山区公路路基堆积层滑坡稳定性分析

祝塘 曹欣宇 李文军

摘 要：我国是一个多山的国家，山地、丘陵和比较崎岖的高原占全国总面积的三分之二。特别在贵州，山区地形起伏较大，尤其是地质条件薄弱地区，不稳定的斜坡体在地形陡峻、自重及极端降雨的情况下，易沿一定的滑动面（滑动带）整体向下滑动诱发滑坡等地质灾害，产生大量的工程处治费用，直接影响工程投资，本文基于滑坡实例，介绍了滑坡形成机理及原因分析，为类似工程提供借鉴。

关键词：堆积体;滑坡;稳定性分析

中图分类号：P642.22 文献标识码：A

0 引言

滑坡稳定性分析与评价是地质灾害防治与防灾领域的基础，其稳定性的评价方法是稳定性分析与评价的前提条件，针对复杂堆积层滑坡的特点，对堆积体采用了多种勘察手段，查明滑坡的范围、堆积体成分及性质，采用精准的监测方法，查明了堆积体滑动面的分布，并分析和评价堆积层滑坡的稳定性。

1 项目概况

省道S532米萝至玉舍段，公路等级为二级，设计时速为40公里/小时，沥青混凝土路面，路基宽8.5 m，设计汽车荷载公路-Ⅱ级。米萝至玉舍于2005年通车，通车前K23+960～K24+220段已出现滑动变形，当地政府于2019年将其定为地质灾害隐患点，并在路旁设立告知牌。在2020年受极强降雨影响，该段路基滑再次发生开裂变形，路基出现大面积的开裂、垮塌现象，导致公路断交，严重影响沿线村民交通。

2 场区工程地质条件

2.1 地形地貌

场区位于滇东高原向黔中丘原和广西丘陵的过渡地带，海拔1 635.2～1 773.7 m，相对高差138.5 m，地貌类型属构造—侵蚀低中山沟谷地貌。

2.2 地层岩性

场区出露第四系填土、块石土、粉质粘土及二叠系上统龙潭组（P3l）砂岩夹泥岩、煤层，峨眉山（P3β）玄武岩组玄武岩。

2.3 地质构造与地震

场区位于扬子准地台黔北台隆六盘水断陷威宁北西向构造变形区，未见断层通过。项目区位于格目底向斜西南翼，岩层呈单斜产出，岩层产状为26～58°∠14～33°，主要发育两组节理，节理产状为171°∠88°、262°∠78°。

根据国家地震局颁布的《中国地震动参数区划图》（GB 18306—2015），场区地震动反应谱特征周期为0.40 s，地震动峰值加速度值为0.10 g，对应地震基本烈度为Ⅶ度。

2.4 水文地质条件

（1）地表水。滑坡体南侧为巴朗河，调查期流量约2～10 m3/s，丰水期流量达40.9 m3/s，枯水期流量0.166 m3/s。滑坡体西侧发育一季节性冲沟，调查期流量约10 L/s。

线位K24+060左侧约70 m处有一水塘（滑坡中后部），面积约1 300 m2;线位K24+260左侧约180 m处有一水塘（滑坡中部），面积约180 m2。

（2）地下水的补给、径流、排泄。场区地下水类型为第四系松散土层孔隙水、基岩裂隙水。地下水靠大气降水补给，降水大部分以坡面流形式向场区南侧巴朗河排泄，一部分下渗形成地下水沿岩体节理裂隙、岩层层面赋存和运移。地下水受季节影响大，雨季基岩裂隙水较丰富，水量较大;枯水期补给差，水量相对较小。据钻孔水位測量，勘察期间地下水位埋藏较浅，地下水位均位于覆盖层块石土中。

3 滑坡特征及稳定性评价

3.1 滑坡类型及规模

该滑坡后缘位于玉马路右侧陡崖底，滑坡区地形北高南低，分布高程1 606～1 701 m，滑坡前缘为南侧巴朗河，后缘为道路右侧基岩出露地带，前后缘高差95 m，自然坡度角约18～25°，长约420 m，宽约350 m，滑体最大厚度33 m，平均厚度约12 m，滑体体积8.8×105 m­­3，根据地面变形裂隙调查判定，滑坡主滑方向为191°，该滑坡为大型厚层堆积土质滑坡。

