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[摘要]:郭庄坪滑坡位于秀海村八社,在汶川“5.12”地震及其后的余震作用下,使滑体地表裂缝增加并加剧,利于地表水下渗,在岩土界面形成软弱带,在震后的雨季过后才陆续发生滑坡变形加剧现象;在对广元市旺苍县郭庄坪滑坡的工程地质、地质环境详细研究和对滑坡典型特征及形成机制进行研究的基础上,论证滑坡的形成与地震及滑坡附近的工程地质、地质环境等的相互关系。研究结果表明,滑坡目前稳定状态属于基本稳定~欠稳定状态,处于蠕动变形阶段,其危险性大。
[关键词]:滑坡 形成机制 滑动面 裂缝
0.前言
郭庄坪滑坡位于秀海村八社。其主要威胁对象为:受滑坡地质灾害影响的有31户107人,滑坡威胁耕地共110亩,其中水稻田80亩,旱地20亩,果园10亩。汶川“5.12”地震后郭庄坪滑坡变形持续加剧,为避免滑坡造成大的损失,弄清滑坡诱发的综合原因,以便采取科学对策,笔者曾多次到现场调查、研究,对本区的工程地质环境进行详细调查,对滑坡的形成进行了近两个月的调查,在此基础上对滑坡的形成机制进行深入研究,揭示滑坡体形成的综合原因及其发展趋势。
1.滑坡所处的自然地质环境
勘查区区域地貌属构造剥蚀低山丘陵,微观地貌属山前崩塌堆积缓坡平台地貌,地形北高南低。郭庄坪大斜坡为古崩滑体,整个崩滑体纵长1.5km,横宽0.35~1.3km,后部高程1055m,前缘高程740m,前后部高差315m,总体地形坡角一般6~15°,整个崩滑体呈圈椅状。缓斜坡在纵向上总体呈二级缓坡平台,相邻缓坡平台过渡地段地形相对较陡,地形坡角可达25°左右,高差一般5m。各级缓坡平台内部地形较为平缓,地形坡角一般6~12°。受人类农耕活动改造,缓坡呈梯坎式,梯坎之间高差一般1~3m。据本次调查访问,郭庄坪古崩滑体后部的两级缓坡平台未明显的变形迹象,处于稳定状态,但大斜坡前部的东侧局部地段斜坡变形较强烈。因此本次研究的滑坡属郭庄坪古崩滑体前缘的局部变形范围。
1.1滑坡体基本特征
1.1.1滑坡的基本要素
Ⅰ滑坡:滑坡位于郭庄坪古崩滑体的前缘西侧,滑坡平面呈矩状形态,滑动方向178°,长约360m,宽约230m,平面面积约83000m2,平均厚约8m,体积约664000m?,滑坡属中型浅层土质顺层牵引+推移式滑坡。
Ⅱ滑坡:滑坡位于郭庄坪古崩滑体的前缘东侧,滑坡平面呈长条舌状,滑动方向175°,长约480m,宽约110~190m,平面面积约79000m2,平均厚约6.5 m,体积约497700m?,滑坡属中型浅层土质顺层牵引+推移式滑坡。
1.2滑坡的变形情况及边界的确定
Ⅰ滑坡:滑坡东西两侧以浅切割冲沟为界,两侧冲沟基岩零星出露,滑坡变形集中在两冲沟范围内,除滑坡右侧冲沟外侧外,其它周边外围无变形迹象,故滑坡两侧以冲沟为界。
Ⅱ滑坡:滑坡左侧为裸露的基岩,右侧以浅切割冲沟为界,冲沟基岩零星出露;滑坡后缘:紧邻几户居民后形成高约5m的陡坎,陡坎下均有变形迹象,陡坎以上地形坡度相对平缓,且未发现明显变形迹象,由此推测该位置为滑坡后缘界线;滑坡前缘位于局部基岩裸露的民房后,前缘部分地段毛石挡墙外鼓、倾斜,且前缘外侧无明显变形迹象。故滑坡剪出口位于该位置。
1.3滑坡体破坏方式
为了清楚认识滑坡的特征和变形破坏机制,现根据滑坡的物质结构及其变形特征,破坏方式可将滑坡定为为一土质滑坡,其滑动方向与岩层倾向基本一致,滑坡表面地形形成阶梯状的耕地,滑坡的将沿岩土界面滑动破坏,滑面形态呈折线型,由此判断滑坡的破坏模式为顺层土质滑坡,其变形方式为推移式,所以该滑坡为推移式滑坡。
2.影响和诱发滑坡体因素分析
