阿坝州茂县某滑坡成因机制及其稳定性分析

郭素芳，姚 巍，张书琴

阿坝州茂县某滑坡成因机制及其稳定性分析

郭素芳，姚 巍，张书琴

（四川省蜀通岩土工程公司，成都610081）

对某滑坡的变形特征、成因机制及稳定性进行了分析，提出了相应的防治措施。分析表明该滑坡为一大型土质牵引式滑坡，滑坡前缘失稳，在坡体形成多级陡坎及拉裂缝。根据稳定性计算结果，滑坡整体一次性失稳可能性不大，后缘失稳的可能性较大，从而会引发后部坡体逐步失稳。滑坡区的集中降雨及余震对其稳定性影响较大，在这两种工况下滑坡处于欠稳定状态。建议采用抗滑桩+截排水对滑坡进行治理，同时加强监测。

滑坡；成因机制；稳定性；茂县

2008年四川汶川大地震，引发了大量的次生地质灾害，造成了大量人员伤亡，滑坡就是其中比较典型的一种。拟研究的滑坡位于位于茂县县城西北方向的黑虎乡，滑坡危及坡体及其上游共34户，230余人的生命、财产安全。

图1　滑坡全貌

1　区域地质环境条件

1）地形地貌：勘查区地处青藏高原向川西平原过渡地带，地貌以高山峡谷地带为主，属于构造侵蚀的高中山区，沟底高程约为2 250m，山脊高程约为2 800m，沟谷切割深度大于550m，山脊走向总体近于南北向。

3）地质构造与地震：勘查区位于茂县县城西北方，属于马尔康地质分区，构造上位于九顶山华夏系构造和石大关弧形构造带之间，属于薛城-卧龙“S”型构造，区内褶皱发育。设计基本地震加速度值为0.2g，抗震设防烈度为8度。

4）水文地质条件：滑坡区地下水类型有第四系松散堆积空隙水、基岩裂隙水，勘探期间未见稳定地下水位。

2　滑坡体特征

1）基本特征：滑坡总体呈圈椅状地形，整体为陡缓相间的斜坡，滑坡体整体坡度较陡。前缘剪出口以下坡度约60°～80°，中前部坡度35°～45°，中后部坡度相对较缓30°左右，滑坡后缘以上坡体坡度较陡，大于50°。该滑坡体长约570m，宽约490m，坡体走向为60°。主滑方向为150°，滑面为第四系残坡积层与基岩接触面。上覆堆积体平均厚度约11m左右，体积约240×104m3，为大型土质滑坡（图1、图2）。

2）变形特征：在斜坡西侧到后缘地带产生两条张拉裂缝，其中L1走向28°，延伸长度约80m，宽约20～30cm，L2走向75°，延伸长度约130m，宽约20cm，两条裂缝即构成了现在滑坡的后缘边界；滑坡后部西侧山脊处岩土体出现下挫现象，下挫高度2～3m，坡面有局部的垮塌，坡体出现裂缝等。在滑坡前缘的东侧边界产生一条长约40m，走向156°的剪切裂缝，宽约10～18cm，可见深度为0.5～1m。同时坡体上的房屋墙壁及地板上亦出现了拉裂缝，地板裂缝宽约5～10cm。

2010年1月10号，在滑坡前缘西侧产生了局部滑塌，滑塌放量约1～2万m3，已造成滑坡下方乡村公路阻塞及小河坝水电站管道损坏，在滑坡中前部形成了多级错落台坎（图3）。在坡体最下部居民房屋后产生一条拉张裂缝L4，裂缝延伸长度达200m，宽约30cm，根据探槽揭露其深度大于2m（图4）。该裂缝贯通居民房屋到达已垮塌的西侧边界，滑坡前缘变形剧烈，时有小型滑塌发生。根据调查滑坡剪切裂缝目前宽约20cm，延伸长度达100m，且前缘横向的张拉裂缝十分发育，最宽张开约50cm，下挫高度达10cm以上。

图2　 滑坡工程地质平面图

图3　滑坡前缘东侧下错陡坎

图4　探槽揭露民房处拉裂缝

3　滑坡的变形机制及影响因素

3.1变形机制

该滑坡为大型土质滑坡，滑体物质主要为碎石土，结构松散，有利于雨水的下渗，导致滑带处岩土体软化，使其抗剪强度迅速降低，在源于岩体自重而产生的下滑推力作用下，导致后缘产生拉裂面，两侧产生剪裂缝。滑坡的下伏基岩为千枚岩，风化程度较高，岩体强度较低，且位于盘龙山倒转向斜和五家沟倒转背斜附近，致使岩体较破碎。另外，滑坡前缘为坡度60°～80°的陡崖，临空条件好，为坡体提供了良好的应力释放空间。伴随着5.12汶川大地震的发生，且余震不断，频繁余震的累积效果使影响范围内岩体结构松动，结构面强度降低，致使滑坡前缘的覆盖层发生变形滑动，从而导致后部岩土体卸荷，产生了一系列横向拉裂缝和下错陡坎，周而复始，使滑坡产生渐进后退式变形破坏。

3.2滑坡稳定性影响因素

滑坡产生变形的主要因素有：地形地貌条件、坡体结构及岩土体类型和性质、大气降雨以及地震。

1）地形地貌：滑坡处于构造剥蚀侵蚀高中山地段，坡度较陡。从微地貌单元来讲，在斜坡前缘有良好临空条件的陡崖。此条件为该滑坡发生的控制因素。

2）坡体结构及岩土体类型：滑坡体主要由第四系残坡积物碎石土组成，物质结构较松散，有利于雨水的下渗，由于在基覆界面处存在薄层含碎石粉质粘土，加上千枚岩为相对隔水层，为滑坡提供了滑移条件。下伏基岩岩层产状与斜坡坡向相反，为逆斜向坡。

