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摘要:红泥沟滑坡位于云南省中南部华宁县,属于降雨诱发型滑坡,根据对滑坡进行现场勘察,运用传递系数法计算了滑坡的下滑力,并对滑坡的稳定性进行了评价。
关键词:滑坡;成因分析;传递系数法
1前言
2013年6月2日和2014年6月5日、6月6日,青龙河上游红泥坡地段降局地暴雨(降雨量76.5mm~96.5mm),激发青龙河上游红泥坡沟源头古滑坡复活,并逐渐变形加剧,前缘滑块进入红泥坡沟道,在汇水携带作用下形成多次滑坡次生泥石流灾害。红泥坡滑坡位于红泥坡主沟源头区,滑坡体最低标高约2005m,最高标高约2235m,相对高差230m。红泥坡沟域呈西高东低、南北两侧高、中部低的凹状地形。
2 滑坡区地质环境条件
2.1地层岩性
红泥坡沟流域内,基岩主要为二叠系上统峨眉山组(P2β)玄武岩、下统栖霞-茅口组(P1q+m)灰岩,以及震旦系下统澄江组(Zac)砂岩,斜坡区浅表主要为第四系残坡积层(Q4el+dl),沟床中为第四系全新统冲洪积层(Qal+pl)和泥石流堆積层(Qsef),沟源滑坡区为第四系滑坡堆积层(Qdel)以及人工活动层(Q4ml、Q4ml)等。
根据现场调查情况,结合钻探及取样揭示情况综合分析,滑坡区地层岩性组合、岩土体结构特征和岩石力学强度,将岩土体划分为6个工程地质岩组。其中:(1)含砾粘土单层土体,由第四系残坡积层(Q4el+dl)组成;(2)砂、卵、砾石、碎石、块石夹粉质粘土多层土体,由第四系泥石流堆积层(Qsef)和冲洪积层(Qal+pl)组成;(3)粘土、碎石、块石多层土体,由第四系滑坡堆积层(Qdel)组成;(4)坚硬块状玄武岩岩组,由二叠系上统峨眉山组(P2β)组成;(5)坚硬中厚层状石英砂岩岩组,由震旦系下统澄江组(Zac)组成;(6)坚硬中厚层状中等岩溶化灰岩岩组,由二叠系下统栖霞茅口组(P1q+m)组成。(7)较软碎裂-散体状全强风化玄武岩砂岩岩组,由全、强风化玄武岩砂岩组成。
2.2地质构造与新构造运动及地震
区域构造主要由南北向压性、压扭性断裂带组成,属小江深断裂带西支的南延部分。最近断裂为青龙街断裂,该断裂近南北走向,区域长度约15km。该断层造成地层错移、产状变化明显。其断裂进入红泥坡村附近,导致东北附近区域P2β与Zac直接接触,滑坡东北部P1q+m地层覆盖于P2β之上。
2.3水文地质条件
滑坡区处于青龙河上游,处于青龙河和龙洞河两河流域分水岭附近,总体处于地下水的补给区,区内地下水总体向东北青龙河迳流排泄。地下水类型主要为松散层孔隙水和基岩裂隙水两类,地下水位埋深2.2~22.3m。
3复活滑坡区地质特征
该滑坡的滑动面分为古滑动面、现状复活主滑动面、现状复活浅层滑动面。其中H1现状复活主滑动面与原古滑动面基本一致,滑动带(面)均分布有粉质粘土夹碎石(Qdel)层,层厚0.4~6.1m,滑动面呈揉皱泥化状,滑动镜面清晰,厚约3.0~8.0cm。其在H1前缘东部山头段存在潜在剪出面,位于碎块石中,为强-中等风化玄武岩。
滑坡下部滑体已产生解体破坏,并形成较大台坎,垂直落差10~50cm。滑坡体上已产生长10~300m、宽0.2~1.5m、深0.3~1.6m的裂缝71条,分为拉张裂缝、剪切裂缝、鼓胀裂缝、羽状裂缝,还有滑坡台阶、滑坡洼地和滑坡鼓丘等现象。滑坡主滑方向103°。现状复活的滑坡平面上呈鞋侧影状,前缘为鞋尖,后缘为鞋跟。圈定滑坡体长750m、均宽190m,总面积约147370m2,滑体一般厚12.0~28.6 m,平均厚16m,体积约240万m3,为大型深层牵引推移复合式土体滑坡。
4复活滑坡形成原因
