那拉提鎮(zhèn)產(chǎn)生眾多負(fù)面影響。因此,本文在實(shí)地勘查的基礎(chǔ)上,查明了滑坡災(zāi)害的特征、形成原因、穩(wěn)定程度[2]。
潛在滑坡位于阿吾拉勒山低侵蝕構(gòu)造中低山區(qū),最高點(diǎn)海拔1 830 m,總體地勢(shì)北高南低,海拔高程1420-1830相對(duì)高差約500 m,山體可分為二級(jí)斜坡,第一斜坡帶山體坡度上緩下陡,上部約15°~20°,下部約25°~35°,山坡坡腳下緊鄰居民區(qū),由東向西普遍存在人工開(kāi)挖坡腳形成的陡坎,高度約2~10 m不等。斜坡坡面植被發(fā)育,人類(lèi)工程活動(dòng)頻繁,坡頂為向南緩傾的平臺(tái),地勢(shì)較為開(kāi)闊。第二級(jí)斜坡山體坡度約35°左右,山頂呈渾圓狀,坡面植被發(fā)育。
潛在滑坡區(qū)出露的地層為石炭系及第四系。
1.2.1 石炭系(C)
石炭系中石炭統(tǒng)土爾拱河組(C2t):在潛在滑坡東部坡面前緣零星小面積出露,巖性主要為凝灰砂巖,棕褐色為主,局部為灰白色,巖層產(chǎn)狀190°∠35°,傾向基本與坡向相同,屬較堅(jiān)硬巖層,粉砂質(zhì)結(jié)構(gòu),層狀構(gòu)造,節(jié)理裂隙較發(fā)育,垂向分布厚度巨大。
1.2.2 第四系(Q)
(1)上更新統(tǒng)風(fēng)積層(Q3eol):在潛在滑坡區(qū)大面積出露,廣泛分布于山坡坡面上,巖性為粉土,土黃色,干燥-稍濕,土層表面被植被覆蓋,根系及蟲(chóng)孔發(fā)育,無(wú)膠結(jié)或微膠結(jié),多具弱-中等濕陷性,切面有粗糙感,干土易碎,下部含水量逐漸增大,含貝殼。粉土層平均厚度在20 m左右,總體呈現(xiàn)出斜坡南北兩端厚度較小,中間厚度較大的規(guī)律。
(2)全新統(tǒng)沖洪積層(Q4al+pl):分布于潛在滑坡區(qū)南部河谷平原,巖性上部以粉土夾卵石為主,厚度3 m左右,下部以卵石為主,厚度小于30 m,青灰色,砂粒含量約20%,卵石含量20%~30%,粒徑一般3~10 cm,最大可見(jiàn)15 cm,礫石含量約30%~50%,粒徑一般2~10 mm,顆粒分選性差,磨圓度較好。
1.3.1 地質(zhì)構(gòu)造
潛在滑坡區(qū)在大地構(gòu)造上歸屬天山-興安地槽褶皺帶中的伊犁地塊。位于西天山優(yōu)地槽褶皺帶的中部,北以新源深斷裂,南以那拉提深斷裂分別與博羅科努山復(fù)背斜和哈爾克山復(fù)背斜為界。那拉提深斷裂為巖石圈斷裂,總體走向NEE-SWW,長(zhǎng)數(shù)百公里,為壓扭性斷裂,斷裂面南傾,傾角大于50°,該斷裂由一條主干斷裂和附近的一組平行的次級(jí)斷裂組成。伊犁地塊是由前震旦紀(jì)和晚加里東褶皺組成的基底,屬華力西期構(gòu)造區(qū)。次級(jí)構(gòu)造單元有喀什河、伊犁-鞏乃斯、昭蘇-特克斯沉降構(gòu)造帶和伊什基里克山、阿吾拉勒山斷褶帶等。潛在滑坡區(qū)及其附近區(qū)域未見(jiàn)構(gòu)造跡象。
1.3.2 地震
潛在滑坡區(qū)屬于北天山地震帶的一部分,南面緊臨南天山地震帶,根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306-2015),防治區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.20 g,相對(duì)應(yīng)的地震基本烈度為Ⅷ度。
依據(jù)區(qū)內(nèi)巖土體的成因類(lèi)型、結(jié)構(gòu)構(gòu)造、物質(zhì)成分及堅(jiān)硬程度,參照《巖土體工程勘察規(guī)范》(GB50021-2009)將區(qū)內(nèi)巖土體劃分為巖組和土體兩大類(lèi)[3]。
1.4.1 較堅(jiān)硬中厚層狀碎屑巖組
