■馬吉福 李云

（青海省環(huán)境地質(zhì)勘查局青海西寧810007）

青海省互助縣紅崖子溝鄉(xiāng)張家村滑坡特證及穩(wěn)定性分析

■馬吉福 李云

（青海省環(huán)境地質(zhì)勘查局青海西寧810007）

張家村滑坡位于青海省互助縣湟水一級(jí)支流紅崖子溝中游右岸低山丘陵區(qū)斜坡西麓，滑坡前緣分布有張家村村民，滑坡上分布有鄉(xiāng)村公路及電信設(shè)施；張家村滑坡體體積0.93×108m3，屬黃土～泥巖巨型滑坡，滑坡體形成機(jī)理及穩(wěn)定性研究事關(guān)張家村村民生命財(cái)產(chǎn)安全，其意義重大。

張家村滑坡 形成機(jī)理 穩(wěn)定性 分析

1　地質(zhì)環(huán)境概況

張家村滑坡位于青海省互助縣湟水一級(jí)支流紅崖子溝中游右岸低山丘陵區(qū)斜坡西麓，南側(cè)以山梁為界，北側(cè)以沖溝為界，地理坐標(biāo)東經(jīng)102°05′41.2″，北緯36°39′01.9″，滑坡前緣分布有張家村村民，滑坡上分布有鄉(xiāng)村公路及電信設(shè)施。低山丘陵區(qū)山體由古近系泥巖、砂巖構(gòu)成其骨架，其上披覆有較厚的第四系上更新統(tǒng)黃土，古近系西寧群（E）泥巖、砂巖，為一套內(nèi)陸湖相碎屑巖沉積。其巖性上部為棕紅色泥巖夾石膏、砂巖及泥灰?guī)r，下部為桔紅、棕紅色泥灰?guī)r夾砂巖；上更新統(tǒng)風(fēng)積黃土（Q3eol），粉土含量高達(dá)70%以上，具大孔隙，垂直節(jié)理發(fā)育，具濕陷性；地處祁連山地槽之西寧盆地北緣。地震動(dòng)峰值加速度0.10g，地震基本烈度為Ⅶ度，屬現(xiàn)代地質(zhì)構(gòu)造活動(dòng)基本穩(wěn)定區(qū)；屬高原大陸性半干旱氣候區(qū)，多年平均氣溫3.5℃，多年平均降水量503.7mm，蒸發(fā)量1278mm，降水集中于7～9月。區(qū)內(nèi)人類(lèi)工程活動(dòng)頻繁，切坡修路對(duì)地質(zhì)環(huán)境改變較大。

2　滑坡基本特征及形成機(jī)理

2.1滑坡基本特征

張家村滑坡周界在平面形態(tài)上呈半圓形，整體傾向北東，東西縱長(zhǎng)1500m，南北寬950m，平均厚65m，面積142.5×104m2，體積0.93×108m3，滑體在剖面上呈凹型，表面呈階梯形?；w后壁呈圈椅狀，高達(dá)45m，滑壁傾向北東，傾角73°，滑壁下分布有崩積物；滑坡共發(fā)育三級(jí)較大平臺(tái)，滑坡前緣剪出口部位由于受擠壓作用影響，土體向外凸?；麦w南側(cè)曾于2002年正月十四再次發(fā)生滑動(dòng)，將原古滑坡滑體上的沖溝填平，新滑體縱長(zhǎng)1500m，寬250m，平均厚30.0m，新滑坡中上部形成高約20m的反翹隆起，地形破碎，坡度30°，在古滑坡后緣形成南北向長(zhǎng)380m，寬8m，深5—8m大裂縫（整塊塌陷），將原鄉(xiāng)村公路摧毀，新滑體西側(cè)可見(jiàn)滑坡下滑時(shí)形成的擦痕，在新滑體表部發(fā)育眾多拉張裂縫，裂縫面均內(nèi)傾，傾斜60°，2002年 6月 26日新滑坡前緣再次發(fā)生滑動(dòng)，方量約1000m3。

2.2滑坡物質(zhì)及滑帶土結(jié)構(gòu)特征

滑坡體巖性組成較復(fù)雜，除母巖泥巖、砂巖、砂礫巖混雜堆積外，還有滑坡后壁高處的黃土及底礫石介入，無(wú)規(guī)律可循，從鉆孔揭露的滑體堆積物及沖溝內(nèi)探槽觀察來(lái)看，后緣至前緣大多數(shù)堆積體混雜堆積，滑坡中后部局部地段塊體完整性較好，無(wú)方向、無(wú)層次與其它堆積體混雜堆積，滑帶土依不同部位厚度亦有不同，滑坡中前緣滑帶位于泥巖中，滑帶厚0.3—0.6m，滑帶土呈軟塑狀，稍濕，擦痕不明顯；滑體后部，滑帶厚0.6—1.0m，滑帶土結(jié)構(gòu)破碎，呈碎裂狀，見(jiàn)明顯擦痕。

