王 銳，劉 剛

(1.中國(guó)建筑西南勘察設(shè)計(jì)院有限公司，重慶401147;2.重慶市地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局南江水文地質(zhì)工程地質(zhì)隊(duì)，重慶401147)

滑坡是指一定坡度斜坡土體在重力和外在因素的作用下失去原有的穩(wěn)定狀態(tài)，而沿著斜坡內(nèi)某一滑動(dòng)面(滑動(dòng)帶)整體或部分下滑的現(xiàn)象［1］?；屡c山崩、塌方、泥石流一樣，有危害性大、破壞性強(qiáng)等特點(diǎn)?；略谄茐牡缆窐蛄涸O(shè)施、堵塞河道溝渠、毀壞工廠農(nóng)田以及基礎(chǔ)工程設(shè)施和社區(qū)居民住地的同時(shí)，還嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境，給國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生命財(cái)產(chǎn)造成巨大損失和隱患［2］。

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)滑坡研究已做過(guò)不少工作，特別是土力學(xué)家和地質(zhì)學(xué)家提出不少假說(shuō)和見(jiàn)解。Van Asch T W J［3］針對(duì)堆積層滑坡作了深入研究，認(rèn)為坡體自表層至深部、后緣至前緣，其物質(zhì)含泥量有所增大，從而導(dǎo)致密實(shí)度隨之增大、滲透性降低，最終發(fā)現(xiàn)，降雨入滲作用對(duì)于不同厚度的堆積體滑坡穩(wěn)定性有明顯的影響。王榮魯，王啟勝［4］等針對(duì)三峽庫(kù)區(qū)典型堆積層滑坡的地質(zhì)調(diào)查和基礎(chǔ)資料分析，通過(guò)研究此類滑坡與其它類型滑坡的主要區(qū)別，最后總結(jié)出堆積層滑坡的位移動(dòng)力學(xué)特征。孫書(shū)勤［5］利用FLAC3D對(duì)天臺(tái)鄉(xiāng)滑坡特征及穩(wěn)定性進(jìn)行了數(shù)值模擬，得出坡體在天然狀態(tài)下是穩(wěn)定的，在暴雨條件下不穩(wěn)定滑坡體發(fā)生整體失穩(wěn)的可能性不大，但極有可能發(fā)生局部滑坡災(zāi)害。安光明［6］、白永?。?］、張?jiān)葡椋?］、黃河清［9］、王湘鋒［10］、梁利喜［11］分別對(duì)重慶市涪陵區(qū)植物油廠等滑坡的成因機(jī)制進(jìn)行了研究，對(duì)其穩(wěn)定性作了分析，發(fā)現(xiàn)不穩(wěn)定滑坡周邊人工活動(dòng)是滑坡形成的直接原因，而夏季強(qiáng)降雨是其發(fā)生的誘發(fā)因素。

由于文井江鎮(zhèn)萬(wàn)家社區(qū)后山滑坡在自重和地震、暴雨的共同作用下極有可以發(fā)生滑坡災(zāi)害，嚴(yán)重威脅坡前緣居民的生命財(cái)產(chǎn)安全，且因萬(wàn)家社區(qū)6組特殊的地層巖性、地質(zhì)結(jié)構(gòu)和構(gòu)造，對(duì)于萬(wàn)家中學(xué)后山滑坡的成因機(jī)制與穩(wěn)定性分析亟需解決。本文針對(duì)后山滑坡的特點(diǎn)，根據(jù)相關(guān)規(guī)范對(duì)后山區(qū)域地層巖性和地質(zhì)構(gòu)造進(jìn)行勘查后，結(jié)合區(qū)域性環(huán)境對(duì)其滑坡潛在滑動(dòng)面、滑動(dòng)體的影響作用，最終形成對(duì)其穩(wěn)定性的評(píng)判。

1 工程概況

2008年5月12日，四川省汶川縣發(fā)生里氏8.0級(jí)大地震，給四川省造成極為嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，同時(shí)因地震引發(fā)了大量的次生地質(zhì)災(zāi)害，嚴(yán)重威脅到交通、民房和安置點(diǎn)。位于文井江鎮(zhèn)萬(wàn)家社區(qū)6組萬(wàn)家中學(xué)后山的不穩(wěn)定滑坡在強(qiáng)降雨作用下，嚴(yán)重威脅分布在滑坡前沿的萬(wàn)家中學(xué)、萬(wàn)家鎮(zhèn)鎮(zhèn)政府以及醫(yī)院等職能部門(mén)，且災(zāi)后可能造成的直接經(jīng)濟(jì)損失接近1 000萬(wàn)元，因此，其危害對(duì)象等級(jí)為二級(jí)，安全等級(jí)為二級(jí)。

