陆川县马坡镇周屋滑坡形成机理研究.pdf

收稿日期:作者简介:何夏云()女 广西桂林市人 水工环地质工程师 从事水工环地质调查工作陆川县马坡镇周屋滑坡形成机理研究何夏云 摘 要:以陆川县马坡镇周屋滑坡为例 通过工程勘查结合多技术手段综合研究 分析该滑坡的形成机理 并提出防治措施 所得结论准确可靠 对于该种滑坡以及以后类似工程的勘查治理具有一定的指导意义关键词:滑坡 地质条件 形成机理 防治措施 马坡镇周屋滑坡 广西陆川县中图分类号:文献标识码:文章编号:()滑坡概况周屋村滑坡点位于广西陆川县马坡镇良厚村 距县城约 距马坡街约 滑坡体平面形态大致呈半圆状 主滑剖面形态呈长条形柳叶状 滑坡体长 宽 前缘高程 后缘高程 相对高差约 滑体厚度 滑体体积约 属小型滑坡 主滑方向 滑坡体前后缘平均坡度约 周界以滑坡最外一道半圆形拉张裂缝为准 周界外侧普遍存在 高陡坎 前沿边界为人工边坡坡脚附近 据现场调查及钻探、探槽揭露分析 属于坡残积土质滑坡 见图、图 图 滑坡平面图.该滑坡主要发育在标高 以下的斜坡地带 斜坡变形特征比较明显 坡面上有弧形拉张裂缝近些年 该斜坡受强降雨、村民开挖坡脚等因素影响 裂缝有所加宽 由于滑坡稳定性差 规模相对较大 当地连续强降雨天气又时有发生 加之坡脚边坡无任何支挡护坡设施 直接威胁到居住于前缘的 户约 位居民及房屋的生命财产安全 滑坡一旦快速下滑 易造成群死群伤 潜在经济损失约 万元 严重影响到当地居民正常的生产生活 地质灾害防治工程等级为三级 年第 卷 第 期 页 云 南 地 质/地质环境条件 气象、水文滑坡点区域属南亚热带季风气候 多年年平均降雨量 最大 小时降雨量 滑坡附近仅有一条季节性冲沟从滑坡体北侧 处由南东向北东通过 滑坡体所处地势较高 强降雨对滑坡稳定性影响较大 地形地貌滑坡点区域属于构造剥蚀高丘地貌 地形较为起伏 地势较缓 丘顶浑圆 谷地宽阔 多呈“”型 滑坡位于一丘包的中下部 丘顶高程 谷地高程 高差约 地形坡度一般 山坡上植被覆盖较好 丘包南西侧一角 村民在坡脚地带切坡建房 形成的人工边坡高 坡角 房屋与坡脚距离 不等 滑坡前缘剪出口位于边坡脚处 高程约 后缘高程 坡面植被以零星的杉树、竹丛为主 覆盖率 左右图 勘查工程地质剖面图 地层岩性根据工程地质测绘和钻探揭露 主要出露第四系坡残积层()及泥盆系中统信都组()现将各地层岩性基本特征由新至老分述如下:()第四系坡残积层()为粘土、粉质粘土 棕黄红褐色 局部灰灰黑色 可塑状 切面光滑 湿 能搓成土条 无出水现象 钻孔 见少量强风化状砂岩碎石 粒径 层厚 该层表层 含有较多的植物根系和有机物 多呈浅褐色 钻孔、见有粉质粘土 位于粘土之下 灰黄红褐色 可塑状 切面较光滑 湿 能搓成土条 土条有裂纹无出水现象 稍有砂感 粉质粘土层厚 经钻探干钻揭露局部粘土层中见含水率较高、土体结构明显松散的软弱层()泥盆系中统信都组()上部为泥岩 下部为砂岩 全风化泥岩 呈灰白、土黄色泥质胶结为主 节理裂隙发育 局部可见铁锰质物充填 岩体整体风化呈土状 