黄土高原某土质滑坡实例分析

韩应龙

(山西省地球物理化学勘查院，山西运城 044004)

1 工程概况

研究的滑坡位于垣曲县南部川沟村东侧，该滑坡平面形状呈酒瓶状，上窄下宽，主轴线长度326 m，宽50 m～140 m，平均厚度9 m，滑坡区面积6．27×104m2，体积约 56．43 ×104m3为中型滑坡，主滑方向WS7°。该滑坡主要威胁中部和下部的22户共95人的生命财产，以及滑坡上部农田的安全。

2 滑坡区工程地质条件

2．1 地形地貌

研究区位于垣曲县南部川沟村，南侧距离黄河小浪底水库约1 km。项目区总体地貌单元为黄土丘陵地貌。研究区域总体地势北高南低，最高点位于滑坡后缘北侧，高程381．9 m，最低点位于滑坡前缘，高程330 m，相对高差51．9 m。滑坡总体坡度为21°。滑坡东南部有一冲沟，冲沟东侧多为裸露基岩。

2．2 地层岩性

滑坡区地层主要为第四系(Q)和下第三系渐新统(E)。

1)第四系(Q)。

③强风化泥岩:紫红色～红褐色，泥质结构，局部夹少量灰绿色和灰白色砂岩，岩芯多为短柱状，局部节理裂隙发育，节理面呈黑色，遇水易崩解，平均自由膨胀率13．18%。产状120°～138°∠15°～22°。为滑床组成部分。

④强风化砂岩:灰绿色～灰褐色，钙质胶结，胶结程度一般，岩芯多为短柱状，颗粒为细砂，矿物成分为石英和长石，局部夹少量紫红色泥岩，锤击声哑易碎，遇水易崩解。为滑床组成部分。

⑤全风化砂岩:灰白色，局部为灰褐色，钙质胶结，胶结程度差，极易破碎，岩芯多为粉末状～碎块状，颗粒为细砂，矿物成分多为石英和长石，遇水易崩解。该层岩芯采取率低。为滑床组成部分。

2．3 地质构造

垣曲县位于新华夏系和纬向构造的复合联合部位，经历了多期构造运动，相应形成了多种复杂的构造群，如褶皱断裂、区域变质等。滑坡位于垣曲县川沟村东侧，距离上述构造较远，区内地质构造简单，未见断层，褶皱分布。垣曲县位于华北地质块体的西南边缘，地震活动比较强烈和频繁，该区境内地震具有震级小、频率大的特点。根据国家地震局《中国地震动峰值加速度区划图》，垣曲县动峰值加速度为0．10g，地震基本烈度为7度。

2．4 水文地质

滑坡区的水文地质条件简单，主要以松散岩类孔隙水和基岩裂隙水为主，主要靠大气降水和地表径流补给，沿土层及冲沟排泄。滑坡区地处黄土高原属缺水地区，根据钻探成果，滑坡区内未见地下水。

3 滑坡的基本特征

3．1 滑坡形态特征

滑坡整体呈酒瓶状，上窄下宽，长度较长，主滑方向NW187°。该滑坡前缘高程379 m，后缘高程343 m，长约326 m，宽50 m～140 m，滑体厚度 4．4 m ～15．0 m，平均厚度 9 m，滑坡区面积6．27×104m2，滑动方量约 56．43 ×104m3，该滑坡属于中型土质滑坡，目前处于蠕动状态。该滑坡上部为一“U”字形冲沟，冲沟宽约30 m～50 m，滑坡东侧边界为冲沟;下部为黄土梁峁，前缘以东西向的冲沟为界。根据调查，该滑坡中部平台发育有数条裂缝，宽约10 cm～20 cm，长约20 m，走向近东西向，已被人工改造，无法识别。该滑坡中部及前部房屋均有不同程度的裂缝及变形，同时前缘有马刀树痕迹。

3．2 滑体特征

滑体厚度4．4 m～15．0 m，属于浅层滑坡。滑体主要物质组成为粉质黏土，灰黄色～黄褐色，可塑～硬塑状，干强度和韧性中等偏高，上部含植物根系和碎石，下部含白色菌丝、白色钙化物和钙质结核。

3．3 滑动面特征

根据钻孔资料，滑坡未形成连贯的滑动面。滑带土主要为紫红色强风化泥岩，原岩结构已被破坏，部分接触面为卵石，含少量粉质黏土，局部可见擦痕。滑面总体形态为折线型。

3．4 滑床特征

滑床为下第三系渐新统高庙组泥岩和砂岩，一般为强风化～全风化，局部节理裂隙发育，节理面呈黑色～黑褐色，垂击声哑易碎，属软质岩石，遇水易崩解，产状 120°～138°∠15°～22°，工程地质性质较差。