本次對(duì)文井江鎮(zhèn)萬(wàn)家中學(xué)后山滑坡勘查的主要目的和任務(wù)是:在充分利用崇州市已有地質(zhì)災(zāi)害資料基礎(chǔ)上，依據(jù)規(guī)范，科學(xué)合理地選取勘探手段，實(shí)施必要的勘查工作，查明滑坡所在地域的地質(zhì)背景(地形地貌特征、地層巖性、構(gòu)造)，影響滑坡穩(wěn)定的邊界條件(工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)、地表水入滲補(bǔ)給條件及地下水的補(bǔ)給、排泄條件)以及合理確定相關(guān)軟弱結(jié)構(gòu)面及巖土層的物理力學(xué)參數(shù)，為該不穩(wěn)定滑坡分析及工程設(shè)計(jì)提供可靠的基礎(chǔ)資料;最后提出防治措施建議，并為設(shè)計(jì)提供有關(guān)的巖土物理力學(xué)參數(shù)。

2 勘查區(qū)自然條件及地質(zhì)環(huán)境條件

2.1 自然條件

(1)地理位置

勘查區(qū)位于崇州市文井江鎮(zhèn)萬(wàn)家社區(qū)，交通便利，公路縱橫成網(wǎng)，到周邊縣市均有路況良好的公路暢通。萬(wàn)家中學(xué)后山不穩(wěn)定滑坡坡腳處為萬(wàn)家鎮(zhèn)，滑坡坡向225°。該坡位于懷雞公路北側(cè)，分布高程751 m ～860 m，縱長(zhǎng)250 m ～400 m，寬約300 m，面積0.1 km2。如圖1為滑坡區(qū)平面示意圖。

圖1 滑坡區(qū)平面示意圖

(2)氣象水文特征

崇州市屬四川盆地?zé)釒駶?rùn)季風(fēng)氣候，雨量充沛，平均降雨量1 015.2mm。由于境內(nèi)地形差異較大，雨量自東南向西北逐漸增大，以文井江、干五里河、味江河上游為山區(qū)，無(wú)根山為丘陵，其余為平壩。崇州市雨日較多，降水最多年降雨量為1 372.5 mm(1988年)，最少年為696.2 mm(2000年)。雨日和水量均是夏多冬少，其中，7月最多，平均達(dá)252.4 mm，12月最少為7.2 mm，5月—9月汛期降水量是829.2 mm，占年均降水量的82.0%。

勘查區(qū)內(nèi)河流水系屬岷江流域水系，主要河流為西河(元通以上別稱文井江)。西河發(fā)源于茍家鄉(xiāng)內(nèi)火燒營(yíng)北麓，向東流自鷂子巖出山口入平原，至元通與味江、干五里河、泊江匯合。自元通以下轉(zhuǎn)向東南流，有沙溝河、向陽(yáng)河、白馬河流入。再向南流經(jīng)三江鎮(zhèn)的蒙渡入新津縣境。全長(zhǎng)109 km，市境內(nèi)長(zhǎng)96.8 km，流經(jīng)14個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)，為全市最長(zhǎng)河流。

文井江流經(jīng)勘查區(qū)西南側(cè)，河水四季不斷。據(jù)調(diào)查了解，最高洪水位達(dá)不到勘查區(qū)。

2.2 地質(zhì)環(huán)境

(1)地層巖性

勘查區(qū)地層由全新統(tǒng)及侏羅統(tǒng)中下統(tǒng)自流井組組成。勘查區(qū)范圍內(nèi)第四系全新統(tǒng)(Q4)主要有:崩坡積層(Q4col+dl);沖洪積層(Q4

al+pl)。第四系全新統(tǒng)主要分布于工作區(qū)滑坡前緣文井江河床、河灘上，地貌特征明顯，地層軟硬相間。勘查區(qū)內(nèi)侏羅統(tǒng)中下統(tǒng)自流井組主要含三種巖性:砂巖(J1－2z－Ss);泥巖(J1－2z－Ms)和礫巖(J1－2z－Ls)。如圖 2 為滑坡地質(zhì)B－B'縱剖面圖。