3）地下水：滑坡所在区域的多年平均降雨量484.1mm，降雨量虽不大，但是降雨具有集中、强度大的特点，这种连续集中、大强度的降雨对滑坡的稳定性够成了极大的威胁。

4）地震：滑坡所处区域现今时期地壳上升速度在逐渐加快，新构造运动剧烈。且勘查区位于龙门山地震带上，由茂县经较场坝至漳腊岷江干流沿线地震活动频繁且强烈。地震对该滑坡的稳定性有着决定性的作用。比如滑坡中后部产生的拉裂缝即为“5.12”汶川大地震所致。

5）人类工程活动：由于在坡体上开垦荒地，形成了2～3m高的陡坎，给坡体提供了多级临空面，不利于坡体的稳定，加上灌溉用水渗入坡体对滑坡的稳定性有一定影响。

4　稳定性分析

4.1定性评价

该滑坡前缘临空条件好，坡体物质松散，且坡体上植被不发育；坡脚及滑面倾角均大于坡体物质的内摩擦角；该滑坡地处茂县，地质构造复杂，处于地震多发区；降雨集中；存在不利于坡体稳定的人工切坡活动；目前滑坡前部已发生局部失稳，在坡体中前部产生了长达200m的贯通裂缝L4，但在滑坡后缘变形破坏迹象不明显，因此推断二庚米滑坡发生以L4为后缘而失稳的可能性较大，从而可能引起后部坡体的渐进式破坏。

4.2定量评价

4.2.1计算参数的选取

滑体：根据现场大重度试验，结合类似工程经验最终确定天然重度取20.5kN/m3，饱和重度取21.5kN/m3；

滑床：千枚岩的天然重度取26kN/m3，饱和重度取27kN/m3。

滑带：根据3-3'剖面前缘近期滑塌部分坡体反算滑带的C、φ值结合试验成果及相似工程经验值等进行取值（表1）。

4.2.2计算工况及剖面

本次选定如下三种工况计算滑坡稳定性，分别为：工况1：天然状态；工况2：暴雨饱和状态；工况3：天然+地震状态。

本文选择其中3-3'剖面进行稳定性计算，计算模型如图5。

4.2.3稳定性计算结果

采用Janbu法和极限平衡法计算滑坡稳定性，根据滑坡稳定性计算结果，结合《滑坡防治工程设计与施工技术规范》（DZ/T0219-2006），判断滑坡稳定状态如下表。

由表2可知：滑坡在工况1条件下将处于基本稳定状态；在工况2、3下处于欠稳定状态，这是与滑坡现场勘查结果是一致的。据此并结合滑坡的变形破坏特征，滑坡稳定性综合评价为：该滑坡目前处于基本稳定状态，随着雨季来临及余震的频繁发生，裂缝L4前部的滑坡体失稳的可能性较大，从而有可能导致后部坡体相继而来的失稳破坏，因此必须加快对该滑坡进行紧急治理，以确保滑坡体上及其下方河流上下游居民的生命财产安全不受滑坡的威胁与危害。

表1　滑带岩土体抗剪参数取值表

表2　 3-3'剖面稳定性计算结果

5　防治方案建议

1）加强监测。设立人工观测，特别是暴雨时期，在滑坡体的中部及前缘房屋处埋设测斜仪，及时预报滑坡的变形破坏。

2）修建排水沟。为防治斜坡后缘地标雨水进入滑坡体，在滑坡区外及坡体上修建截排水沟，并对坡体上的裂缝进行夯实回填。

3）设置抗滑桩进行支挡。在滑坡体前缘设置抗滑桩对滑坡进行支挡。

图5　 3-3'滑面地质模型

6　结论

1）该滑体属于大型土质滑坡，其变形机制为牵引式，滑坡前缘的不断失稳使滑坡产生渐进后退式变形破坏，其稳定性主要受集中降雨和“5.12”余震的影响。

2）根据滑坡现场勘查与稳定性评价可知滑坡在天然条件下主要处于基本稳定状态；而在暴雨和地震下都将处于欠稳定状态；因此，滑坡必须进行紧急治理。

3）建议采用抗滑桩+排水设施+裂缝封填相结合的综合治理方案进行治理。

［1］四川省蜀通岩土工程公司.四川省蜀通岩土工程公司.阿坝州茂县某滑坡应急勘查报告［R］.2010

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Genetic Mechanism and Stability for a Landslide in M aoxian，Aba

GUO Su-fangYAOWeiZHANG Shu-qin
（Sichuan Geotechnical Engineering Company，Chengdu610081）

This paper deals w ith deformation，genetic mechanism and stability for a landslide in Maoxian，Aba，and puts forward corresponding controlmeasures.The landslide isa large retrogressive soil one，its stability is affected by concentrated rainfall and aftershocks.It is controlled by slide-resistant pile and drain dyke andmonitoringmeasures should beenhanced at the same time.

landslide；geneticmechanism；stability；Maoxian

P642.22

A

1006-0995（2015）02-0236-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2015.02.019

2014-05-08

郭素芳（1981—），女，河北邢台人，工程师，多年从事岩土工程勘查及设计工作