楊 琛

山體滑坡地質(zhì)災(zāi)害基本特征及穩(wěn)定性分析

楊 琛

（湖北省地質(zhì)環(huán)境總站，湖北 武漢 430034）

從山體滑坡地質(zhì)災(zāi)害產(chǎn)生的原因出發(fā)，對照某邊坡實(shí)例，對山體滑坡的基本特征和穩(wěn)定性進(jìn)行了分析，希望能夠?yàn)樯襟w滑坡地質(zhì)災(zāi)害的識別和防護(hù)提供借鑒，將山體滑坡地質(zhì)災(zāi)害帶來的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡降到最低。

山體滑坡；基本特征；穩(wěn)定性

0 前言

山體滑坡是一種比較常見的地質(zhì)災(zāi)害，指位于山體斜坡上的部分巖土體在自身重力以及地下水動靜壓力的共同作用下，沿一定軟弱結(jié)構(gòu)面，發(fā)生相應(yīng)的剪切位移，使得巖土體整體朝著斜坡下方移動的現(xiàn)象。山體滑坡地質(zhì)災(zāi)害對于自然生態(tài)環(huán)境以及周邊居民的生命財產(chǎn)安全威脅巨大，需要有關(guān)部門重視起來，做好分析評價，設(shè)置合理的預(yù)警機(jī)制和防護(hù)措施來實(shí)現(xiàn)對于山體滑坡災(zāi)害的防護(hù)，降低山體滑坡帶來的損失。

1 山體滑坡地質(zhì)災(zāi)害產(chǎn)生的原因

山體滑坡產(chǎn)生的原因可以分為兩種：

1.1 地理?xiàng)l件

首先是巖土類型。結(jié)合山體滑坡的概念分析，巖土體是滑坡產(chǎn)生的物質(zhì)基礎(chǔ)，各類巖土都可能成為滑坡體，相對而言，發(fā)生滑坡幾率較大的是結(jié)構(gòu)松散，抗剪強(qiáng)度較差的巖土一，如黃土、頁巖、凝灰?guī)r等；其次是地形地貌。山體滑坡需要在一定坡度的斜坡上才會發(fā)生，如河湖斜坡、前緣相對開闊的山坡等，而產(chǎn)生山體滑坡的有利地形，是坡度在10°-45°之間，上下部陡峭，中部平緩，且上部成環(huán)狀的坡形；然后是地質(zhì)構(gòu)造。構(gòu)成斜坡的巖土體一般只有在被各類構(gòu)造面切割，形成不連續(xù)狀態(tài)時，才會向下滑動，而構(gòu)造面會為降水進(jìn)入斜坡內(nèi)部提供有利通道，從這個角度分析，如果斜坡存在裂隙、斷層或者節(jié)理發(fā)育，則最容易發(fā)生山體滑坡；最后是水文地質(zhì)。在山體滑坡的形成中，地下水活動同樣發(fā)揮著不同忽視的作用，其能夠軟化巖土體，將其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，同時產(chǎn)生相應(yīng)的動水壓力和孔隙水壓力，導(dǎo)致巖土體容重的增大，而這些因素都是導(dǎo)致山體滑坡災(zāi)害的重要誘因。

1.2 誘發(fā)因素

在地殼運(yùn)動活躍的區(qū)域以及人類工程活動頻繁的區(qū)域，是山體滑坡地質(zhì)災(zāi)害的多發(fā)區(qū)域，外部因素的影響會導(dǎo)致誘發(fā)滑坡產(chǎn)生的基本條件的變化，繼而誘發(fā)山體滑坡問題。就目前而言，山體滑坡地質(zhì)災(zāi)害的主要誘發(fā)因素包括了降雨、融雪、水流沖刷、地震等自然因素，以及山體坡腳開挖、上部堆載、水庫蓄水、礦山開采等人為作用，一些特殊的地質(zhì)災(zāi)害如海嘯、風(fēng)暴潮等同樣會誘發(fā)山體滑坡。