3.2 滑动面、滑体及滑床特征

根据地质调绘、钻探及深层位移监测成果，滑动面位于块石土与强风化层交界处，且滑动面处于饱水状态。

滑体为主要为块石土，块石成分主要为强中风化砂岩，粒径20～200 cm，含量约55%～75%，偶见粒径大于10 m的巨石，余为粉质粘土充填，表层呈松散状，中下部呈中密状，湿～饱和，未见胶结，厚度3.1～23.0 m。在道路及附近分布有人工填土，道路路基范围内呈中密～密实状，路基范围外呈松散～稍密状，主要成分为道路修建、填筑的碎石、砂石、混凝土块，有少量粉质粘土充填。厚度2.0～6.5 m。

滑床为强-中风化砂岩夹泥岩，薄至中厚层状，岩层综合产状34°∠20°，整体反倾，主要发育两组优势节理，产状：171°∠88°、262°∠78°。

3.3 滑坡变形破坏特征

经地质调绘、资料收集，坡体出现大面积变形，道路后缘挡墙局部破坏，前缘挡墙已全部破坏，挡墙未发生整体倾倒。坡面发育多级、密布拉张裂缝及下错陡坎，拉张裂缝最宽约0.3 m，最长约15 m，下错陡坎最高约2 m。且坡体形成2处台地，第一台地标高为1 627～1 636 m，长290 m，宽30～78 m;第二台地标高为1 654～1 662 m，长260 m，宽15～48 m。

为准确查明坡体滑动面分布，了解边坡滑动及变形随时间的变化特征，本次勘察对17个钻孔中11个进行深部位移监测。开始监测时雨季已过，坡体整体变形小，主要JZK8、JZK9变形相对较明显。

综合以上监测数据分析结果表明：

（1）主滑动面埋深8.5～16.5 m;（2）监测期间坡体累积最大位移约为22 mm;（3）10月20日至11月13日之间变形速率为0.35 mm/d;11月13到12月20号变形速率开始变小0.19 mm/d;12月20日至近日相对速率接近0，坡体呈逐渐收敛状态。

3.4 滑坡机理分析

（1）地层岩性：场区覆盖层为填土、块石土，厚3.1～23.0 m，为含水层。下伏基岩为二叠系龙潭煤系地层，为隔水岩组;（2）地形地貌：滑坡后侧坡体延伸长，汇水面积大，区内有多个常年存水洼地，地表水排泄条件差;（3）大气降雨：场区降雨集中，受大气降水补给及上部山体的坡面径流，使场区岩土界面的土体长期处于饱水状态，降低了土体间的抗剪强度，为诱发因素;（4）外荷载：省道常年不间断通行大型拉煤货车，给坡体施加外荷载;（5）坡脚淘蚀：受下方巴朗河常年淘蚀，上覆土体失去平衡而產生变形，牵引上部坡体。

3.5 推荐岩土体物理力学指标

根据地质调绘、钻探及试验，结合工程类比及相关规范，滑动面参数结合反算结果，推荐主要岩土层的相关物理力学参数如表2。

3.6 稳定性分析

根据该滑坡的破坏模式，滑动面为块石土（灰岩）与块石土（全风化砂泥岩）的接触面，总体呈圆弧型，根据《公路滑坡防治设计规范》（JTG/T 3334—2018）规定，对于土质坡体宜采用简化Bishop法进行计算。公式如下：

式中：——边坡稳定性系数;——第i计算条块滑面粘聚力（kPa）和内摩擦角（°）;——第i计算条块滑面长度（m）;——第i计算条块滑面倾角（°）;滑面倾向与滑动方向相同时取正值，反之取负值;——第i计算条块滑面单位宽度总水压力（kN/m）;——第i计算条块单位宽度自重（kN/m）;——第i计算条块单位宽度竖向附加荷载（kN/m）;方向指向下方时取正值，指向上方时取负值;——第i计算条块单位宽度水平荷载（kN/m）;方向指向坡外时取正值，指向坡内时取负值;——第i及i-1计算条块滑面前端水头高度（m）。

根据钻探、试验结果，结合工程类比，对现有滑动面进行反算后得出：

4 结语

贵州山区地形起伏较大，尤其是地质条件薄弱地区，不稳定的斜坡体在地形陡峻、自重及极端降雨的情况下，易沿一定的滑动面（滑动带）整体向下滑动诱发滑坡等地质灾害，产生大量的工程处治费用，直接影响工程投资，其重要性不言而喻，滑坡的稳定性评价决定了支护参数的强弱，对工程造成存在决定性影响。

参考文献：

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