刀切面光滑 无明显的层理构造 用手易瓣裂 遇水迅速软化 钻孔揭露该层厚 局部见有粘粒含量和含水率明显较高的软弱层 强风化泥岩 呈灰白、土黄、灰褐色 泥质胶结为主 节理裂隙发育 部分裂隙 第 期何夏云 陆川县马坡镇周屋滑坡形成机理研究面有黑色铁锰质渲染 岩体大多已风化呈土状 仅局部可见原岩层理构造 粘性较强 岩石强度低 岩心用手易掰断 遇水易软化 钻孔 揭露该层厚 其他钻孔未揭穿 岩层产状 强风化砂岩 灰青灰色 砂质结构 厚层块状构造 主要成分长石、石英和粘土矿物为主 泥质胶结 节理裂隙普遍发育 岩芯较破碎 多呈碎块状 局部呈短柱状 该层仅在钻孔 中揭露 层厚 中风化砂岩 灰青灰色 砂质结构 厚层块状构造 已轻度糜棱岩化 见少量眼球状结构主要成分长石、石英和粘土矿物为主 泥质胶结 节理裂隙稍发育 岩芯多呈短柱状 该层仅在钻孔 中揭露 但未揭穿 区域地质构造及地震根据区域地质资料 滑坡位于陆川岑溪深断裂带上 受其影响 断裂带上岩浆活动强烈 岩层角砾岩化、糜棱岩化明显 次生断层发育 滑坡区地震动峰值加速度 地震动加速度反应谱特征周期为 该区域地震基本烈度为 度 属区域地壳次不稳定区 水文地质条件滑坡一带地下水为松散岩类孔隙水、碎屑岩类孔隙裂隙水 种类型 稳定地下水位于强风化泥岩层中 通过对斜坡前缘井点水位观测 地下水变幅与大气降雨量有一定的关系 据勘查期间钻探揭露 稳定地下水位埋深在 (高程)地下水量一般 勘查区地下水化学类型为 型 对砼结构的腐蚀性及砼结构钢筋腐蚀性微 岩土体工程地质特征据岩土体岩性组合、强度特征及岩土体结构类型 滑坡区有 套土体和 套岩组()粘土单层土体:由第四系残坡积层组成 粘土、粉质粘土 棕黄红褐色 局部灰灰黑色压缩性中等 室内试验天然重度 /标准贯入 击 平均天然强度为粘聚力 内摩擦角 平均饱水强度为粘聚力 内摩擦角 ()软质泥岩全强风化岩组:泥盆系中统信都组全强风化状泥岩 厚 灰白、土黄色 泥质胶结为主 节理裂隙发育 局部见铁锰质物充填 岩体多已风化呈土状 标准贯入 击 室内分析全风化状泥岩平均天然强度为粘聚力 内摩擦角 平均饱水强度为粘聚力 内摩擦角 强风化状泥岩平均天然强度为粘聚力 内摩擦角 平均饱水强度为粘聚力 内摩擦角 ()较坚硬坚硬的厚层块状砂岩岩组:泥盆系中统信都组砂岩强中风化层 基岩面埋深 中风化岩石平均饱和抗压强度为 滑坡变形特征滑坡地表变形特征主要表现:前缘边坡局部存在小规模土体滑塌现象 滑坡体中前部坡面有多条横向拉张裂缝及错落小坎 后缘形成贯通性弧形(半圆形)拉张裂缝 照片、后缘特征:由一条下错的拉裂缝组成 地表表现为一系列坡度 残存的小陡坎 陡坎高 大部分保留断壁特征 局部因地表雨水冲刷和耕作而不明显前缘特征:暴雨期间 局部易发生小规模滑塌 目前破坏模式主要为浅层垮塌 剪出口北西侧部分浅表层滑塌严重 垮塌带高约 斜长 后缘陡坎下错 边坡脚处无明显土体错动现象 前部砖房未见变形破坏迹象 地表也无明显的隆起等现象 可判断尚未发生过整体滑动 前期以塑性变形为主 滑坡剪出口位置应位于民房后侧附近.