根据滑坡区地质环境条件和滑坡发育特征分析,滑坡位于一斜坡地形,整个斜坡为一顺向坡,表层第四系土体顺向临空,处于抗震不利地段,在汶川“5.12”地震及其后的余震作用下,使表层土体开裂并得到进一步的发展、贯通,从而使地表水下渗提供了有利条件,下覆基岩主要为相对隔水的泥岩,下渗的地表水容易在岩土交界面富集,从而软化岩土交界面,使岩土交界面强度降低,从而加剧滑坡的变形。总之,勘查区滑坡的形成和发展受各种因素影响,有潜在的内在因素和外动力作用。
2.1滑坡形成有下列几个方面:
2.1.1地质条件:郭庄坪崩崩滑体表层土体具有一定的厚度,岩土界面倾向与斜坡向一致,岩土界面为构成下伏软弱面;崩滑体上部分相对较平缓,强变形区相对较陡,同时,滑坡土体为粉质粘土夹块石,透水性好,滑床为相对隔水的粉砂质泥岩,地表水下渗易软化岩土界面土体,致使岩土界面土体强度降低,易沿岩土界面形成软弱带;使斜坡具备滑移式破坏的地质结构。
2.1.2地形条件:郭庄坪滑坡坡角10°~15°,前缘向张家河河谷临空,为滑坡失稳提供了较好的势能条件。
2.1.3降水:水是影响斜坡稳定性的关键因素。郭庄坪古崩滑体纵长约1.5km,横宽达1km,崩坡积地表坡角一般10~15°,地形呈缓坡平台,大气降水汇水面积较大,地下水受岩土界面阻挡从斜坡后部向前缘迳流,前部地段为地下水相对富集地段,土体饱和程度极高。地下水对斜坡土体起到了软化作用,并增大了土体的容重和孔隙水压力,减小了坡体抗滑移能力。
2.1.4地震:地震会对斜坡坡体向下滑移产生附加力,同时破坏了土体结构,使土体产生裂缝,为大气降水入渗提供了有利条件。郭庄坪滑坡在5·12地震中不同程度出现房屋及地表裂缝,但在震后的雨季过后才陆续发生斜坡变形加剧和范围扩大现象,表明地震在很大程度上加剧了斜坡的变形,利于地表和地下水下渗,在岩土界面形成软弱带。
2.2 主要诱发因素
从滑坡形成原因分析看出,地形地貌,地层岩性等因素是滑坡发生的基本条件,而地下水是滑坡失稳的诱发因素;5.12地震,滑坡体上裂缝变宽,数量增多,滑坡变形加剧,对滑坡变形起加剧作用。
2.2.1滑坡体稳定性分析与评价
滑坡稳定性采用定性分析与定量评价相结合的方法。定性分析采用现场调查滑坡的变形历史结合勘查结果综合评判、分析滑坡体的稳定性。定量评价采用相应计算公式采取3个工况(即天然工况、暴雨工况及地震工况)进行定量计算,最终综合确定滑坡体的稳定性。并对各滑坡推力进行计算。综合确定:滑坡稳定性现状处于基本稳定至欠稳定状态,暴雨和地震条件下处于欠稳定至不稳定状态,其危险性大。随着变形的进一步扩张,滑坡体将处于不稳定状态。
2.2.2 治理方案分析评价
滑坡的防治措施本着以人为本,确保重点,兼顾其它;尽可能防止广元市旺苍县普济镇郭庄坪滑坡产生整体失稳,确保坡脚人民生命财产的安全;治理方案应以经济合理,技术可行为前提。
3. 结论
根据上述分析,可以得出以下结论:
3.1 郭庄坪滑坡的形成的根本原因是顺向坡的地形地貌条件及表层土体顺向临空及下覆基岩为相对隔水的泥岩。
3.2 暴雨在滑坡体危险性加剧起了重要作用,它促使地表水体顺着土体裂隙下渗,导致滑动面强度降低。
3.3 在汶川“5.12”地震及其后的余震作用下,使滑体原有的裂隙得到进一步的发展、贯通,促使了地表水体下渗软化滑动面,使滑动面的强度进一步降低。
3.4 滑坡稳定性现状处于基本稳定至欠稳定状态,暴雨和地震条件下处于欠稳定至不稳定状态,其危险性大。
3.5 采用抗滑桩结合排水及封闭滑体地表裂缝的综合治理方案可行。
参考文献
[1] 常士骠,张苏民.工程地质手册.第四版[M] 北京:中国建筑工业出版杜.2007.