(1)结构面发育:滑坡区内地层岩性差异明显、节理裂隙发育,形成不同形式的软弱结构面,主要为:土石结构面、基岩风化差异分界面、节理裂隙面、古滑动带。滑坡体内岩体存在粘土夹层,为玄武岩全风化产物,具有遇水易软化的特性,容易受水的软化形成泥化层(滑带),为滑坡提供了良好的滑动面。该土层具有膨胀性,自由膨胀率达54~74%,属弱-中等膨胀潜势膨胀土,浅层土体胀缩变形易导致滑坡变形失稳(图1)。
红泥沟滑坡剖面图 图1
(2)侵蚀作用:根据现场调查和分析,现状滑坡是在古滑坡基础上复活。主要复活原因是红泥坡沟沟谷的下切、侧蚀和朔源侵蚀作用导致在古滑坡西北侧滑坡体邻沟谷段形成高陡临空地形,加之古滑坡体厚度大且存在软弱夹层等特殊岩土条件下,受地形、地下水、地表水、膨胀土和人类活动等因素的综合影响,古滑坡体再次变形失稳形成现状滑坡。
5 滑坡稳定性计算
5.1 计算工况
根据滑坡地质条件和形成机制,稳定性计算按一下三种工况计算:
(1)工况Ⅰ:自重+地面荷载+地下水(天然状况);
(2)工况Ⅱ:自重+地面荷载+地下水+暴雨(坡体全部饱水);
(3)工况Ⅲ:自重+地面荷载+地下水+地震。
5.2 计算公式
选取折线形滑面计算公式进行稳定性计算。计算公式如下:
5.3参数选择
根据室内试验和经验取值,滑坡岩土层物理力学性质强度参数见表1。
5.4计算结果
滑坡稳定性及剩余下滑力计算结果见表2
对滑动面进行计算,滑动面稳定性计算结果稳定系数为Kf=0.99~1.05,目前该滑坡现状主滑动面在暴雨条件下处于不稳定状态,在自然态下处于欠稳定状态。
参考文献
[1]建筑抗震设计规范:GB 50011-2010 [S].
[2]滑坡防治工程设计及施工规范:DZ/T 0218-2006 [S].
[3]滑坡防治工程勘查规范:GB/T 32864-2016 [S].
[4]岩土工程勘察规范:GB 50021-2001(2009 版)[S].
[5]土工试验方法标准:GB/T 50123-1999 [S].
[6]张倬元.工程地质分析原理[M].北京:地质出版社,2009.
(作者单位:成都理工大学 地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室)
关键词:滑坡;成因分析;传递系数法
1前言
2013年6月2日和2014年6月5日、6月6日,青龙河上游红泥坡地段降局地暴雨(降雨量76.5mm~96.5mm),激发青龙河上游红泥坡沟源头古滑坡复活,并逐渐变形加剧,前缘滑块进入红泥坡沟道,在汇水携带作用下形成多次滑坡次生泥石流灾害。红泥坡滑坡位于红泥坡主沟源头区,滑坡体最低标高约2005m,最高标高约2235m,相对高差230m。红泥坡沟域呈西高东低、南北两侧高、中部低的凹状地形。
2 滑坡区地质环境条件
2.1地层岩性
红泥坡沟流域内,基岩主要为二叠系上统峨眉山组(P2β)玄武岩、下统栖霞-茅口组(P1q+m)灰岩,以及震旦系下统澄江组(Zac)砂岩,斜坡区浅表主要为第四系残坡积层(Q4el+dl),沟床中为第四系全新统冲洪积层(Qal+pl)和泥石流堆積层(Qsef),沟源滑坡区为第四系滑坡堆积层(Qdel)以及人工活动层(Q4ml、Q4ml)等。
根据现场调查情况,结合钻探及取样揭示情况综合分析,滑坡区地层岩性组合、岩土体结构特征和岩石力学强度,将岩土体划分为6个工程地质岩组。其中:(1)含砾粘土单层土体,由第四系残坡积层(Q4el+dl)组成;(2)砂、卵、砾石、碎石、块石夹粉质粘土多层土体,由第四系泥石流堆积层(Qsef)和冲洪积层(Qal+pl)组成;(3)粘土、碎石、块石多层土体,由第四系滑坡堆积层(Qdel)组成;(4)坚硬块状玄武岩岩组,由二叠系上统峨眉山组(P2β)组成;(5)坚硬中厚层状石英砂岩岩组,由震旦系下统澄江组(Zac)组成;(6)坚硬中厚层状中等岩溶化灰岩岩组,由二叠系下统栖霞茅口组(P1q+m)组成。(7)较软碎裂-散体状全强风化玄武岩砂岩岩组,由全、强风化玄武岩砂岩组成。
2.2地质构造与新构造运动及地震