該類(lèi)巖組主要分布于潛在滑坡區(qū)東南部有小面積露頭,巖性為棕褐色、灰白色凝灰砂巖。根據(jù)本次巖石力學(xué)測(cè)試結(jié)果,單軸抗壓強(qiáng)度80.2~91.2兆帕,總體工程地質(zhì)條件較好。
1.4.2 土體
(1)粉土單層土體:在潛在滑坡區(qū)內(nèi)廣泛分布,是組成不穩(wěn)定斜坡及潛在滑坡的主要地層,表層粉土呈黑褐色,干燥,結(jié)構(gòu)松散,含較多植物根系及腐殖質(zhì),蟲(chóng)孔發(fā)育;下部粉土呈土黃色-黃褐色,干燥-少時(shí),結(jié)構(gòu)稍密-中密,隨深度增大土體密實(shí)度增大,深部黃褐色土層多夾有蝸牛殼皮,且取芯斷口多含呈樹(shù)枝狀的鈣化的白色植物根系。該類(lèi)型土體多具濕陷性及自重濕陷性,地基土承載力特征值120 kpa左右,工程地質(zhì)條件較差。在暴雨或地震的誘發(fā)下,易形成滑坡。
(2)粉土、卵石雙層結(jié)構(gòu)土體:主要分布在潛在滑坡區(qū)南部河谷沖洪積平原,上部粉土,松散,地基土承載力特征值120千帕左右,工程地質(zhì)條件較差;下部卵礫石,青灰色,中密-密實(shí),粗粒間充填物主要為中粗砂,礫石多為橢圓狀-次圓狀,磨圓度較好,母巖以弱-微風(fēng)化砂巖為主,地基土承載力特征值300千帕,工程地質(zhì)條件較好。
潛在滑坡區(qū)地下水類(lèi)型為第四系松散巖類(lèi)孔隙潛水,含水層為卵礫石,水位埋深較淺,單井涌水量一般大于1 000 m3/d,地下水礦化度一般小于1.0 g/L,水化學(xué)類(lèi)型以HCO3·SO4-Ca型為主。該區(qū)地下水除接受大氣降水滲入補(bǔ)給外,還有河流地表水滲入、渠系水滲入、灌溉水滲入及地下水側(cè)向補(bǔ)給等,地下水由水位高的地方向水位低處徑流,徑流條件較好,地下水排泄主要以向下游側(cè)向徑流方式排泄。
潛在滑坡區(qū)不穩(wěn)定斜坡上為厚度較大的粉土覆蓋層,粉土層為不含水層,故區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害隱患與地下水無(wú)聯(lián)通關(guān)系。
潛在滑坡屬于風(fēng)積粉土層滑坡,整體呈橢圓形,地形呈北高南底、西高東低,分布高程1 492~1 536 m,相對(duì)高差44 m。
滑坡體周界北部以后緣下挫變形臺(tái)坎上部的地形平緩過(guò)度處為界,南部以斜坡坡腳人工開(kāi)挖陡坎處為界,西側(cè)位于南北向發(fā)育的淺小沖溝,東側(cè)以樹(shù)枝狀沖溝為界。東西寬110 m,南北長(zhǎng)82 m,面積為8 253 m2。坡向185°。
潛在滑坡縱向最長(zhǎng)約81.5 m,坡面呈凹形。前緣為人工開(kāi)挖陡坎,坡度80°左右,高3.0~9.0 m;后緣發(fā)育下挫變形臺(tái)坎,高度約0.7 m。橫向最長(zhǎng)約110 m,坡形東高西低;粉土內(nèi)部滑動(dòng),潛在滑體厚度3.7~18.1 m;總體積約120 020 m3。
2.2.1 滑體特征
潛在滑坡滑體由第四系風(fēng)積粉土組成,土黃色為主,夾棕褐色,土層一般為干燥-稍濕狀,可見(jiàn)層狀沉積,干強(qiáng)度低,韌性低;下部坡腳處粉土含碎石,粒徑約2~10 mm左右,含量約15%,該層各力學(xué)參數(shù)平均值為:含水量13.53%,孔隙比0.89,液限26.45%,塑限16.62%,壓縮系數(shù)0.27,壓縮模量10.15,濕陷系數(shù)0.048,土層厚度9.0~14.0 m。
2.2.2 滑面及滑床特征
潛在滑坡的地層接觸面與坡面傾向一致,滑坡隱患整條斜坡粉土分布厚度較均勻?yàn)?3.9~22.9 m。坡體上粉土層含水量為5.66%~23.34%整體有隨深度增加的趨。從滑坡隱患縱向主勘探線(xiàn)上樣品來(lái)看,樣品含水量自9.0 m增大,至17.0 m左右出現(xiàn)轉(zhuǎn)折。因此,推測(cè)滑坡的潛在滑帶應(yīng)在粉土層內(nèi)部,靠近基巖接觸面一帶,埋深3.7~18.1 m左右,剪出口位于坡腳陡坎地形轉(zhuǎn)折部位,滑動(dòng)方向約201°。