[2]林宗元.岩土工程勘察设计手册 沈阳:辽宁科学技术出版社.1996.
[关键词]:滑坡 形成机制 滑动面 裂缝
0.前言
郭庄坪滑坡位于秀海村八社。其主要威胁对象为:受滑坡地质灾害影响的有31户107人,滑坡威胁耕地共110亩,其中水稻田80亩,旱地20亩,果园10亩。汶川“5.12”地震后郭庄坪滑坡变形持续加剧,为避免滑坡造成大的损失,弄清滑坡诱发的综合原因,以便采取科学对策,笔者曾多次到现场调查、研究,对本区的工程地质环境进行详细调查,对滑坡的形成进行了近两个月的调查,在此基础上对滑坡的形成机制进行深入研究,揭示滑坡体形成的综合原因及其发展趋势。
1.滑坡所处的自然地质环境
勘查区区域地貌属构造剥蚀低山丘陵,微观地貌属山前崩塌堆积缓坡平台地貌,地形北高南低。郭庄坪大斜坡为古崩滑体,整个崩滑体纵长1.5km,横宽0.35~1.3km,后部高程1055m,前缘高程740m,前后部高差315m,总体地形坡角一般6~15°,整个崩滑体呈圈椅状。缓斜坡在纵向上总体呈二级缓坡平台,相邻缓坡平台过渡地段地形相对较陡,地形坡角可达25°左右,高差一般5m。各级缓坡平台内部地形较为平缓,地形坡角一般6~12°。受人类农耕活动改造,缓坡呈梯坎式,梯坎之间高差一般1~3m。据本次调查访问,郭庄坪古崩滑体后部的两级缓坡平台未明显的变形迹象,处于稳定状态,但大斜坡前部的东侧局部地段斜坡变形较强烈。因此本次研究的滑坡属郭庄坪古崩滑体前缘的局部变形范围。
1.1滑坡体基本特征
1.1.1滑坡的基本要素
Ⅰ滑坡:滑坡位于郭庄坪古崩滑体的前缘西侧,滑坡平面呈矩状形态,滑动方向178°,长约360m,宽约230m,平面面积约83000m2,平均厚约8m,体积约664000m?,滑坡属中型浅层土质顺层牵引+推移式滑坡。
Ⅱ滑坡:滑坡位于郭庄坪古崩滑体的前缘东侧,滑坡平面呈长条舌状,滑动方向175°,长约480m,宽约110~190m,平面面积约79000m2,平均厚约6.5 m,体积约497700m?,滑坡属中型浅层土质顺层牵引+推移式滑坡。
1.2滑坡的变形情况及边界的确定
Ⅰ滑坡:滑坡东西两侧以浅切割冲沟为界,两侧冲沟基岩零星出露,滑坡变形集中在两冲沟范围内,除滑坡右侧冲沟外侧外,其它周边外围无变形迹象,故滑坡两侧以冲沟为界。
Ⅱ滑坡:滑坡左侧为裸露的基岩,右侧以浅切割冲沟为界,冲沟基岩零星出露;滑坡后缘:紧邻几户居民后形成高约5m的陡坎,陡坎下均有变形迹象,陡坎以上地形坡度相对平缓,且未发现明显变形迹象,由此推测该位置为滑坡后缘界线;滑坡前缘位于局部基岩裸露的民房后,前缘部分地段毛石挡墙外鼓、倾斜,且前缘外侧无明显变形迹象。故滑坡剪出口位于该位置。
1.3滑坡体破坏方式
为了清楚认识滑坡的特征和变形破坏机制,现根据滑坡的物质结构及其变形特征,破坏方式可将滑坡定为为一土质滑坡,其滑动方向与岩层倾向基本一致,滑坡表面地形形成阶梯状的耕地,滑坡的将沿岩土界面滑动破坏,滑面形态呈折线型,由此判断滑坡的破坏模式为顺层土质滑坡,其变形方式为推移式,所以该滑坡为推移式滑坡。
2.影响和诱发滑坡体因素分析
根据滑坡区地质环境条件和滑坡发育特征分析,滑坡位于一斜坡地形,整个斜坡为一顺向坡,表层第四系土体顺向临空,处于抗震不利地段,在汶川“5.12”地震及其后的余震作用下,使表层土体开裂并得到进一步的发展、贯通,从而使地表水下渗提供了有利条件,下覆基岩主要为相对隔水的泥岩,下渗的地表水容易在岩土交界面富集,从而软化岩土交界面,使岩土交界面强度降低,从而加剧滑坡的变形。总之,勘查区滑坡的形成和发展受各种因素影响,有潜在的内在因素和外动力作用。