区域构造主要由南北向压性、压扭性断裂带组成,属小江深断裂带西支的南延部分。最近断裂为青龙街断裂,该断裂近南北走向,区域长度约15km。该断层造成地层错移、产状变化明显。其断裂进入红泥坡村附近,导致东北附近区域P2β与Zac直接接触,滑坡东北部P1q+m地层覆盖于P2β之上。
2.3水文地质条件
滑坡区处于青龙河上游,处于青龙河和龙洞河两河流域分水岭附近,总体处于地下水的补给区,区内地下水总体向东北青龙河迳流排泄。地下水类型主要为松散层孔隙水和基岩裂隙水两类,地下水位埋深2.2~22.3m。
3复活滑坡区地质特征
该滑坡的滑动面分为古滑动面、现状复活主滑动面、现状复活浅层滑动面。其中H1现状复活主滑动面与原古滑动面基本一致,滑动带(面)均分布有粉质粘土夹碎石(Qdel)层,层厚0.4~6.1m,滑动面呈揉皱泥化状,滑动镜面清晰,厚约3.0~8.0cm。其在H1前缘东部山头段存在潜在剪出面,位于碎块石中,为强-中等风化玄武岩。
滑坡下部滑体已产生解体破坏,并形成较大台坎,垂直落差10~50cm。滑坡体上已产生长10~300m、宽0.2~1.5m、深0.3~1.6m的裂缝71条,分为拉张裂缝、剪切裂缝、鼓胀裂缝、羽状裂缝,还有滑坡台阶、滑坡洼地和滑坡鼓丘等现象。滑坡主滑方向103°。现状复活的滑坡平面上呈鞋侧影状,前缘为鞋尖,后缘为鞋跟。圈定滑坡体长750m、均宽190m,总面积约147370m2,滑体一般厚12.0~28.6 m,平均厚16m,体积约240万m3,为大型深层牵引推移复合式土体滑坡。
4复活滑坡形成原因
(1)结构面发育:滑坡区内地层岩性差异明显、节理裂隙发育,形成不同形式的软弱结构面,主要为:土石结构面、基岩风化差异分界面、节理裂隙面、古滑动带。滑坡体内岩体存在粘土夹层,为玄武岩全风化产物,具有遇水易软化的特性,容易受水的软化形成泥化层(滑带),为滑坡提供了良好的滑动面。该土层具有膨胀性,自由膨胀率达54~74%,属弱-中等膨胀潜势膨胀土,浅层土体胀缩变形易导致滑坡变形失稳(图1)。
红泥沟滑坡剖面图 图1
(2)侵蚀作用:根据现场调查和分析,现状滑坡是在古滑坡基础上复活。主要复活原因是红泥坡沟沟谷的下切、侧蚀和朔源侵蚀作用导致在古滑坡西北侧滑坡体邻沟谷段形成高陡临空地形,加之古滑坡体厚度大且存在软弱夹层等特殊岩土条件下,受地形、地下水、地表水、膨胀土和人类活动等因素的综合影响,古滑坡体再次变形失稳形成现状滑坡。
5 滑坡稳定性计算
5.1 计算工况
根据滑坡地质条件和形成机制,稳定性计算按一下三种工况计算:
(1)工况Ⅰ:自重+地面荷载+地下水(天然状况);
(2)工况Ⅱ:自重+地面荷载+地下水+暴雨(坡体全部饱水);
(3)工况Ⅲ:自重+地面荷载+地下水+地震。
5.2 计算公式
选取折线形滑面计算公式进行稳定性计算。计算公式如下:
5.3参数选择
根据室内试验和经验取值,滑坡岩土层物理力学性质强度参数见表1。
5.4计算结果
滑坡稳定性及剩余下滑力计算结果见表2
对滑动面进行计算,滑动面稳定性计算结果稳定系数为Kf=0.99~1.05,目前该滑坡现状主滑动面在暴雨条件下处于不稳定状态,在自然态下处于欠稳定状态。
参考文献
[1]建筑抗震设计规范:GB 50011-2010 [S].
[2]滑坡防治工程设计及施工规范:DZ/T 0218-2006 [S].
[3]滑坡防治工程勘查规范:GB/T 32864-2016 [S].
[4]岩土工程勘察规范:GB 50021-2001(2009 版)[S].
[5]土工试验方法标准:GB/T 50123-1999 [S].
[6]张倬元.工程地质分析原理[M].北京:地质出版社,2009.
(作者单位:成都理工大学 地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室)