2 山體滑坡地質(zhì)災(zāi)害的基本特征

山體滑坡地質(zhì)災(zāi)害的一個重要特征，是其在運(yùn)動過程中，會保持自身形態(tài)的相對完整性，具備特定的形態(tài)外貌。一個典型的滑坡，需要具備幾個基本的形態(tài)要素，一是滑坡體?；麦w指發(fā)生滑動的巖土體，其內(nèi)部的相對位置不變，也可以保持原本的結(jié)構(gòu)面網(wǎng)絡(luò)和層序，不過會在滑動作用下產(chǎn)生斷裂或者褶皺的現(xiàn)象；二是滑坡床。滑坡床指位于滑坡體之下，沒有發(fā)生滑動的巖土體，可以保持原本的結(jié)構(gòu)不變，一般只在靠近滑坡體的位置存在輕微破碎；三是滑動面?；瑒用嬉部梢猿蔀榛瑒訋В富麦w和滑坡床之間的分界面。山體滑坡地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生時，滑坡體和滑坡床之間會發(fā)生相對摩擦，滑動面附近的巖土體在受到碾磨作用的情況下，會形成厚度在數(shù)厘米到數(shù)米不等的滑動帶，依照巖土體結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，大致包括了圓弧、階梯和平面等形狀；四是滑坡壁，指存在于滑坡體后緣位置，因?yàn)榛瑒幼饔卯a(chǎn)生的陡壁，坡角在35-80°之間，平面上基本呈圈椅狀；五是滑坡臺階。指滑坡體下滑過程中，因?yàn)楦鞑糠诌\(yùn)動速度的差異所形成的錯臺。

以某邊坡為例，其后緣是最大高差達(dá)到70m的山體，前原則是陡峭的懸崖，屬于非常典型的淺中層土質(zhì)推移式滑坡，滑坡滑動的方向?yàn)?16°，全長800m，寬度達(dá)到1200m，滑坡體厚度在5-10m之間。區(qū)域內(nèi)地質(zhì)以粉質(zhì)黏土和塊碎石為主，塊碎石的含量在20%-40%，主要成分為粉砂巖和泥質(zhì)粉砂巖，結(jié)構(gòu)相對松散。依照滑坡體變形的程度，將滑坡分為兩個兩個不同的變形區(qū)域，分別為強(qiáng)變形區(qū)和弱變形區(qū)。對滑坡變形特征進(jìn)行分析，排查期間，位于山腳位置的滑坡后緣存在有兩條呈陣式排列的拉裂縫，裂縫近似平行，間距在15m左右，延伸長度達(dá)到了700m，裂縫平均寬度在5-15cm，最寬位置為94cm，形成了高度在30-70cm左右的錯臺?；掠覀?cè)有羽狀剪切裂縫發(fā)育，貫通裂縫使得山腳村落中多家房屋出現(xiàn)破損，墻體開裂變形，位于滑坡前部的水泥路面拱起。在經(jīng)過一次強(qiáng)降水后，山腳滑坡變形程度加大，多家房屋結(jié)構(gòu)嚴(yán)重破壞，無法居住。

在強(qiáng)變形區(qū)域，滑坡體上部多為農(nóng)田，其中又以水田為主，滑坡體上存在有四條縱向布置的水渠，現(xiàn)場勘察現(xiàn)實(shí)，水渠破損嚴(yán)重，部分水存在下滲的問題，加上水田中水的滲透作用，使得古滑坡表層滑坡的復(fù)蘇，使得區(qū)域整體呈現(xiàn)出不穩(wěn)定的狀態(tài)；在弱變形區(qū)域，滑坡體沒有出現(xiàn)比較明顯的變形，不過因?yàn)榛麦w上遍布水田，在地表水不斷下滲的情況下，同樣存在復(fù)蘇的可能性，因此，弱變形區(qū)表現(xiàn)為欠穩(wěn)定狀態(tài)。

結(jié)合實(shí)際變形情況，分析得到滑坡后緣位于裂縫位置，前緣的剪出口位置則處于路面拱起區(qū)域周邊。從現(xiàn)場調(diào)查情況看，滑坡的兩處變形區(qū)域都是因?yàn)楣喔人退锼聺B引發(fā)的推移式土層滑坡。

3 山體滑坡地質(zhì)災(zāi)害的穩(wěn)定性分析

3.1 相關(guān)參數(shù)計算

在對滑坡穩(wěn)定性進(jìn)行分析的過程中，需要對使用的巖土物理力學(xué)參數(shù)的合理性進(jìn)行分析判斷，一般情況下，在選擇巖土物理力學(xué)參數(shù)的過程中，可以從幾個方面著眼：一是滑體土容重，結(jié)合相應(yīng)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，最終確定滑坡區(qū)粉質(zhì)黏土的天然重度均值為18.4kN/m3，飽和重度為18.9kN/m3，碎石土的天然重度均值為20.3kN/m3，飽和重度為20.5kN/m3；二是土體抗剪強(qiáng)度，山腳區(qū)域滑坡帶土體的物理力學(xué)參數(shù)如表1所示。