圖2 滑坡地質(zhì)B－B'縱剖面圖

(2)地質(zhì)構(gòu)造

勘查區(qū)主要位于霧中山褶斷帶。霧中山褶斷帶由一系列北東向展布的褶曲、斷裂、飛來(lái)峰群組成。地層以三疊系—第三系地層為主。主要構(gòu)造形跡有分布于崇州市中西部的霧中山背斜、大渦漩向斜、小渦漩背斜和熊家溝向斜。根據(jù)地質(zhì)測(cè)繪以及地面調(diào)查，在滑坡前緣文井江左岸陡崖基巖出露良好，對(duì)岸邊出露地層產(chǎn)狀進(jìn)行綜合分析，得知勘查區(qū)位于一向、背斜褶皺處，地層產(chǎn)狀變化明顯。

(3)地震

根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》［12］(GB18306－2001)及《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》［13］(GB50011－2010)，勘查區(qū)屬抗震設(shè)計(jì)地震第二組，抗震設(shè)防烈度為7度，地震動(dòng)峰值加速度值為0.10g，特征周期為 0.35 s。

3 滑坡成因機(jī)制分析

3.1 滑坡土體特征

滑坡體主要為塊碎石土，該層分布廣泛，滑坡中上部土體厚度0.8 m～15.3 m，總體上是東、西部較薄，中間厚，后部薄。對(duì)于滑坡平臺(tái)的土層厚度，由于鎮(zhèn)上已有建筑均未進(jìn)行地質(zhì)勘察，限本次工作量，未在平臺(tái)中部布置勘探鉆孔，但據(jù)訪問(wèn)在萬(wàn)家中學(xué)校舍勘察鉆探揭露及平臺(tái)前緣土層露頭估計(jì)平臺(tái)土體厚度約12.0 m。

滑坡土體巖性主要成分為粉質(zhì)粘土夾砂巖、礫巖塊碎石。其中塊碎石多呈棱角狀，一般塊徑0.1 m～1.2 m，少數(shù)可達(dá)4.2 m;粉質(zhì)粘土為黃褐色，灰褐色、紫紅色，可塑～硬塑狀，土石比4∶6～2∶8之間。在滑坡中后緣土體塊碎石含量較高，中部前含量較低。在滑坡前緣臨江附近有少量卵石土，卵石分選較差，磨圓度一般。對(duì)滑坡土體進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)大重度測(cè)試，其 γ =18.96 kN/m3～20.78 kN/m3。

3.2 滑坡土體下伏基巖面特征

萬(wàn)家中學(xué)后山滑坡滑床是由侏羅統(tǒng)中下統(tǒng)自流井組組砂、泥巖以及礫巖組成?；鶐r面形態(tài)從橫向上呈波狀起伏，縱向上呈折線型，具有后緣陡、前緣平緩，與地表形態(tài)近于一致，基巖面傾角5°～58°。

3.3 潛在滑動(dòng)帶特征

該滑坡可能沿堆積體與基巖之間軟弱結(jié)構(gòu)面滑動(dòng)。其可能滑動(dòng)方向與坡向一致，為225°左右。潛在滑動(dòng)面大致成折線狀，傾角中前部較緩，為2°～8°，后部較陡，為10°～58°?；瑤翞辄S褐色粉質(zhì)粘土;局部含碎石，結(jié)構(gòu)致密，天然狀態(tài)下可塑到硬塑狀。由于在滑坡中部存在臨空，為其剪出提供了很好的條件，其中最不利剪出位置高程約785 m～791 m。

3.4 滑坡穩(wěn)定性影響因素

不穩(wěn)定滑坡的成因主要由多種因素作用的結(jié)果，地形地貌、巖土體巖性與結(jié)構(gòu)、降雨、人類工程活動(dòng)等。(1)降雨的作用:暴雨或持續(xù)降雨使地表水下滲，滑坡堆積體飽水程度增大，抗剪強(qiáng)度降低，自重下滑力增大，抗滑力減小，是造成滑坡穩(wěn)定性降低而發(fā)生局部蠕滑變形的主要原因。(2)滑坡坡度較陡，是造成滑坡穩(wěn)定性降低的直接原因。(3)人類工程活動(dòng)，特別是在坡腳下開(kāi)挖，切坡等對(duì)滑坡的穩(wěn)定性產(chǎn)生了較大的不利影響。

綜上，滑坡變形體破壞受控于特殊的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、物質(zhì)組成和地形條件。降雨及地表水的滲入是本坡體拉裂及變形的主要誘發(fā)因素。

