陳偉楠，張?zhí)炝x

(1.新疆地礦局第一水文工程地質(zhì)大隊(duì)，新疆 烏魯木齊 830091；2.中國地質(zhì)工程集團(tuán)有限公司，新疆 烏魯木齊 830018)

0 引言

研究區(qū)位于烏魯木齊市大灣南路西四巷的烏魯木齊市25幼兒園，距G312國道交匯處不足2 km，研究區(qū)與外界交通較為便利，行政區(qū)劃隸屬于烏魯木齊市天山區(qū)管轄。由于研究區(qū)不穩(wěn)定斜坡目前處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，在大氣降水、冰雪融水以及地震等因素影響下穩(wěn)定性變差，主要對(duì)不穩(wěn)定斜坡下部娛樂區(qū)、教學(xué)樓及師生的安全構(gòu)成威脅。因此，本文在對(duì)研究區(qū)烏魯木齊市25幼兒園滑坡孕災(zāi)地質(zhì)環(huán)境分析的基礎(chǔ)上，并參考相關(guān)研究成果[1-5]，對(duì)研究區(qū)滑坡的發(fā)育特征和影響因素進(jìn)行分析，并通過定性和定量相結(jié)合的方法對(duì)該滑坡的穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)。通過對(duì)烏魯木齊市25幼兒園滑坡地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征及穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，可以為研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治工程的實(shí)施提供依據(jù)。

1 研究區(qū)地質(zhì)環(huán)境分析

1.1 地形地貌

研究區(qū)地形地貌上歸屬博格達(dá)山脈北麓侵蝕構(gòu)造地貌，位于淺切割的丘陵河谷地帶，總體地勢(shì)東南高西北低。坡頂海拔約890 m，坡腳海拔約880 m，相對(duì)高差約10 m，地形坡度一般為20°～30°。坡頂西側(cè)緊臨湖源路，道路距離坡頂較近對(duì)來往車輛和行人有一定影響。高樓建筑物距離坡面較遠(yuǎn)，對(duì)不穩(wěn)定斜坡影響較小。坡面上零星生長有一些灌木植被。

1.2 地層巖性

研究區(qū)地層巖性為人工雜填土，深部為第四系坡積-洪積物及三疊系(T)砂巖。

1.2.1 人工雜填土(Q4ml)

該層在研究區(qū)內(nèi)斜坡坡體上部均有分布，巖性成份混雜，主要由建筑垃圾、角礫、砂和粉土組成。其中建筑垃圾約占20%～40%，為塊狀混凝土和陶磚。人工雜填土地表密實(shí)度較低，隨著深度增加，土體由逐漸稍濕，稍密。根據(jù)物探、鉆孔及探井綜合剖面,人工雜填土層在整個(gè)坡體連續(xù)分布，厚度無大的差別，厚度1.1～1.6 m之間。

1.2.2 全新統(tǒng)坡積-洪積層(Q4dl)礫石土

地表無出露，根據(jù)探井、鉆孔揭露及物探資料,廣泛分布于研究區(qū)內(nèi)的斜坡上，人工雜填土層之下，巖性主要由角礫石、砂和粉土組成，黃褐色，稍濕，稍密-中密，角礫呈棱角狀，一般粒徑10～30 mm，最大粒徑約10 cm，骨架顆粒約占70%～80%，母巖為砂巖為主，余為砂、粉土充填。整個(gè)坡體連續(xù)分布，厚度不均勻，呈坡肩部位較厚、坡腳處薄，斜坡北部厚、南部薄的特征，一般厚度1.2～4.8 m，該層最大厚度位于斜坡中部和坡肩處，與基底起伏相關(guān)。

1.2.3 三疊系(T1+2)砂巖

地表無出露，據(jù)鉆孔、探井揭露，巖性主要為灰綠色砂巖，上部巖石較破碎，裂隙發(fā)育，為張性裂隙，裂隙中基本無充填或少量充填粉土。根據(jù)物探面波、鉆探、探井資料綜合成果,三疊系上覆地層為第四系地層，覆蓋層厚度2.2～4.8 m。三疊系砂巖上部的剪切波速200～700 m/s，波速與巖石的風(fēng)化程度相關(guān)，基本未風(fēng)化的砂巖，其剪切波速大于700 m/s。

