外河坝滑坡地质特征与稳定性分析

邓海泉，石金胡，杜逢彬

重庆市勘测院，重庆 400020

0 引言

2009年11月16日，某县城防洪护岸综合整治工程第四标段施工过程中，桩号K0+187～K0+276库岸段发生了滑坡。滑坡纵向长约120m，宽度40m～96m，平均厚度11.0m，面积0.77×104m2，体积约8.4×104m3。前缘伸至乌江河漫滩，后缘形成高约11m的陡坎，紧邻319国道外侧路边线，危及到319国道的行车安全。查明滑坡体的边界条件、物质成份等地质特征，对研究滑坡的稳定性及其变化有十分重要的工程意义，直接影响到防洪护岸综合整治工程的正常施工，也直接影响到附近人民群众的生命财产安全。本文在对滑坡体边界条件、物质组成、滑带土性状等地质特征及其周边地质环境研究的基础上，对滑坡体稳定性进行初步分析。

1 地质环境

外河坝滑坡所处区域属亚热带温湿气候区，具有夏季炎热多雨、秋冬多雾的特点。年平均降水量为1001.9mm，历年最大、最小降水量为分别为1363.0mm、681.7mm，两者比值为2.0。多年平均气温17.3℃。多年最高月平均气温27.5℃（8月），最低月平均气温6.7℃（1月）。

外河坝滑坡处于位于扬子准地台上扬子台褶带上，燕山运动奠定了区内的基本构造格架，以北北东向构造为主。地处郁山镇背斜北西翼，岩层呈单斜状产出，产状286∠40°，未见断层通过，地质构造较简单。

滑坡区出露基岩为志留系中上统罗惹坪组（S2lr）页岩。

2 滑坡区基本地质特征

2.1 形态特征

外河坝滑坡地处滑坡位于乌江右岸，某县城防洪护岸工程第四标段桩号K0+187～K0+276处，平面上呈宽宽圈椅状，前缘伸至乌江河漫滩，高程约203m，后缘高程245m，高差42m。滑体纵向长约120m，宽度40m～96m，平均厚度11.0m，面积0.77×104m2，体积约8.4×104m3。滑坡地表为耕地及居民点，靠319国道附近为居民点，现部分房屋（简易）已垮塌。319国道于高程245m靠滑坡后缘边界经过。

滑坡边界较为清晰，滑体后缘与319国道相接，后缘地貌较明显；滑体前缘伸至乌江河漫滩；319国道以上，为基岩（页岩）边坡，滑坡呈宽宽圈椅状。滑坡在地形上为斜坡，局部为陡坎及缓平台，平均地形坡角约21°。滑坡体上无冲沟发育。

2.2 滑体特征

1）物质组成

滑体主要由粉质粘土组成，少量为粉质粘土及碎石土，含量约5%，主要分布在滑坡后缘（靠319国道附近），块径一般2cm～5cm，最大15cm。褐黄色粉质粘土呈可塑状，灰-褐灰色粉质粘土呈软-可塑状。

2）结构特征

根据地表地质测绘和钻孔揭示粉质粘土及碎石土平面上主要分布在靠后缘及319国道外侧，在铅直方向由上至下分别为碎石土、褐黄色粉质粘土、灰～褐灰色粉质粘土，垂直分带性较为明显。

3）厚度特征

滑坡堆积物前缘厚度约6.00m～14.85m，后缘厚度约11.50，平均厚度11.00m。

2.3 滑床特征

1）滑床岩性

滑床为褐灰色粉质粘土，滑床下伏基岩为志留系中上统罗惹坪组（S2Lr）页岩，产状286°∠40°。

2）滑床形态

勘探揭示滑坡滑面主要沿灰～褐灰色粉质粘土中滑动。前缘滑面顺直，倾角近水平，后缘滑面近似于圆弧形，倾角20°～74°，变化较大。该滑坡滑床形态总体连接圆顺，无突变现象。