滑坡的滑体、滑带和滑床特征()滑体特征:据钻探、槽探及地面调查 滑坡体物质组成以坡残积层粘土、粉质粘土为主 厚 土体湿 硬塑可塑状 韧性中等高 无摇震反应 干强度中等 表层 含有较多的植物根系和有机物 多呈土黄浅褐色 滑坡发育于该层中()滑带特征:滑带(面)受基岩面控制 滑带土为滑体底部与基岩接触面之间的可塑软塑状粘土 黄色或灰黄色 厚 土体含水量较上部滑体的粘性土及下部滑床的强全风化状泥岩层云 南 地 质 卷高 稍湿湿 手捻滑腻感较强 在 钻孔 、钻孔 、钻孔 附近 钻孔 附近有揭露 可见滑带土特征 根据类比 滑带土深度一般在 属于浅层滑坡 ()滑床特征:滑坡的滑床为泥盆系中统信都组()全强风化泥岩层 以灰白色土黄色为主 泥质胶结 薄层状构造 节理裂隙发育 岩体多已全风化为土状 无明显的层理构造 用手易瓣裂 遇水迅速软化 滑床前缓后陡 倾角 埋深一般 钻孔揭露全风化层厚一般 空间分布稳定 不易变形破坏.滑坡变形破坏模式分析该滑坡尚未发生过整体滑动 地表主要为坡体上分布多条拉张裂缝、前缘边坡小规模浅层滑塌 由于滑坡所处自然斜坡坡度较大 前沿坡脚因居民建房切坡的 高的直立状土质边坡 边坡前沿临空 在强降雨作用下 边坡上部土体发生塑性变形而前倾崩落 进而拉动滑坡后缘自然斜坡开裂变形前缘边坡下部也无土体剪断突出 滑坡处于前期缓慢塑性蠕动变形拉裂破坏阶段 属浅层平直滑面的牵引式滑坡 在连续强降雨等影响下 滑坡可能发展到剪切破坏阶段而发生整体快速下滑.成因机制分析根据滑坡变形时间及部位 其形成原因包括地形地貌、地层岩性、地质构造、强降雨、人类工程活动等 是自然因素与人为因素综合作用的结果()地形地貌:滑坡处于丘包凸型坡中下部 自然斜坡较陡()地层岩性:滑坡体属坡残积土体滑坡 由于滑坡区坡残积层以粘性土为主 平时土体呈坚硬硬塑塑状 吸水性较强 雨季吸水易软化 力学强度降低 呈硬塑可塑状()降雨:后缘弧形拉张裂缝 前缘边坡小规模崩滑均出现于强降雨期间 说明滑坡活动与降雨关系密切 是导致滑坡活动的主要激发因素 工作区属多雨区 雨季降雨集中且强度大 尤其是大暴雨、特大暴雨及连续多日大暴雨天气每年都有 短时强降雨量和连续多日大暴雨时 大量雨水渗入土体中时 土体结构发生崩解、软化、值等抗剪强度指标降低 同时造成土体吸水自重增大 进而使下滑力增大()人类工程活动:当地村民建房切坡形成 高的直立状土质边坡 破坏了斜坡表层土体的力学平衡 使边坡后缘自然斜坡浅部的土体具备下滑的空间 滑坡稳定性评价和推力计算.计算方法采用传递系数法与理正软件(版)、软件(版)相结合的方法计算 整个滑坡体基本上位于稳定地下水位之上 验算过程中不考虑孔隙水压力、地下水渗透压力的影响()折线法滑坡稳定系数计算公式:第 期何夏云 陆川县马坡镇周屋滑坡形成机理研究式中:第 块剩余下滑力传递至第 块时的传递系数()即:()()第 条块的重量(/)第 条块内聚力()第 条块内摩擦角()第 条块滑面长度()第 条块滑面倾角()第 条块地下水线与滑面的夹角()地震加速度(重力加速度)稳定系数滑坡的推力采用传递系数法进行计算 滑坡推力计算的模型如图 所示图 滑坡推力计算模型.