2014年8月27日晚8点30分左右,贵州省黔南州福泉市发生了一起大型山体滑坡灾害。巨大山体以约50米每秒速度下滑,冲击了边坡右前缘的积水矿坑,矿坑内积水在高速滑坡冲击压力作用下形成滑坡涌浪,产生的高速气流与水流对新湾与小坝两个村民小组造成巨大破坏。滑坡共导致23人遇难,22人受伤,67户村民77栋房屋受损,造成了大量的生命与财产损失。灾害形态全国罕见,破坏性大。本人依托973科研项目“西部山区大型滑坡致灾因子识别、前兆信息获取与预警方法研究”的子课题科研项目“西部山区大型滑坡地质结构特征及成灾模式研究”,参加了小坝滑坡的现场调查工作,对该滑坡的特征及形成机制开展了系统的研究。所得认识如下:(1)小坝边坡具有上硬下软双层结构特征,为中倾外上硬下软型顺层高边坡。由滑坡左右侧壁所出露岩层产状,分析清水江组岩层面空间形态为楔形面,其交线倾伏向约140°,倾伏角约30°。边坡前部存在一条横贯坡体产状为N36°E/NW/62°的逆断层。边坡前缘灯影组一段白云岩体演化为对边坡整体稳定性起关键控制作用的锁固段。(2)小坝滑坡为大型高速顺层岩质滑坡,物质运动最大速度约50m/s,滑体总方量约141万方,滑源区残余滑体方量约56万方,堆积区堆积滑体方量约85万方,滑体厚度约20~50m。滑面沿下伏清水江组软质岩的岩性分界面亦为岩层层面发育,主滑体为楔形体,滑坡具双面滑动特征。滑坡平面形态总体上呈扇形,后缘高程为1430m~1450m,前缘高程为1250m~1265m,前后缘高差约200m;前后缘最大水平纵向长度约780m,最大水平宽度约470m。滑坡的主滑方向为140°~145°。(3)对现场变形破坏现象进行详细勘察,根据滑后形态与物源特征将滑坡分为滑源区(A)和堆积区(B)。滑源区根据运动特征分为主滑体区(A1)和滑槽区(A2)两个亚区。堆积区根据物质堆积先后顺序分为Ⅰ期堆积左侧堆积区(B1)、Ⅱ期堆积右侧堆积区(B2)、Ⅲ期堆积坡表物质堆积区(B3)、Ⅳ期堆积硅质岩块石集中堆积区(B4)四个亚区。(4)基于现场调查,得出不利的坡体结构特征为滑坡形成的不良地质基础,坡体前缘开挖促进滑坡形成,开挖与连续降雨作用为滑坡形成的诱发因素。小坝滑坡是在不利地质条件下,由开挖与降雨综合作用诱发形成的。滑坡形成及演化分为三个阶段:边坡顺层滑移-后缘拉裂阶段、边坡前缘锁固段形成阶段、锁固段剪断-滑体启动-滑移阶段。边坡变形破坏的地质力学模式为:滑移-拉裂-剪断。(5)通过力学试验,得出坡体内下伏清水江组变余粘土质粉砂岩沿层面内摩擦角为31°,内聚力为3.2MPa,抗剪能力低;灯影组一段白云岩内摩擦角为50.4°,内聚力为16.7MPa,抗剪能力高,其单轴抗压强度可超过70MPa;二者的力学特性是滑面沿清水江组岩层面发育、灯影组一段岩体演化为锁固段的根本原因。南沱组冰碛砾岩内摩擦角为45°,内聚力21.3MPa,但其遇水后极易崩解,强度急剧降低。(6)采用Midas/GTS软件对坡体进行了三维数值模拟。结果表明:(1)开挖条件下,较右前缘坡脚处露天开挖,左前缘坡脚出地下开挖对坡体稳定性影响更大,边坡整体发生更大变形,左前缘坡脚处岩体中应力集中程度及变形更大。(2)降雨条件下,坡体前缘锁固段应力进一步集中;较露天开挖后边坡,地下开挖后边坡发生更大变形,清水江组变余粘土质粉砂岩中位移与最大剪应变相对高值区的量值及分布范围均更大,左前缘锁固段岩体应力集中程度及变形更大,左前缘锁固段将最先破坏进而导致边坡整体失稳。(7)采用Geo-slope软件对坡体进行了二维数值模拟。结果表明:(1)首先在不考虑地下水的情况下,对地下与露天开挖过程进行模拟,计算得出开挖作用导致坡体中部粘土质粉砂岩与粉砂质板岩分界面处出现最大剪应变集中带,形成潜在滑面;较右前缘坡脚处岩体,左前缘坡脚处锁固段灯影组一段白云岩体中应力集中程度与塑性区分布范围均更大。然后模拟两个剖面的初始渗流场与降雨作用下渗流场,降雨对坡体内地下水位产生一定程度影响。(2)最后通过渗流-应力耦合计算,模拟降雨对坡体的影响,得出降雨作用导致坡体中部粘土质粉砂岩与粉砂质板岩分界面处最大剪应变集中带分布范围扩大,潜在滑面发展,前缘坡脚处岩体中应力集中程度与塑性区均变大;较右前缘坡脚处岩体,左前缘坡脚处锁固段灯影组一段白云岩体中应力集中程度与塑性区分布范围明显更大,其对应的边坡进入临滑状态,左前缘锁固段将最先破坏进而导致边坡整体失稳。(8)通过对边坡地质条件、人工开挖及连续降雨三个致灾因子的分析,得出小坝滑坡的关键致灾因子为人工开挖与连续降雨。此滑坡可从不利坡体结构特征、人工开挖、变形特征、降雨历时与强度四方面进行识别研究。