2.1滑坡形成有下列几个方面:
2.1.1地质条件:郭庄坪崩崩滑体表层土体具有一定的厚度,岩土界面倾向与斜坡向一致,岩土界面为构成下伏软弱面;崩滑体上部分相对较平缓,强变形区相对较陡,同时,滑坡土体为粉质粘土夹块石,透水性好,滑床为相对隔水的粉砂质泥岩,地表水下渗易软化岩土界面土体,致使岩土界面土体强度降低,易沿岩土界面形成软弱带;使斜坡具备滑移式破坏的地质结构。
2.1.2地形条件:郭庄坪滑坡坡角10°~15°,前缘向张家河河谷临空,为滑坡失稳提供了较好的势能条件。
2.1.3降水:水是影响斜坡稳定性的关键因素。郭庄坪古崩滑体纵长约1.5km,横宽达1km,崩坡积地表坡角一般10~15°,地形呈缓坡平台,大气降水汇水面积较大,地下水受岩土界面阻挡从斜坡后部向前缘迳流,前部地段为地下水相对富集地段,土体饱和程度极高。地下水对斜坡土体起到了软化作用,并增大了土体的容重和孔隙水压力,减小了坡体抗滑移能力。
2.1.4地震:地震会对斜坡坡体向下滑移产生附加力,同时破坏了土体结构,使土体产生裂缝,为大气降水入渗提供了有利条件。郭庄坪滑坡在5·12地震中不同程度出现房屋及地表裂缝,但在震后的雨季过后才陆续发生斜坡变形加剧和范围扩大现象,表明地震在很大程度上加剧了斜坡的变形,利于地表和地下水下渗,在岩土界面形成软弱带。
2.2 主要诱发因素
从滑坡形成原因分析看出,地形地貌,地层岩性等因素是滑坡发生的基本条件,而地下水是滑坡失稳的诱发因素;5.12地震,滑坡体上裂缝变宽,数量增多,滑坡变形加剧,对滑坡变形起加剧作用。
2.2.1滑坡体稳定性分析与评价
滑坡稳定性采用定性分析与定量评价相结合的方法。定性分析采用现场调查滑坡的变形历史结合勘查结果综合评判、分析滑坡体的稳定性。定量评价采用相应计算公式采取3个工况(即天然工况、暴雨工况及地震工况)进行定量计算,最终综合确定滑坡体的稳定性。并对各滑坡推力进行计算。综合确定:滑坡稳定性现状处于基本稳定至欠稳定状态,暴雨和地震条件下处于欠稳定至不稳定状态,其危险性大。随着变形的进一步扩张,滑坡体将处于不稳定状态。
2.2.2 治理方案分析评价
滑坡的防治措施本着以人为本,确保重点,兼顾其它;尽可能防止广元市旺苍县普济镇郭庄坪滑坡产生整体失稳,确保坡脚人民生命财产的安全;治理方案应以经济合理,技术可行为前提。
3. 结论
根据上述分析,可以得出以下结论:
3.1 郭庄坪滑坡的形成的根本原因是顺向坡的地形地貌条件及表层土体顺向临空及下覆基岩为相对隔水的泥岩。
3.2 暴雨在滑坡体危险性加剧起了重要作用,它促使地表水体顺着土体裂隙下渗,导致滑动面强度降低。
3.3 在汶川“5.12”地震及其后的余震作用下,使滑体原有的裂隙得到进一步的发展、贯通,促使了地表水体下渗软化滑动面,使滑动面的强度进一步降低。
3.4 滑坡稳定性现状处于基本稳定至欠稳定状态,暴雨和地震条件下处于欠稳定至不稳定状态,其危险性大。
3.5 采用抗滑桩结合排水及封闭滑体地表裂缝的综合治理方案可行。
参考文献
[1] 常士骠,张苏民.工程地质手册.第四版[M] 北京:中国建筑工业出版杜.2007.
[2]林宗元.岩土工程勘察设计手册 沈阳:辽宁科学技术出版社.1996.