1.3 地質(zhì)構(gòu)造及新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)

研究區(qū)區(qū)域上新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)相當(dāng)強(qiáng)烈，主要表現(xiàn)在老構(gòu)造奠定了新構(gòu)造的基礎(chǔ)，新構(gòu)造繼承了老構(gòu)造的主要特征，早期強(qiáng)度大，晚期相對(duì)較弱。進(jìn)入第四紀(jì)以來，區(qū)域山地不斷上升，谷地平原區(qū)不斷下降，致使河谷平原區(qū)沉積了巨厚的松散沉積物。同時(shí)升降運(yùn)動(dòng)的差異性導(dǎo)致山區(qū)古夷平面呈階梯狀，山前河谷呈現(xiàn)不對(duì)稱性。

2 研究區(qū)滑坡發(fā)育特征及形成條件分析

2.1 研究區(qū)滑坡發(fā)育特征

2.1.1 不穩(wěn)定斜坡空間形態(tài)及規(guī)模

研究區(qū)不穩(wěn)定斜坡平面形態(tài)完整，邊界輪廓清晰，坡頂與湖源路綠化帶鐵圍欄相接，坡腳與幼兒園鐵圍欄相連，南部至公安局特警八支隊(duì)圍墻，北部至新疆大學(xué)圍欄和一片灌木林帶，現(xiàn)狀坡面形態(tài)為一坡到底，整體呈南北走向，南北長約85m，東西寬25～40 m，面積2 475.5 m2，坡面高程880.0～890.0 m，相對(duì)高度10 m，一般坡度20°～25°，最大可達(dá)35°。斜坡上部存在較多人工堆積雜填土，坡面零星生長有一些灌木類低矮樹木。在地震、暴雨等條件下容易形成滑坡地質(zhì)災(zāi)害。

2.1.2 不穩(wěn)定斜坡物質(zhì)組成

該不穩(wěn)定斜坡物質(zhì)組成從表層及深部劃分為三層，雜填土、礫石土、砂巖，基巖層為砂巖。上部雜填土、礫石土在整個(gè)斜坡均有分布，厚度差別不大。表層為雜填土，厚度1.1～1.6 m，結(jié)構(gòu)松散，該層坡體縱橫向基本無差別，均勻分布，約大多數(shù)約在1.2～1.4 m之間；雜填土下部為角礫土，厚度1.2～4.8 m，結(jié)構(gòu)稍密-中密，稍濕，粒徑不均。斜坡上土體厚度2.2～4.8 m不等，北部較薄，南部較厚，坡頂較坡角厚。初步判定，若形成滑坡，滑動(dòng)面為松散堆集土層與基巖接觸面，滑坡類型為堆積層(土質(zhì))-淺層滑坡，滑動(dòng)方向89°，滑坡體方量約4 952 m3。

2.2 研究區(qū)滑坡影響因素

研究區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害類型主要為修建學(xué)校和公路后形成的一處土質(zhì)不穩(wěn)定斜坡，坡體走向?yàn)?5°,坡長約85 m，坡度為20°～35°，地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育主要受地層巖性、大氣降水、人類工程活動(dòng)因素影響。

2.2.1 主導(dǎo)因素

1)地形地貌條件

研究區(qū)內(nèi)潛在滑坡體所處的山坡坡度均較陡，斜坡坡度一般在20°～30°，最大可達(dá)35°。越陡的地形越不利于斜坡的穩(wěn)定性，因此，地形地貌條件為地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育提供了有利條件。

2)巖土類型及性質(zhì)