4 滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)及推力計(jì)算

4.1 計(jì)算模型與工況

(1)計(jì)算模型

由于滑坡潛在滑動(dòng)面呈折線型，故采用條分法對(duì)各剖面進(jìn)行分析，因此可利用簡(jiǎn)化折線作滑坡體坡面地形線，計(jì)算時(shí)取滑坡的單位寬度1.0 m，最終簡(jiǎn)化為二維問(wèn)題進(jìn)行計(jì)算。

(2)工況組合

由于暴雨對(duì)滑坡堆積體穩(wěn)定性影響較大，擬采用3種工況條件下對(duì)滑坡穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算:工況1，天然狀態(tài)下，自重;工況2，強(qiáng)降雨作用下，自重+暴雨;工況3，天然狀態(tài)下，自重+地震。

4.2 計(jì)算方法與參數(shù)選擇

(1)滑坡穩(wěn)定性計(jì)算方法

滑坡穩(wěn)定性分析一般包括定性分析、定量解析和綜合評(píng)價(jià)。萬(wàn)家中學(xué)后山滑坡變形體主要由第四系塊碎石土組成，故可根據(jù)滑坡的基本情況和條件利用極限平衡法判定滑坡穩(wěn)定性，按傳遞系數(shù)法計(jì)算滑坡推力。根據(jù)滑坡的特征、形成機(jī)制、影響因素，滑坡穩(wěn)定性分析計(jì)算荷載主要有:坡體自重、暴雨條件、地震影響等，由此選取 A－A'、B－B'、CC'剖面對(duì)滑坡變形體進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算。

(2)計(jì)算參數(shù)分析與取值

計(jì)算參數(shù)的選取合理與否，是計(jì)算評(píng)價(jià)滑坡穩(wěn)定的關(guān)鍵所在，其中滑帶土抗剪強(qiáng)度的取值更是關(guān)系重大，本次采用室內(nèi)試驗(yàn)、反算法以及類比經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析確定。通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)，整合分析滑坡變形體土體天然重度平均值為20.10 kN/m3，飽和重度平均值20.20 kN/m3?；峦馏w基本力學(xué)參數(shù)見(jiàn)表1，而通過(guò)反算法，求得整體潛在滑面的平均值C值為29 kPa，φ 值為 18.8°。

表1 滑坡土體基本力學(xué)參數(shù)

根據(jù)上述各種方法，得出的抗剪強(qiáng)度參數(shù)，同時(shí)考慮到土體中的碎塊石對(duì)抗剪強(qiáng)度的影響，結(jié)合地方經(jīng)驗(yàn)，建議取值如表2所示。

表2 建議抗剪強(qiáng)度參數(shù)

4.3 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算與穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

根據(jù)滑坡的滑動(dòng)面近似折線型，按照《巖土工程勘察規(guī)范》［14］(GB50021－2001)推薦的公式對(duì)滑坡的穩(wěn)定性及滑坡土體推力進(jìn)行計(jì)算。

結(jié)合該滑坡的實(shí)際情況，計(jì)算滑坡穩(wěn)定性及驗(yàn)算萬(wàn)家場(chǎng)段穩(wěn)定性。萬(wàn)家場(chǎng)全段驗(yàn)算計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3，滑坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4。其中，根據(jù)《滑坡防治工程勘查規(guī)范》［15］(DZ/T0218－2006)本滑坡穩(wěn)定性分析評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為:穩(wěn)定性系數(shù)Fs＞1.15為穩(wěn)定，1.15＞Fs＞1.05 為基本穩(wěn)定，1.05 ～1.00 為欠穩(wěn)定，小于1.00為不穩(wěn)定。

表3 滑坡變形體穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果(萬(wàn)家場(chǎng)全段)

由表3可知，萬(wàn)家中學(xué)后山滑坡土體不可能沿巖土界面從場(chǎng)鎮(zhèn)前緣剪出。通過(guò)計(jì)算，萬(wàn)家場(chǎng)全段在A、B、C三個(gè)剖面位置的穩(wěn)定系數(shù)穩(wěn)大于臨界穩(wěn)定系數(shù)，且高于各工況下的安全系數(shù)，在理論上可判斷萬(wàn)家場(chǎng)全段是處于穩(wěn)定狀態(tài)的。

表4 滑坡變形體穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果(全坡段)

由表4可看出，萬(wàn)家中學(xué)后山滑坡變形體A、B剖面各工況下處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，C剖面處于穩(wěn)定狀態(tài)。對(duì)于A、B剖面，目前處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，但是穩(wěn)定系數(shù)接近于1，缺乏安全儲(chǔ)備，在遇極端天氣有向欠穩(wěn)定狀態(tài)發(fā)展的可能，發(fā)生滑坡的可能性也較大。C剖面處穩(wěn)定系數(shù)較高，相對(duì)安全。

