外坎滑坡稳定性分析及防治

外坎滑坡稳定性分析及防治

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1.四川省地矿局九0九水文地质工程队621050；2.西南科技大学621010

摘要：重庆市巫山县淀粉厂宿舍外坎滑坡（以下简称外坎滑坡）位于斜坡地形，通过野外现场勘察查明了滑坡的形成条件、类型、规模、分布、变形破坏等发育特征，通过分析滑坡的变形机制、稳定性及发展变形趋势，为滑坡的治理提供了科学依据。

关键词：滑坡；变形特征；变形机制；稳定性分析；防治建议

1滑坡的基本形态及规模

外坎滑坡位于斜坡中部，处于煜辉西路南侧，地形为台阶状，总体坡度为30-35°，滑坡边界在地形地貌上表现较明显，根据滑坡区地形地貌及变形破坏特征确定其边界，后缘以裂缝（呈“弧”形展布）为界，前缘以南峰小学新建操场防治边坡顶部为界，两侧以基岩山脊为界。滑坡平均横宽100m，轴长为75m，分布面积0.75×104m2。第四系覆盖层厚4.5—7.7m，平均厚度约为6.1m，方量为4.5×104m3，属于小型土质滑坡[1]。

图1外坎滑坡平面示意图

2滑坡的变形破坏特征及变形机制分析

2.1滑坡变形破坏特征

受2015年“8.31”连续暴雨及三峡移民人类工程活动（建房、修公路）的影响，目前勘查区的变形特征主要分布于滑坡区。

滑坡变形区位于勘查区中部，由于工程建设改变原始地形地貌，形成台阶状地形，滑坡后缘平台处形成1条拉裂缝，近似垂直于坡向。裂缝呈“弧”线型分布，长约65.0m，走向27°，宽5-8cm，下错5-10cm，可见深度为0.4m。

在滑坡产生蠕滑变形破坏的过程中，导致滑坡体上原有公路挡墙受到坡体挤压，发生鼓胀变形。

2.2滑坡变形机制

滑坡在近代已有相当长时间的平衡状态，斜坡上的土体是相对稳定的。由于2014年发生“8.31”特大暴雨的影响，打破滑坡原有平衡状态，诱发滑坡产生变形破坏；加之人类工程活动，工程修建对滑坡后缘加载，滑坡坡脚开挖形成临空面，加剧了滑坡的变形破坏。

滑坡表面的土体的渗透性较好，有利于降水的渗入，使土体软化，抗剪强度迅速降低，在与土体自重的共同作用下，目前滑坡处于蠕动变形破坏阶段，且根据钻探工程揭露，滑坡已形成贯穿滑面，滑坡破坏模式为推移式滑动破坏[2]。

3滑坡稳定性影响因素

灾害体形成与其所处的地质环境密切相关，主要与场区的地形地貌、地层岩性、气象水文（降雨）及人类工程活动有密切关系[3]：

3.1地形地貌

滑坡发育于斜坡地形处，加之人为形成的台状地形，有利于地表水的入渗，加速了其变形破坏。地形上呈现出“陡-缓-陡”，整体坡度30°-35°，开挖形成的临空面为变形破坏创造了较为有利的条件。

3.2地层岩性

滑坡主要由第四系残坡积层和滑坡堆积层的碎石土组成，顺坡覆盖堆积在T2b之上。T2b基岩构成顺向坡向坡。坡面物质结构松散，吸水性较强，力学强度低，抗水浸润软化能力低，受地下水作用后，土体自重增加，抗剪强度降低，容易产生变形破坏。

3.3水的作用

水是导致滑坡产生变形破坏的诱发因素：降雨是滑坡变形的诱发因素。雨水入渗土体，增大了土体容重，降低了土体的抗剪强度，加之滑坡变形破坏原有排水系统，导致地表水无序排放，地下水改变其运移途径，降雨入渗后不能及时排出，同时浸润软化了滑移控制面，对滑坡的变形破坏起了诱发作用。

3.4人类工程活动

根据前述滑坡产生的变形破坏特征的调查，人类工程活动对滑坡变形破坏产生重要影响，房屋建设产生加载作用，降低滑坡整体稳定性。且工程开挖回填形成高陡临空面，为滑坡产生局部剪出提供有利条件。

滑坡与场区的地层岩性、地形地貌、气象水文和人类工程活动有极大的关系，目前滑坡在天然状态下处于基本稳定状态，在暴雨情况下处于欠稳定状态，产生滑动变形的可能性大。

4滑坡稳定性分析

4.1滑坡计算模型及参数选择

根据边坡产生变形破坏模式，采用边坡圆弧滑动法进行最不利滑动面搜索，计算其稳定性。

图2边坡圆弧形滑动面稳定性计算模型

根据工作区具体情况，为全面分析边坡所处的各种工况下的稳定状态，本次稳定性分析采用二种工况进行计算分析：

工况一：自重

工况二：自重+暴雨或连续降雨

计算过程中，对1-1′、2-2′剖面可能出现的公路外坎处次级剪出滑面处进行检算。

根据室内试验、现场大剪试验、反演法、经验类比及综合分析，确定滑动面土体的抗剪强度参数值。边坡已产生变形破坏，现阶段处于蠕动变形，故在稳定性计算中，天然、饱和状态下均采用土体抗剪强度残值。

天然状态下：c=26.2Kpaφ=21.1°饱和状态下：c=22.5Kpaφ=18.5°

土体天然重度γ=19.39KN/m3，饱和重度γs=19.89KN/m3。

4.2滑坡稳定性计算

1.稳定性评价标准

根据《滑坡防治工程勘查规范》（DZ/T0218-2006），滑坡稳定性评价标准：

表1滑坡稳定性评价标准

2.稳定性计算与结果评述

根据以上方法对滑坡各剖面进行稳定性评价，利用圆弧法，按其处于不同工况，对稳定性进行计算，计算结果汇总见表2。

表2边坡稳定性计算成果汇总表

通过对不稳定斜坡各剖面的稳定性计算结果表明，各剖面的稳定状态与本次调查的情况基本吻合。

根据调查情况和前述的分析，滑坡区在天然状态下1-1’、处于稳定状态，2-2’剖面处于基本稳定状态；在暴雨作用下，1-1’剖面处于基本稳定状态，2-2’剖面处于欠稳定状态。加之滑坡体后缘原有挡墙已产生破坏，坡面雨水下渗的作用下，使土体抗剪强度、摩擦系数和内聚力降低，进而导致滑坡整体或较大规模的滑移式变形破坏。

防治建议

根据区内的工程地质条件、规模及防治工程原则，结合地质灾害的破坏形式，在滑坡中前部位设置预应力锚索+格梁，对滑坡整体进行治理；其次滑坡后缘公路外侧挡土墙已产生变形破坏，其整体完整性较好，其变形主要为抗滑移不足，导致挡墙沿伸缩缝位置整体外移，在此考虑采用锚杆+肋梁进行加固；其三滑坡后缘东侧为新建停车场，为新近填土，且前缘为陡坎地形，产生局部滑塌变形破坏，在原有砖砌堡坎外侧拟建抗滑桩[4]。

参考文献：

[1]陈波.重庆市巫山县淀粉厂宿舍外坎滑坡勘察报告[R].四川九0九建设工程有限公司.

[2]左辉.邦村东滑坡类型、特征及稳定性研究[D].吉林：吉林大学，2009.