3）滑面连通性

滑动面附近土体相对较密实，面平直，偶见擦痕，滑面倾向207°，倾角0°～20°，滑面贯通性一般。

2.4 滑动挤压特征

滑坡滑动挤压迹象明显，这些挤压结构面在剖面间的连线可形成统一滑面（见图1）。

图1

2.5 水文地质特征

滑坡内地表水系不发育，无季节性排水沟。滑坡位于乌江右岸，靠近河床，水文地质条件简单，主要为松散堆积层孔隙潜水。滑坡地下水受滑体土岩性影响，土体透水性较差，地下水位埋深较浅，推测多为钻孔残留水，地表未发现泉水、明流等。

3 滑坡稳定性初步分析

3.1 计算公式的选用

滑坡稳定性计算的方法很多，根据滑坡滑动面的形态及滑坡的特征以及滑坡稳定性计算公式的适用条件，这里采用《地质灾害防治工程勘察规范》（DB50/143—2003）中公式（17）进行计算，基本计算公式如下：

式中：Fs为稳定系数；

ai为第i条块滑动面与水平面的夹角（°）；

Ri为作用于第i条块的抗滑力（kN/m）；

Ti为作用于第i条块滑动面上的下滑分力（kN/m）；

Di为第i条块的动水压力（kN/m）；

Qi为第i条块的地震力（kN/m）；

ψj为传递系数；第i条块的剩余下滑力传递至i+1条块时的传递系数（j=i）；

Wi为第i条块自重标准值与相应附加荷载之和（kN/m）；

φi为第i条块土的内摩擦角（°）；

Ci为第i条块土的粘聚力（kPa）；

Li为第i条块滑动面的长度（m）；

n为条块数。

依据《地质灾害防治工程勘察规范》规范12.1.8规定：本次计算，由于滑体土渗透系数试验最大值为0.73×10-7m/s，小于1.0×10-7m/s，故荷载主要考虑了滑坡的自重，不计动水压力。

计算公式中：

Di为动水压力，取零；Qi为地震系数，取零。

3.2 计算参数的确定

1）滑体重度（γ）

根据滑坡体的物质组成及其分布特征，经权重计算，滑体土综合天然重度为20.1kN/m3，饱和重度取20.69kN/m3。

2）滑带土的抗剪强度（C、Φ）

对滑坡体取代表性的滑带土样作了室内抗剪强度试验，并选取了代表性的滑带土作了现场大剪试验。以滑坡滑带土的现场大剪试验为基础，结合滑带土的室内试验成果特征及其滑带土特征，经综合分析，滑带土的天然抗剪强度Φ取12.5°、C取22.7kPa，饱和抗剪强度Φ取9.2°、C取15.8kPa。

3.3 滑坡稳定性计算与评价

选取代表性计算剖面剖面1、2、3，进行2种工况的计算，计算工况及计算成果见表1。

表1 稳定性系数Fos计算成果表

滑坡稳定性计算结果表明：天然状态下（工况Ⅰ），滑坡稳定性系数Fs=1.09～1.45，处于稳定状态；暴雨（工况Ⅱ）时，滑坡稳定性系数Fs=0.77～1.01，处于不稳定和欠稳定状态，勘察期间，下小雨时，滑坡1—1′剖面附近有二次滑移现象，与实际情况吻合。

综上所述，该滑坡在天然状态下处于稳定状态，暴雨时处于不稳定及欠稳定状态。

4 结论

滑体主要由粉质粘土组成，少量为粉质粘土及碎石土，含量约5%。勘探揭示滑坡滑面主要沿灰～褐灰色粉质粘土中滑动。前缘滑面顺直，倾角近水平，后缘滑面近似于圆弧形，倾角20°～74°，变化较大。该滑坡滑床形态总体连接圆顺，无突变现象。

滑坡在天然状态下处于稳定状态，暴雨时处于不稳定及欠稳定状态。

[1]水电水利工程边坡工程地质勘察技术规程.中国电力出版社，2006，9.

[2]地质灾害防治工程勘察规范（DB50/143-2003），2003.