研究區(qū)內(nèi)不穩(wěn)定斜坡上分布第四系地層主要為雜填土層、礫石土層，雜填土與下伏礫石土無明顯界線，雜填土、礫石土層其結(jié)構(gòu)松散、抵抗斜坡變形破壞的能力低，向下逐漸密實(shí)，含水量也漸增，該土層厚度探井揭露2.2～4.8 m，在坡陡的地帶很容易失穩(wěn)發(fā)生滑坡，且雜填土層中的碎石塊、建筑垃圾較多，極易沿坡面滾落威脅坡腳人員。

2.2.2 誘發(fā)因素

1)降水

研究區(qū)降水量較大，多年平均降水量可達(dá)300～400 mm，降水量主要集中在4-7月，降水入滲使坡體土層含水增加，不僅增大了斜坡土體的重度及滲透壓力，而且還能促使滑移面形成即軟化滑動(dòng)面，在多次重復(fù)剪切下使土體抗剪強(qiáng)度降低，當(dāng)下滑力大于抗滑力時(shí)容易引發(fā)滑坡的發(fā)生。另外，由于坡面物質(zhì)結(jié)構(gòu)較松散，使降水較易下滲，導(dǎo)致斜坡土體飽和度增大，坡體重量增加，地下水滲透壓力也會(huì)使坡體受力條件發(fā)生改變，并引發(fā)滑坡的發(fā)生。

2)地震

地震作用使斜坡土體結(jié)構(gòu)松動(dòng)，坡肩易出現(xiàn)裂縫，為降水入滲創(chuàng)造條件，促使斜坡失穩(wěn)破壞，地震作用使接近臨界穩(wěn)定狀態(tài)的斜坡瞬間失穩(wěn)發(fā)生滑動(dòng)。研究區(qū)地處地震多發(fā)區(qū)，地震動(dòng)峰值加速度為0.20 g，對(duì)應(yīng)的地震基本烈度為Ⅷ度，地震的發(fā)生可增大滑坡發(fā)生的可能。

2.2.3 人類工程活動(dòng)

斜坡坡頂距湖源路非常近，過往車輛繁多，為地質(zhì)災(zāi)害的激發(fā)提供了條件。

3 研究區(qū)滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

3.1 定性評(píng)價(jià)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查并結(jié)合搜集資料反映，不穩(wěn)定斜坡體相對(duì)高度10～13 m，滑坡體滑移帶坡度約20°～30°，滑坡體厚度約2.0 m左右，前緣臨空，滑動(dòng)面土體松散，孔隙度大，在降雨滲入影響下，可形成軟弱滑動(dòng)面，因此，根據(jù)國土資源部《縣(市)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與區(qū)劃基本要求實(shí)施細(xì)則》(修訂稿)滑坡穩(wěn)定性野外判別定性分析方法，綜合判定該滑坡體穩(wěn)定性較差。

3.2 定量評(píng)價(jià)

3.2.1 計(jì)算滑坡模型和方法

本次滑坡的穩(wěn)定性結(jié)果采用滑坡主勘探線剖面進(jìn)行計(jì)算而知。因滑坡處于弱變形階段，利用理正邊坡穩(wěn)定分析軟件，采用瑞典條分法指定滑動(dòng)帶計(jì)算穩(wěn)定性系數(shù)，程序自動(dòng)尋找第一破裂段圓心，滑坡穩(wěn)定性計(jì)算滑動(dòng)面位于碎石土層內(nèi)部，滑動(dòng)面為圓弧形。

3.2.2 計(jì)算參數(shù)的選取

滑坡力學(xué)性質(zhì)決定了滑坡推力的分布形式，參數(shù)選取直接決定了滑坡穩(wěn)定性計(jì)算評(píng)價(jià)的精度，計(jì)算參數(shù)的選取應(yīng)在符合滑坡現(xiàn)狀發(fā)育特點(diǎn)的同時(shí)，應(yīng)能真實(shí)地反映出滑坡物理力學(xué)指標(biāo)。對(duì)土體采取樣進(jìn)行測(cè)試，并對(duì)土工試驗(yàn)成果數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析，統(tǒng)計(jì)分析表見表1。

