(湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局402隊(duì),湖南長(zhǎng)沙 410000)
滑坡是一種常見的地質(zhì)災(zāi)害,一旦發(fā)生將會(huì)威脅下游居民的生命財(cái)產(chǎn)安全,造成無法挽回的經(jīng)濟(jì)損失與人員傷亡。因此,在災(zāi)害治理前,應(yīng)通過穩(wěn)定性計(jì)算與分析確定滑坡地質(zhì)災(zāi)害體的穩(wěn)定情況,根據(jù)計(jì)算與分析結(jié)果對(duì)滑坡地質(zhì)災(zāi)害體進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),為后期工程治理措施的制定提供可靠的參考依據(jù)。
貴頭村滑坡位于寧遠(yuǎn)縣鯉溪鎮(zhèn)貴頭村,由2個(gè)單體滑坡(H1、H2)組成,其中南側(cè)H1滑坡影響范圍、變形程度相對(duì)較大,北側(cè)位置的H2滑坡較小。2014年該滑坡地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)經(jīng)寧遠(yuǎn)縣1∶5萬地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查項(xiàng)目進(jìn)行過核查,災(zāi)害點(diǎn)野外編號(hào):NY006,統(tǒng)一編號(hào):431126010006,后經(jīng)復(fù)核,建議保留該地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)。2016年出現(xiàn)滑坡變形加劇,南側(cè)H1滑坡后緣、中間和H2滑坡后緣及中部、北側(cè)后緣形成較大裂縫,滑坡坡面變形嚴(yán)重,出現(xiàn)多條拉張裂縫,前緣明顯可見從X040縣道旁陡坎處剪出痕跡。因近幾年連降大雨、暴雨,該坡體一直處于變形狀態(tài),仍有下滑趨勢(shì),嚴(yán)重威脅滑坡體下游居民生命財(cái)產(chǎn)安全,下游居民房屋、縣道、農(nóng)田、河流等的危害情形十分嚴(yán)峻。
計(jì)算時(shí)使用的巖土物理力學(xué)參數(shù)是否合理是對(duì)滑坡穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算評(píng)價(jià)的關(guān)鍵,尤其是滑帶土抗剪強(qiáng)度參數(shù)的取值。(1)直接根據(jù)勘查試驗(yàn)結(jié)果選取;(2)以過去同類巖土體參數(shù)類比經(jīng)驗(yàn)為依據(jù)選??;(3)通過多次反復(fù)驗(yàn)算和實(shí)際地質(zhì)情況對(duì)比達(dá)到一致后選取。
在對(duì)滑坡穩(wěn)定性與推力進(jìn)行計(jì)算時(shí),處于受水浸潤(rùn)、軟化和水墊作用時(shí),抗剪強(qiáng)度參數(shù)的取值主要取飽和狀態(tài)下的參數(shù);處于受水浸潤(rùn)滑面時(shí),抗剪強(qiáng)度參數(shù)的取值主要取天然狀態(tài)下的參數(shù)。
2.1.1 室內(nèi)試驗(yàn)取值
通過取樣測(cè)試,滑帶參數(shù)如表1所示。
表1 滑帶土巖土力學(xué)性質(zhì)
2.1.2 反演分析值
滑帶土抗剪強(qiáng)度參數(shù)反算在當(dāng)前得到了廣泛應(yīng)用,一般以滑坡實(shí)際穩(wěn)定狀態(tài)為依據(jù),對(duì)穩(wěn)定系數(shù)與滑面、荷載等進(jìn)行假定,通過反算確定滑帶土的抗剪強(qiáng)度參數(shù)。
當(dāng)前,滑坡處在整體變形滑動(dòng)狀態(tài),受自重作用后基本穩(wěn)定,但在暴雨工況下,滑坡可能處在不穩(wěn)狀態(tài)。
內(nèi)聚力的反演公式:
內(nèi)摩擦角的反演公式:
對(duì)最危險(xiǎn)剖面進(jìn)行反演計(jì)算,將穩(wěn)定系數(shù)確定為0.98,反算方法為圖解法,依次取凝聚力為0、內(nèi)摩擦角為0,分別反求φ、C值,在C-φ坐標(biāo)圖上求出直線,對(duì)室內(nèi)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合考慮,確定抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。
滑坡穩(wěn)定性分析滑面抗剪強(qiáng)度指標(biāo)C、φ值及其他物理力學(xué)指標(biāo)的選取應(yīng)根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)、反演分析及參考地區(qū)經(jīng)驗(yàn)綜合確定。