潛在滑坡滑床為粉土,土黃色,局部夾棕褐色,中密,稍濕。
2.2.3 剪出口及變形特征
該潛在滑坡剪出口位于坡腳陡坎地形轉(zhuǎn)折部位,具有臨空面,滑動(dòng)方向約201°
潛在滑坡后緣發(fā)育有下挫臺(tái)坎,傾向與山體傾向一致,傾角約75°,東西向延伸,長(zhǎng)約10~21 m,高0.3~0.5 m左右。下部坡腳經(jīng)人工開(kāi)挖形成3.0~9.0 m高陡坎,傾角約80°左右,陡坎表部風(fēng)蝕、沖刷嚴(yán)重,穩(wěn)定性較差。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查滑坡體后緣臺(tái)坎上部的便道,原為下挫拉裂形成的裂縫,后經(jīng)人工回填壓實(shí)后形成現(xiàn)在的便道。
2.3.1 地形地貌
潛在滑坡區(qū)位于中低山區(qū),地形坡度30°左右,地形地貌條件為滑坡變形提供了一定的下滑力和臨空條件,不利于坡體的穩(wěn)定,容易引發(fā)滑坡的發(fā)生。
2.3.2 地層巖性
潛在滑坡區(qū)覆蓋較厚層的粉土是滑坡形成與發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。由于粉土層狀節(jié)理、裂縫及植物根孔、蟲(chóng)孔發(fā)育,加之植物根系較發(fā)育,土體透水性較好,因此大氣降雨和春季融雪水較易下滲軟化土體,粉土抗剪強(qiáng)度隨著含水量的增加而降低,同時(shí)粉土多具弱-中等濕陷性及自重濕陷性,土體物理力學(xué)性質(zhì)的差異性容易產(chǎn)生拉張裂縫,大氣降水沿入滲通道軟化土體后,容易形成滑坡必要的貫通性結(jié)構(gòu)面,對(duì)坡體穩(wěn)定性影響較大。
2.3.3 氣象、水文條件
潛在滑坡區(qū)具典型的大陸性氣候特征,每年4-6月降水頻率及降水量均增大,最大降水量可達(dá)800.7 mm,最大日降雨量41.2 mm,大氣降水入滲使坡體土層含水量增加,不僅增大了斜坡土體的重度及滲透壓力,而且還能促使滑移面形成及軟化滑動(dòng)面,在多次重復(fù)剪切下使土體抗剪強(qiáng)度降低,當(dāng)下滑力大于抗滑力時(shí)容易引發(fā)滑坡的發(fā)生。暴雨匯聚形成洪流和地表徑流后,既可侵蝕下切、割裂坡體,又可沖刷、掏蝕前緣坡腳、浸泡土體,使斜坡支撐力減小,力學(xué)強(qiáng)度降低,造成斜坡失穩(wěn),進(jìn)而形成和發(fā)生滑坡。
2.3.4 地震
潛在滑坡區(qū)地震動(dòng)峰值加速度值為0.20 g,地震基本烈度Ⅷ度,對(duì)區(qū)內(nèi)滑坡形成和活動(dòng)有利。
地震作用對(duì)滑坡的影響主要表現(xiàn)于兩方面:一方面是觸發(fā)效應(yīng),地殼振動(dòng)形成的能量傳遞將加速滑體土勢(shì)能-動(dòng)能的轉(zhuǎn)化,瞬間可導(dǎo)致坡體受力的失衡和抗剪強(qiáng)度大大降低,使斜坡穩(wěn)定性遭到突然破壞,從而加速或引發(fā)滑坡的發(fā)生;另一方面是累積效應(yīng),強(qiáng)烈振動(dòng)將振松巖土體結(jié)構(gòu),加劇地表裂縫發(fā)育,近而使地表水易于滲入,減小巖土體抗剪強(qiáng)度,最終引發(fā)斜坡失穩(wěn)滑坡或加速滑坡活動(dòng)。
2.3.5 人類(lèi)活動(dòng)
主要表現(xiàn)為坡腳人工切坡形成陡坎面,加之近年來(lái)人口增長(zhǎng)和牲畜數(shù)量增大,斜坡上放牧活動(dòng)規(guī)
模增大,導(dǎo)致斜坡上植被遭到破壞,大氣降水容易入滲至粉土層,使本身不穩(wěn)定的坡體失穩(wěn)進(jìn)而誘發(fā)滑坡災(zāi)害的發(fā)生。