表1 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算參數(shù)統(tǒng)計(jì)分析表

3.2.3 計(jì)算工況

根據(jù)《滑坡防治工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》(DZ/T0219-2006)計(jì)算現(xiàn)狀滑坡在各工況下穩(wěn)定性。

工況Ⅰ：自重+地下水工況，僅考慮滑體自重，地下水位以下土體、按飽和狀態(tài)考慮。巖土體參數(shù)地下水位以上巖土體取天然狀態(tài)時(shí)的參數(shù)，地下水位以下巖土體取飽和狀態(tài)時(shí)的參數(shù)。

工況Ⅱ：自重+暴雨工況，考慮坡體處于全飽水狀態(tài)。巖土體參數(shù)全部取飽和狀態(tài)時(shí)的參數(shù)。

工況Ⅲ：自重+地震工況，考慮滑坡受地震外荷載影響，地震設(shè)防烈度為Ⅷ度。其他巖土體參數(shù)的選取原則與工況I完全相同。

3.2.4 穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果

按照上述工況、計(jì)算模型、參數(shù)及方法采用理正巖土(6.5版)軟件進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，對(duì)滑坡進(jìn)行穩(wěn)定性分析評(píng)價(jià)，將穩(wěn)定性劃分為四級(jí)：穩(wěn)定系數(shù)Fs≥1.15為穩(wěn)定，1.15>Fs≥1.05基本穩(wěn)定，1.05>Fs≥1.0為欠穩(wěn)定，F(xiàn)s<1.0為不穩(wěn)定，計(jì)算結(jié)果匯總于表2。

表2 現(xiàn)狀滑坡穩(wěn)定性計(jì)算成果表

綜合上述，研究區(qū)斜坡一般情況下基本穩(wěn)定，只有在暴雨、地震等條件下才可能發(fā)生災(zāi)害，通過計(jì)算機(jī)模擬預(yù)測(cè)，斜坡為雜填層及礫石土體混合滑動(dòng)破壞，滑坡體厚度為2.0 m左右，主滑方向約89°，體積約4 952 m3，規(guī)模為小型。

3.3 綜合評(píng)價(jià)

通過對(duì)研究區(qū)滑坡災(zāi)害穩(wěn)定性定性和定量評(píng)價(jià)可以看出：該滑坡體在工況I(自重)和工況Ⅲ(自重+地震)狀態(tài)下，其穩(wěn)定性系數(shù)均大于1.15，為穩(wěn)定狀態(tài)，而在工況II(自重+暴雨)狀態(tài)下，其穩(wěn)定性系數(shù)均小于1.0，為不穩(wěn)定狀態(tài)。

4 結(jié)語

(1)研究區(qū)不穩(wěn)定斜坡平面形態(tài)完整，邊界輪廓清晰，整體呈南北走向，南北長約85 m，東西寬25～40 m，面積2 475.5 m2，坡面高程880.0～890.0 m，相對(duì)高度10 m，一般坡度20°～25°，最大可達(dá)35°，滑坡類型為堆積層(土質(zhì))-淺層小型滑坡，滑動(dòng)方向89°，滑坡體方量約4 952 m3。

(2)該不穩(wěn)定斜坡物質(zhì)組成從表層及深部劃分為三層，雜填土、礫石土、砂巖，基巖層為砂巖。其中表層為雜填土，結(jié)構(gòu)松散，上部雜填土、礫石土在整個(gè)斜坡均有分布，厚度差別不大，雜填土下部為角礫土，結(jié)構(gòu)稍密-中密，稍濕，粒徑不均，滑動(dòng)面為松散堆集土層與基巖接觸面。

(3)對(duì)研究區(qū)滑坡穩(wěn)定性進(jìn)行了定性和定量評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)結(jié)果表明：烏魯木齊市25幼兒園滑坡根據(jù)野外判定法綜合判定穩(wěn)定性為較差；根據(jù)定量評(píng)價(jià)方法，該滑坡在自重和自重+地震狀態(tài)下，為穩(wěn)定狀態(tài)，而在自重+暴雨?duì)顟B(tài)下，為不穩(wěn)定狀態(tài)。