公式:其中:传递系数计算公式:()()下滑力计算公式:()抗滑力计算公式:()式中 第 条块推力(/)第 条块剩余下滑力(/)第 条块重量()、第 块内聚力()及内摩擦角()第 条块长度()第 块滑面倾角()地震加速度(重力加速度)设计安全系数.计算工况及安全系数根据 滑坡防治工程勘查规范(/)划分标准 滑坡危害程度等级级 考虑到滑坡无稳定地下水位 故只考虑 种工况计算:工况一:自重 安全系数取 (设计工况)工况二:自重暴雨 安全系数取 (设计工况)考虑全饱和状态工况三:自重地震 安全系数取 (校核工况)由于危害对象为居民区 根据 抗震设防分类标准 计算过程中考虑地震工况 并将地震烈度提升一度 考虑 度设防 其他岩土体参数的选取原则与工况一完全相同.滑带参数确定滑带土力学参数采用土工试验数据(见表)云 南 地 质 卷表 滑带抗剪强度最终取值表.滑带重度天然工况饱和工况天然饱和 值内摩擦角 值内摩擦角(/)(/)()()()()岩土界面 稳定性和推力计算结果滑坡在暴雨饱和条件下整体处于欠稳定不稳定状态 在天然自重工况下滑坡整体应处于基本稳定稳定状态 据敏感因素分析 滑带土抗剪强度指标对滑坡稳定性影响较为明显 降雨造成滑带土软化 对滑坡的稳定性影响较强烈 计算结果见表 表 滑坡稳定性系数及推力计算表 计算剖面工况条件稳定性系数安全系数剩余下滑推力(/)备注剖面剖面剖面天然状态 暴雨饱和状态 天然地震 天然状态 暴雨饱和状态 天然地震 天然状态 暴雨饱和状态 天然地震 粘土层与全风化层接触带附近形成滑动带 防治建议滑坡发生变形都发生在强降雨期间 强降雨对滑坡的影响较大 如能有效拦截和疏导地表水 将会提高斜坡的安全储备 居民区斜坡坡脚局部产生小规模垮塌 表层局部发生不均匀沉降 稳定性计算斜坡达不到安全储备要求 需采取支挡措施 建议防治方案:()滑坡后缘外围已建截水沟修复、扩建 同时对坡体中部及时加以疏导地表水 对滑坡中部已产生的裂缝封闭、封堵和夯实 防治雨水入渗 并做好生态护坡工作()清理散落的滑体 并在民房后修筑挡墙或采取桩板墙支护 支挡结构前侧修建边沟排水 同时 开展施工期和效果监测 巡查滑坡的变形情况 确保安全 结 论滑坡处于断裂带上 目前前缘边坡局部存在小规模土体滑塌现象 滑坡体中前部坡面出现多条横向拉张裂缝及错落小坎 后缘形成贯通性的弧形(或半圆形)拉张裂缝 计算结果表明:天然状态下各剖面均处于基本稳定稳定状态 暴雨饱和状态下处于欠稳定不稳定状态 与现场调查结果基本一致鉴于该滑坡变形破坏特征和稳定性现状 提出“支挡工程已建排水沟扩建”的治理方案建议 支挡工程方案可采取坡脚修筑挡土墙或桩板墙、滑坡中上部采取格构锚固护坡措施 第 期何夏云 陆川县马坡镇周屋滑坡形成机理研究参 考 文 献 广西兆伟地质工程有限公司.陆川县马坡镇良厚村周屋第 小组屋背岭滑坡治理工程报告.滑坡防治工程勘查规范(/)():.:云 南 地 质 卷