4 滑坡成因分析

1)地形地貌:滑坡体所在山体斜坡陡峻，且前部有较大的临空面，这种地形地貌条件有利于滑坡的形成。

2)地层条件:滑坡体上部为第四系风积黄土，土体结构松散，垂直节理发育，有利于地表水的下渗。下伏基岩为第三系泥岩和砂岩，易风化，由其构成的岩体完整性差，岩层产状120°～138°∠15°～22°，整体倾角平缓，且倾向坡外，即构成了倾向坡外的顺坡向边坡，且泥岩是较好的隔水层，当遇到连续降雨天气时，易于在堆积物与泥岩的接触面形成一薄弱层，在松散土体本身自重的作用下，有利于滑坡的形成。

3)水文地质条件:垣曲县降雨较丰富，春秋季节时有暴雨出现。暴雨会使上部土体重量增加，且在土岩接触面形成软弱带，同时在沟内易形成洪水，从而冲刷坡脚，有利于滑坡的形成。

4)人类工程活动:研究区内人类工程活动主要为农业种植、修路和建房。根据现场走访调查，川沟村民曾将滑坡前缘部分土体挖除，用于修路和建房，滑坡前缘一般为抗滑段，前缘土体被挖除后，不利于滑坡的稳定，从而造成下滑。

综上所述，该滑坡形成的主要原因为不利的地质条件及降雨。

5 滑坡稳定性分析

5．1 定性分析

根据滑坡工程地质测绘、勘探和宏观稳定性的分析表明，该滑坡目前处于稳定的状态。若遇极端工况，如暴雨、地震等，暴雨将使滑坡岩土体处于饱和状态，降低滑带土的抗剪强度，又由于降雨作用在滑坡体上的动静水压力，使滑坡的稳定性降低;如叠加地震等不利工况，更容易导致滑坡失稳，滑坡的破坏也将会进一步扩大。

5．2 定量分析

1)计算公式。根据滑动面的形态，滑坡稳定性计算采用传递系数法，计算公式如下:

其中，Fs为稳定系数;Wi为第i块的重量，kN/m;αi为第 i块段滑动面与水平面的夹角，(°);φi为第i块段土的内摩擦角，(°);Ci为第i块段土的粘聚力，kPa;Li为第i块段滑动面长度，m;Tn为作用于第i块段滑动面上的滑动分力，kN/m;Rn为作用于第i块段的抗滑力，kN/m;ψi为第i块段的剩余下滑动力的传递至i+1块段时的传递系数(j=i)。

2)计算工况及荷载组合。工况一:天然状态。荷载考虑为滑体岩土体自重;工况二:天然+暴雨。荷载考虑为降雨导致土体重度的增加;工况三:天然+地震。该工况考虑除天然荷载外还包括地震引起的水平推力;工况四:天然+暴雨+地震。该工况考虑为工况二、三的叠加。

3)计算剖面见图1。

图1 滑坡计算剖面图

4)参数选取。计算参数是参照工程勘察的成果，在室内试验的基础上，结合现场实际情况综合确定，见表1。

表1 滑坡计算参数

5)计算结果及评价。

表2 稳定性计算结果

表2表明，该滑坡在天然工况和地震工况下为稳定，暴雨工况为基本稳定，暴雨加地震工况为不稳定。

6 结语

1)垣曲县川沟村东侧滑坡属典型的黄土质滑坡，该滑坡形态特征明显，边界清晰，滑坡要素齐全。滑坡的稳定性分析表明，该滑坡目前处于稳定状态，在暴雨和地震等不利因素作用下，滑坡有整体或局部滑动的可能，考虑该滑坡在极端工况下的发展趋势及其危害程度，需采取搬迁避让和相应的工程治理措施。

2)结合滑坡区所处的地理环境及对村民生命财产造成的危害程度，可在滑坡前缘和中部布设一定深度的抗滑桩进行支挡，并在滑坡后缘和周围边界布置截水沟;也可在滑坡中上部进行削方，减少滑体的重量，减小下滑力，提高滑坡稳定性。

［1］苏银华．山区工程建设诱发的土质滑坡分析［J］．四川建筑，2011，31(2):104-106．

［2］DZ/T-0208-2006，滑坡防治工程勘察规范［S］

［3］GB 50021-2009，岩土工程勘察规范［S］．