表1 滑坡帶土體抗剪強(qiáng)度（室內(nèi)試驗(yàn)值）

然后，需要結(jié)合滑坡的變形情況，對其穩(wěn)定性系數(shù)進(jìn)行明確，做好滑坡帶土體抗剪強(qiáng)度參數(shù)的反演工作，相應(yīng)的計算模型如圖1所示。依照參數(shù)反演結(jié)果和勘查試驗(yàn)數(shù)據(jù)，最終確定滑坡帶粉質(zhì)黏土的抗剪強(qiáng)度為：

3.2 計算結(jié)果分析

結(jié)合上文提到的工況和方法，對山體滑坡地質(zhì)災(zāi)害的穩(wěn)定性進(jìn)行計算，并且對照計算結(jié)果來進(jìn)行穩(wěn)定性分析和評價，依照相應(yīng)的穩(wěn)定系數(shù)，將穩(wěn)定性分為四個不同的等級：第一級是穩(wěn)定，穩(wěn)定系數(shù)Fs的值應(yīng)該在1.15以上，第二級是基本穩(wěn)定，1.05≤Fs＜1.15，第三級是欠穩(wěn)定，1.0≤Fs＜1.05，第四級是不穩(wěn)定，F(xiàn)s的值在1.0以下。依照滑坡區(qū)域地表和建筑的變形情況，在強(qiáng)變形區(qū)域設(shè)置四條縱斷面，在弱變形區(qū)域設(shè)置一條縱斷面，對這五條剖面的穩(wěn)定性進(jìn)行計算和分析。

對照各個剖面在不同工況下的剩余下滑力（見表2），可以得到以下結(jié)論：

在強(qiáng)變形區(qū)域，天然工況下，滑坡體處于穩(wěn)定狀態(tài)，自重+暴雨工況下滑坡體處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，自重+地震工況下，滑坡體處于基本穩(wěn)定狀態(tài)；在弱變形區(qū)域，天然工況下，滑坡體處于穩(wěn)定狀態(tài)，自重+暴雨工況下滑坡體處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，自重+地震工況下，滑坡體處于穩(wěn)定狀態(tài)。

圖1 計算模型

表2 滑坡穩(wěn)定性計算結(jié)果

4 結(jié)語

總而言之，山體滑坡地質(zhì)災(zāi)害是一種比較常見的地質(zhì)災(zāi)害，對于周邊居民的生命財產(chǎn)安全威脅巨大，加強(qiáng)其本身的不可控性，難以阻止其發(fā)生，一般是通過現(xiàn)場地質(zhì)勘察的方式獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，了解區(qū)域內(nèi)的地形地貌和地層巖性特征，以此為基礎(chǔ)，開展危險區(qū)域的分析，做好山體滑坡范圍的確定，對山體滑坡的變形特征和穩(wěn)定性進(jìn)行評價，結(jié)合評價結(jié)果，采取相應(yīng)的防護(hù)措施來盡可能降低山體滑坡造成的損失。

[1]張乾坤,謝明皆,羅龍,等.黃土隧道洞口山體穩(wěn)定性評價關(guān)鍵技術(shù)[J].鐵道建筑,2020,60(03):50-53.

[2]周進(jìn),楊春杰.南京牛首山南側(cè)山體滑坡地質(zhì)特征及穩(wěn)定性分析[J].工程建設(shè)與設(shè)計,2019,(21):53-55,58.

[3]閆麗雯.廣州市良口鎮(zhèn)團(tuán)豐村山體滑坡穩(wěn)定性分析與評價[J].河南科技,2019,(20):150-152.

[4]林啟飛.試論地質(zhì)災(zāi)害治理工程施工中邊坡穩(wěn)定問題及滑坡治理方法[J].資源信息與工程,2019,34(03):130-131.

[5]祁明靜.華南快速干線某山體滑坡穩(wěn)定性分析與評價[J].科技視界,2019,(15):166-167.

[6]勝信娟,魏駿.某山體滑坡穩(wěn)定性評價[J].西部探礦工程,2019,31(05):18-19.

[7]向校華.某冶煉廠山體滑坡穩(wěn)定性分析及工程治理[J].中國金屬通報,2019,(04):279,281.

[8]林承華,胡志平,吳銀亮.騾坪隧道洞口山體滑坡穩(wěn)定性分析及治理措施研究[J].路基工程,2019,(02):225-229.

楊?。?993.05- ），男，漢族，湖北省武漢市人，中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）學(xué)士，湖北省地質(zhì)環(huán)境總站，助理工程師，研究方向：水工環(huán)地質(zhì)。

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1007-6344（2021）04-0322-02