滑帶土抗剪強(qiáng)度參數(shù)反演計(jì)算如表2所示,巖土物理力學(xué)參數(shù)如表3所示。
表2 滑帶土抗剪強(qiáng)度參數(shù)反演計(jì)算(自重+暴雨)
表3 巖土物理力學(xué)參數(shù)
2.2.1 計(jì)算工況
工況1:荷載組合為自重,防治工程等級(jí)為二級(jí),抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)為1.25。
工況2:荷載組合為自重+暴雨,防治工程等級(jí)為二級(jí),抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)為1.05。
2.2.2 計(jì)算方法
由勘查結(jié)果可知,滑面主要處在粉質(zhì)黏土和強(qiáng)、中風(fēng)化灰?guī)r的接觸面,可采用折線滑動(dòng)法計(jì)算。
滑坡穩(wěn)定性計(jì)算:
式中:Fs——滑坡穩(wěn)定性系數(shù);Ti——作用于第i塊滑動(dòng)面的下滑分力(kN/m);ψj——傳遞系數(shù);Ri——作用于第i塊抗滑力(kN/m);Ni——第i塊滑動(dòng)面法向分力(kN/m);ci——第i塊黏聚力(kPa);θi——第i條塊底面傾角(°),反傾時(shí)為負(fù)值;φi——第i塊內(nèi)摩擦角(°);Li——第i塊滑動(dòng)面長(zhǎng)度(m);αi——第i條計(jì)算條塊地下水流線平均傾角(°),通常情況下為浸潤(rùn)線傾角和滑面傾角平均值,反傾時(shí)為負(fù)值;Wi——第i條塊自重(kN/m);Pwi——第i條塊單位寬度滲透壓力(kN/m);i——地下水滲透坡降(無地下水時(shí)可不予考慮);γw——水容重(kN/m3);Viu——第i條塊單位寬度巖土體浸潤(rùn)線以上體積(m3/m);Vid——第i條塊單位寬度巖土體浸潤(rùn)線以下體積(m3/m);γ——巖土體天然容重(kN/m3);γsat——巖土體飽和容重(kN/m3)。
2.2.3 計(jì)算結(jié)果
滑坡各剖面的穩(wěn)定系數(shù)如表4所示。
表4 滑坡各剖面穩(wěn)定系數(shù)
根據(jù)相關(guān)勘查規(guī)范,滑坡穩(wěn)定狀態(tài)判斷標(biāo)準(zhǔn)為:
滑坡穩(wěn)定系數(shù)<1.00時(shí),滑坡狀態(tài)為不穩(wěn)定;
1.00≤滑坡穩(wěn)定系數(shù)<1.05時(shí),滑坡狀態(tài)為欠穩(wěn)定;
1.05≤滑坡穩(wěn)定系數(shù)<1.15時(shí),滑坡狀態(tài)為基本穩(wěn)定;
滑坡穩(wěn)定系數(shù)≥1.15時(shí),滑坡狀態(tài)為穩(wěn)定。
通過對(duì)該滑坡進(jìn)行的穩(wěn)定性分析和計(jì)算,對(duì)滑區(qū)內(nèi)實(shí)際變形特征及破壞情況的綜合考慮,借鑒類似滑坡災(zāi)害特征,該滑坡體受自重作用后,處于穩(wěn)定~基本穩(wěn)定的狀態(tài),在暴雨工況下,處在欠穩(wěn)定~不穩(wěn)定的狀態(tài),以上穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果和實(shí)際的變形特征基本吻合。該滑坡在2014年由于大暴雨產(chǎn)生了大規(guī)模的滑動(dòng),使滑體中內(nèi)應(yīng)力被大量釋放,滑體暫時(shí)處在穩(wěn)定平衡的狀態(tài);之后因人類工程活動(dòng)頻繁,導(dǎo)致滑體自穩(wěn)性被嚴(yán)重破壞,使滑體變形與破壞明顯加劇,如果未能及時(shí)得到有效的工程治理,將加劇滑坡變形,產(chǎn)生更嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害。對(duì)此,遭遇連續(xù)強(qiáng)降雨時(shí),該滑坡將可能產(chǎn)生滑動(dòng),須采取有效工程治理措施。
(1)為避免滑坡地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生,保障滑坡下方居民生命財(cái)產(chǎn)安全,須做好滑坡地質(zhì)災(zāi)害體的穩(wěn)定性分析、計(jì)算和評(píng)價(jià)。(2)針對(duì)自重和自重+暴雨兩個(gè)工況,采用折線滑動(dòng)法對(duì)滑坡地質(zhì)災(zāi)害體進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算。(3)經(jīng)計(jì)算,該滑坡體在自重作用下處于穩(wěn)定~基本穩(wěn)定的狀態(tài),在暴雨工況下,該滑坡體處于欠穩(wěn)定~不穩(wěn)定的狀態(tài)。(4)為避免滑坡遭遇連續(xù)強(qiáng)降雨時(shí)產(chǎn)生滑動(dòng),須采取有效的工程治理措施,并制定預(yù)防措施。