滑坡穩(wěn)定性定性評(píng)價(jià)采用國(guó)土資源部《縣(市)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與區(qū)劃基本要求實(shí)施細(xì)則》(修訂稿)中滑坡穩(wěn)定性野外判別表進(jìn)行,定性評(píng)價(jià)結(jié)果為潛在滑坡體穩(wěn)定性較差。
滑坡穩(wěn)定性定量評(píng)價(jià)根據(jù)《滑坡防治工程勘查規(guī)范》(DZ/T0218-2006),采用傳遞系數(shù)法折線(xiàn)型滑面穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算公式[4],并給定相應(yīng)的安全系數(shù)進(jìn)行計(jì)算,潛在滑坡在天然自重工況下穩(wěn)定(剩余下滑力為0 KN/m),自重+暴雨工況下不穩(wěn)定(剩余下滑力為1 122.87KN/m),自重+地震工況則為基本穩(wěn)定(剩余下滑力為0KN/m)。
潛在滑坡體目前未發(fā)生整體滑動(dòng)。但存在多處局部土體滑移,在斜坡后緣形成下挫陡坎,通過(guò)穩(wěn)定性分析,潛在滑坡體在暴雨工況下處于不穩(wěn)定狀態(tài),一旦發(fā)生滑坡,將對(duì)阿拉善村居民16戶(hù)86人,房屋1 760 m2,牛羊等牲畜2 000余頭構(gòu)成嚴(yán)重威脅,潛在經(jīng)濟(jì)損失約574萬(wàn)。
(1)本文基于最新實(shí)地勘查,詳細(xì)闡述了滑坡的地質(zhì)環(huán)境背景,查明了滑坡災(zāi)害的特征、形成原因、穩(wěn)定程度。
(2)潛在滑坡位于新疆新源縣那拉提鎮(zhèn)阿拉善村中低山區(qū),屬于典型大陸性氣候特征,地層巖性由為石炭系的凝灰砂巖和第四系的粉土、砂卵礫石組成,地質(zhì)構(gòu)造歸屬天山-興安地槽褶皺帶中的伊犁地塊。,地震動(dòng)峰值加速度0.20 g,抗震設(shè)防烈度值為Ⅷ度,滑坡區(qū)地下水類(lèi)型為第四系松散巖類(lèi)孔隙潛水,工程地質(zhì)巖土體分為較堅(jiān)硬中厚層狀碎屑巖組和單層、雙層土體。
(3)該滑坡為堆積層(土質(zhì))的中層、牽引式、人工、中型滑坡,滑體由風(fēng)積粉土組成,滑面為在粉土層內(nèi)部,靠近基巖接觸面一帶,滑床為第四系粉土組成;剪出口位于坡腳陡坎地形轉(zhuǎn)折部位,具有臨空面,滑坡形成受地形地貌、地層巖性、大氣降水、地下水、地震級(jí)人類(lèi)活動(dòng)因素影響。
(4)該滑坡定性分析穩(wěn)定性較差,定量分析在自重工況下穩(wěn)定,在自重+暴雨工況下不穩(wěn)定,在自重+地震工況下為基本穩(wěn)定。
(5)該潛在滑坡體目前未發(fā)生整體滑動(dòng)。在暴雨工況下處于不穩(wěn)定狀態(tài),一旦發(fā)生滑坡,將對(duì)阿拉善村居民16戶(hù)86人,房屋1 760 m2,牛羊等牲畜2 000余頭構(gòu)成嚴(yán)重威脅,潛在經(jīng)濟(jì)損失約574萬(wàn)。
[1]王正剛,李志強(qiáng),等.新疆伊犁地區(qū)新源縣地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查報(bào)告[R].新疆地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)院.2011.
[2]DZ/T0218-2006.滑坡防治工程勘查規(guī)范[R].中華人民共和國(guó)地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).2006.
[3]趙明華.土力學(xué)與基礎(chǔ)工程[M].2版.武漢:武漢理工出版社.2000.
[4]黎曙光.滑坡穩(wěn)定性分析[J].中國(guó)建設(shè).2008(6).