某二级公路滑坡形成机制及稳定性分析

王有玉

摘 要：以某二级公路滑坡处治项目为实例，对滑坡段进行多次实地勘察研究后，基于获得的基础资料，分析了引发滑坡的形成机制和影响因素，经过对滑坡段稳定性分析、计算和评价，为滑坡灾害治理提出具体的防治措施与建议。

关键词：滑坡;稳定性分析;滑坡治理

1 项目概述

本项目属临夏州积石山县某二级公路，路线全长约7373km，该公路在运营过程中，在K182.820K182.943段产生滑坡，滑坡段位于临夏州积石山县癿藏镇以南拉沙沟村附近，滑坡体长约250m，宽40～140m，面积约20000m2，体积约20万方，属于中层中型滑坡。滑坡体浅层张裂较明显，后缘弧形拉张裂缝不明显，两侧剪切裂缝贯通，裂缝宽约30cm，可见深度约45cm;滑坡体上部分较陡峭，呈簸箕状滑面;滑坡体中下部分较平缓，属于推移式现代滑坡;在滑坡剪出口框格梁、边沟、挡墙等构造物局部变形破坏（详见图1）。

2 滑坡体产生原因分析

2.1 地貌特征

滑坡区位于斜坡地带山体阴面，滑坡后部为荒坡，前部为二级公路，平均坡度15°～35°，局部受滑坡影响，呈陡崖状，土体含水量较大，地下水丰富，受季节性冻融交替影响，容易形成浅层滑移。

2.2 气候气象条件

根据《公路自然区划标准》（JT00386），本项目所经地区属积石山县属河源山原草甸区（Ⅶ3）向甘东黄土山地区（Ⅲ3）的过渡地带，路线所经地区属温带半干旱气候，多年平均气温为6.2℃，多年最低气温为23.7℃，多年最高气温为36.4℃，年平均降水量486.5mm，年最大降水量为716.3mm，多集中于7月至9月，年平均蒸发量为895mm，标准冻土深度为96cm。

2.3 地质构造

积石山地质区域，处于黄土高原西端由上古代二叠系沉积组成的北西西—南东东方向的褶皱构造线，岩层多受强烈的褶曲有轻微的变质，并伴随着多种性质的构造断裂和火成活动，据调查，滑坡区范围内未发现有晚更新世以来的活动断裂。

2.4 结构特征

（1）滑体结构特征。滑体的物质主要为黄土、粉质黏土不连续夹砾砂、粉砂等组成，厚度变化较大，钻孔揭示厚度3～19m左右，前缘覆盖层厚度较小呈递增趋势，中部覆盖层厚度较大，后缘覆盖层厚度较小。（2）滑带结构特征。滑带的物质主要为淤泥质土、粉质黏土，透水性质差异较大，工程力学性质较差，为滑坡提供了条件。根据钻孔揭示及实地勘察，滑动面有线形擦痕、磨光面。（3）滑床结构特征。滑坡体的滑床为中更新世粉质黏土组成，不透水、弱透水类泥岩黏土较多，土体较完整。

2.5 地表水和地下水作用

滑坡区地表水主要是大气降水;地下水类型以松散岩类孔隙水为主，稳定水位1.0～4.5m，水位较高，土体容易软化，致使土体整体重度增加。该段滑坡发生于4月初，正处于春融季节，土体中冻土层中的地下冰和地下水在春融时不断发生相变和位移集中释放出来，透水层附近的土体软化，使土体整体抗滑能力不足，滑坡体在抗剪最薄弱面开始向下滑动，是诱发滑坡的主要原因之一。

3 滑坡的稳定性分析及评价

3.1 滑坡定性分析

根据滑坡体的形态结构特征、变形破坏形式及程度，特别是前缘坡体、后缘裂缝及构造物的变形破坏情况分析可知，该滑坡体在2017年9至10月雨季处于蠕动变形阶段，在2018年4月春融影响，在2018年7至9月雨季时进一步发展，致使上部地表裂缝发育明显，坡面框格梁局部变形破坏，坡脚边沟变形破坏等特征。以上特征和迹象综合表明在浅层滑面已形成整體微滑至滑动阶段，整体稳定系数在0.98～1.0之间;由于现有坡面仅表现为表层坡面破坏，未见明显的剪出口，因此沿坡脚深层滑动稳定系数在1.05～1.10之间。在降雨以及地震等因素作用下，该滑坡将继续变形进而向后缘坡体牵引扩展引起更大范围的变形破坏，可能引起深层潜在滑动的风险，从而严重影响现有路基及行车安全。

3.2 滑坡定量分析

3.2.1 计算剖面及计算方法

结合该滑坡实际情况，选取滑坡后缘裂缝所在部位，选定代表性断面，采用理正岩土软件中块体极限平衡法模块进行浅层及潜在深层滑面的稳定性及下滑力验算。滑面根据钻孔揭露以及后缘裂缝及前缘剪出口位置，采用折线型滑面。滑坡的稳定系数计算方法采用较为严格的摩根斯顿普莱斯法进行计算评价，用传递系数法进行校核，剩余下滑力则采用传递系数进行推力计算。

3.2.2 计算工况

根据《公路路基设计规范》JTG D302015中滑坡稳定性分析要求，采用三种工况进行稳定性计算：工况一（正常工况）：天然状态;工况二（非正常工况Ⅰ）：暴雨（地表+地下水作用）;工况三（非正常工况Ⅱ）：地震作用。

3.2.3 计算参数取值

（1）滑体物理参数的取值。上覆滑体成分主要为软塑、可塑状粉质黏土，根据现场调查、室内实验结果综合确定，土体天然重度取19kN/m3，饱和重度取21kN/m3。

（2）抗剪强度参数的取值。根据滑带的塑性状态、受滑面粗糙程度、含水量等影响因素，对浅层滑面和深层滑面的牵引段抗剪强度参数考虑剪切试验结果取值为：c=0KPa，Φ=30°。对滑面主滑段及阻滑段抗剪强度取反算值（地表水和地下水作用影响，稳定性系数取0.98;暴雨条件下稳定系数取1.05）。

（3）地震作用参数取值。此次稳定性计算仅考虑水平地震作用，根据《中国地震动参数区划图》（GB 183062015）地震动峰值加速度取0.10g，水平向地震系数取0.1，地震作用综合系数取0.25，地震重要性修正系数取1.3。