綜上述，萬(wàn)家中學(xué)后山滑坡變形體A、B剖面在各工況下處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，C剖面處于穩(wěn)定狀態(tài)，但在暴雨?duì)顟B(tài)下有加劇失穩(wěn)的可能。

5 結(jié)論

(1)萬(wàn)家中學(xué)滑坡位于崇州市文井江鎮(zhèn)萬(wàn)家社區(qū)，該滑坡可能沿堆積體與基巖之間的軟弱結(jié)構(gòu)面滑動(dòng)，又因其中部存在臨空，為其剪出提供了很好的條件，而降雨及地表水的滲入是本坡體拉裂及變形的主要誘發(fā)因素。

(2)利用傳遞系數(shù)法計(jì)算表明:該滑坡全坡段在自重、自重+暴雨、自重+地震等三種工況下的穩(wěn)定系數(shù)分別在 1.16 ～1.38、1.06 ～1.26 及 1.10 ～1.29之間，而萬(wàn)家場(chǎng)坡段在前兩種工況下的穩(wěn)定系數(shù)在1.88 ～2.29、1.65 ～2.07 之間。說(shuō)明萬(wàn)家中學(xué)后山滑坡處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，但在自重、地震和暴雨的共同作用下有加劇失穩(wěn)的可能。

(3)建議支擋部位設(shè)置在滑坡的坡腳地帶，即B－B'剖面上及其兩側(cè)，保證抗滑樁支擋結(jié)構(gòu)與排水工程相結(jié)合。同時(shí)，建議對(duì)部分滑坡上的危石進(jìn)行清理排查并作適當(dāng)處理。

［1］張悼云，王士天，王蘭生，等.工程地質(zhì)分析原理［M］.北京:地質(zhì)出版社，1997.

［2］鐘立勛.中國(guó)重大地質(zhì)災(zāi)害實(shí)例分析［J］.中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào)，1999，10(3):1-10.

［3］Van Asch T W J，Buma J，Van Beek L P H.A view on some hydrological triggering systems in landslides［J］.Geomorphology，1999，30(1):25-32.

［4］王榮魯，王啟勝，陳淑奎，等.長(zhǎng)江三峽區(qū)八字門(mén)滑坡穩(wěn)定性分析與評(píng)價(jià)［J］.青島理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，28(5):9-13.

［5］孫書(shū)勤，黃潤(rùn)秋，丁秀美.天臺(tái)鄉(xiāng)滑坡特征及穩(wěn)定性的FLAC3D 分析［J］.水土保持研究，2006，13(5):30-32.

［6］安光明，毛彥龍，李 濱，等.重慶市涪陵區(qū)植物油廠滑坡成因機(jī)制分析與穩(wěn)定性評(píng)價(jià)［J］.工程地質(zhì)學(xué)報(bào)，2007，15(5):593-598.

［7］白永健，鄭萬(wàn)模，李明輝，等.川藏公路茶樹(shù)山滑坡特征及成因機(jī)制分析［J］.工程地質(zhì)學(xué)報(bào)，2010，18(6):862-866.

［8］張?jiān)葡?，王小群，?毅，等.四川某水庫(kù)右壩肩滑坡成因機(jī)制及穩(wěn)定性分析［J］.工程地質(zhì)學(xué)報(bào)，2009，17(3):335-342.

［9］黃河清，趙其華.汶川地震誘發(fā)文家溝巨型滑坡－碎屑流基本特征及成因機(jī)制初步分析［J］.工程地質(zhì)學(xué)報(bào)，2010，18(2):168-177.

［10］王湘鋒，李天斌，王小群.成都市大邑縣干巖子滑坡成因機(jī)制及穩(wěn)定性評(píng)價(jià)［J］.水土保持研究，2006，13(1):92-94.

［11］梁利喜，許 強(qiáng)，劉天翔，等.四川某滑坡成因機(jī)制分析及穩(wěn)定性評(píng)價(jià)研究［J］.水土保持研究，2007，14(2):189-190，193.

［12］中國(guó)地震局.GB18306－2001.中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖［S］.北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2001.

［13］中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.GB50011－2010.建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2010.

［14］中華人民共和國(guó)建設(shè)部，中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.GB50021－2001.巖土工程勘察規(guī)范［S］.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2002.

［15］中華人民共和國(guó)國(guó)土資源部.DZ/T0218－2006.滑坡防治工程勘查規(guī)范［S］.北京:中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006.