2.3滑坡形成機(jī)理

從該滑坡的鉆孔資料及滑坡前緣淺井資料分析看，該滑坡第一期滑動(dòng)受區(qū)域地殼上升，紅崖子溝河流下切及側(cè)蝕影響，坡體前部形成較大臨空面，斜坡呈現(xiàn)出坡度較大的陡峭斜坡，雨水入滲不僅增大坡體自重且軟化土體，大大降低土體抗剪強(qiáng)度，誘發(fā)第一期滑坡發(fā)生，在地層巖性上坡體表部為Q3eol黃土，下伏第三紀(jì)泥巖及砂巖，產(chǎn)狀近水平，黃土垂直節(jié)理發(fā)育，為雨水入滲提供了良好通道，雨水沿黃土垂直節(jié)理入滲，并在下伏泥巖接觸面處匯聚形成坡體軟弱帶，坡體沿其向下滑動(dòng)變形。坡體前部受到紅崖子溝側(cè)向侵蝕，前緣形成較大臨空面，導(dǎo)致坡腳應(yīng)力急劇集中，當(dāng)坡體軟弱帶構(gòu)成的滑動(dòng)面全面貫通時(shí)，坡體整個(gè)失穩(wěn)，形成滑坡，此后在全新世溫暖期，冰雪消融加豐沛的降水，紅崖子溝侵蝕切割作用又一次得到加強(qiáng)。近幾十年來(lái)，張家村村民在其前緣居住，開(kāi)挖滑坡坡腳，修建水渠，改變了坡體應(yīng)力狀態(tài)，降低坡體穩(wěn)定性，2002年正月十四坡體前緣再次發(fā)生滑坡。由此可見(jiàn)降雨及人類(lèi)工程活動(dòng)是觸發(fā)該滑坡再次滑動(dòng)的主要原因。

3　滑坡穩(wěn)定性分析

3.1有限元強(qiáng)度折減法計(jì)算原理

有限元法在邊坡穩(wěn)定分析中的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，其理論體系較極限平衡法更為嚴(yán)格，其不僅滿足了力平衡方程，也引入了變形協(xié)調(diào)的本構(gòu)關(guān)系，如果選用合適的本構(gòu)關(guān)系，有限元法可較好地分析邊坡應(yīng)力、變形和穩(wěn)定性。經(jīng)實(shí)踐表明，采用基于Mohr～Coulomb準(zhǔn)則的彈塑性本構(gòu)模型，較符合巖土體材料的應(yīng)力應(yīng)變特性。有限元強(qiáng)度折減法是在有限元計(jì)算的基礎(chǔ)上，通過(guò)降低巖土材料的抗剪強(qiáng)度的辦法，使結(jié)構(gòu)達(dá)到不穩(wěn)定狀態(tài)，有限元靜力計(jì)算將不收斂，此時(shí)的折減系數(shù)就是邊坡的穩(wěn)定系數(shù)。

3.2計(jì)算模型及參數(shù)

根據(jù)張家村滑坡的實(shí)際地質(zhì)剖面建立有限元模型。各層巖土體參數(shù)按表1選??；邊界條件為約束模型兩側(cè)的法向位移，固定約束模型底部，模型頂面及坡面為自由面。計(jì)算中僅考慮重力作用，各層巖土體均考慮為均質(zhì)巖土體，屈服破壞準(zhǔn)則選用摩爾庫(kù)倫準(zhǔn)則。計(jì)算工況考慮天然和飽和兩種狀態(tài)。

表1　張家村滑坡計(jì)算參數(shù)表

3.3計(jì)算結(jié)果

張家村滑坡在天然和飽和狀態(tài)下的穩(wěn)定性(表2)，可見(jiàn)，天然狀態(tài)條件下穩(wěn)定性系數(shù)為1.0637，飽和狀態(tài)條件下穩(wěn)定性系數(shù)為0.8625，滑坡近于極限平衡狀態(tài)體是否處于塑性變形狀態(tài)（臨界破壞狀態(tài)），通常采用Mohr～Coulomb準(zhǔn)則來(lái)判定。

表2　張家村滑坡穩(wěn)定性計(jì)算表

3.4滑坡穩(wěn)定性分析

該滑坡南側(cè)曾發(fā)生多次滑動(dòng)，滑動(dòng)后滑坡側(cè)界可見(jiàn)土體被推移拉裂，坡體上出現(xiàn)多處拉張裂隙及錯(cuò)動(dòng)裂縫，坡體穩(wěn)定性差，經(jīng)穩(wěn)定性定量計(jì)算，與前面定性分析結(jié)果一致，滑坡整體穩(wěn)定性系數(shù)天然狀態(tài)下1.0637，飽和狀態(tài)下0.8625?；虑熬壘哂谢瑒?dòng)臨空面為最危險(xiǎn)滑面，滑體上裂縫發(fā)育，在降雨或地震作用下，滑坡前緣發(fā)生再次滑動(dòng)的可能性較大，穩(wěn)定性較差。

4　結(jié)論

（1）張家村，在降雨或地震作用下，滑坡前緣發(fā)生再次滑動(dòng)的可能性較大，穩(wěn)定性較差，對(duì)滑坡前緣村民生命財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成威脅。

（2）滑坡災(zāi)害形成條件復(fù)雜，其形成與發(fā)生是地形地貌、地層巖性、巖土體類(lèi)型、地質(zhì)構(gòu)造、大氣降水、地表水、地下水、人類(lèi)工程活動(dòng)及地震等內(nèi)外因素綜合作用的結(jié)果。

（3）建議對(duì)該滑坡采取工程措施進(jìn)行防治，具體措施可采取排水、護(hù)坡和減載反壓等措施。

[1]崔向紅，劉 赟，徐 媛， 馬文禮，馬吉福等青海省海東地區(qū)（互助縣）地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查報(bào)告，2012。

P642.22[[文獻(xiàn)碼]B

1000～405X（2016）～4～395～1

王昌雙（1983～），男，工程師，研究方向?yàn)楹娇諝庀箢A(yù)報(bào)。