色尔滑坡的稳定性分析与评价

史光明，苗 朝，徐久燕

（成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室，成都610059）

1 工程概况

蒲溪乡位于阿坝藏族羌族自治州理县东部，滑坡区位于蒲溪乡西北处的色尔村，高程2 320m～2 460m。色尔滑坡平面形态呈不规则 “圈椅状”，坡面多呈阶梯状（图1）。地形坡度角一般为25°～40°。滑坡前缘约宽200m，高约8m，受公路开挖影响，为坡角65°的陡坡；色尔滑坡主滑方向55°，滑坡轴长230m；平均宽约110m，为推移式土层滑坡，滑体物质主要为呈松散状的块碎石土组成，滑坡体的平均厚度为15m，滑体面积约2.5×104m2，体积30.8×104m3，属中型土质滑坡。

2 滑坡地质环境条件

2.1 地形地貌

勘查区位于四川省西北部侵蚀高山区，为一河谷强烈下切所形成的“V”型谷，属于侵蚀深切河谷地貌。勘察区为斜坡地貌，坡度一般为20°～30°。滑坡区内顺滑动方向整体呈上缓下陡的形态，为中倾逆向坡。斜坡体上为村民房屋和耕地，植被覆盖率较低，多为人工开垦的耕植梯田，植被多为小型果木。

2.2 气象与水文

勘查区蒲溪乡色尔村，多年平均降雨量为550mm左右。在时间上，冬春季节降水量严重偏少，常发生冬干连春旱，而夏秋季降水偏多，各月分配不均，降水量集中在5月—9月，占全年降水量的70%，而10月—次年4月只占全年降水量的30%。

勘察区内无大的水系发育，勘查区上覆第四系松散堆积层为中透水层，下伏千枚岩强风化带均为弱透水层，中风化层为微透水层。勘查区地下水丰富，多处可见地下水渗透。按照地下水的赋存介质类型、划分为孔隙水和基岩裂隙水2类。

2.3 地质构造

理县境内经历多次构造运动，形成了扭动构造体系的热务沟旋卷构造。同时伴以岩浆活动与变质作用，使之更加复杂化。主要有薛城S型构造和马尔康北西向构造，且以褶皱占主导地位，多为倒转复背斜，倒转复向斜，断裂以压性、压扭性为主。勘查区区域地震动峰值加速度为0.15g，地震动反应谱特征周期为0.4s，地震基本烈度为Ⅶ度。

2.4 滑坡地层岩性

根据区调资料和现场调查，滑坡勘查区主要出露的基岩地层主要为泥盆系危关群（Dwg1）；第四系地层主要有：人工杂填土（）、滑坡堆积物（）、崩坡积物（）、残坡积物（）等类型。滑体主要是由第四系坡残积物含粉质黏土碎石组成。滑床由强弱风化千枚岩组成。

3 滑坡变形机制与影响因素分析

3.1 滑坡变形机制分析

勘查区滑坡体的变形机制为蠕滑—滑移拉裂型，为推移式土层滑坡。滑坡体的形成是由滑坡堆积层和人工耕植土组成土质斜坡，在斜坡演化过程的重力和地下水作用下，向坡前临空方向发生剪切蠕变，并伴随层间和后缘拉裂缝的形成。随着滑移变形的发展，前缘剪出口附近的土体发生隆起剪切变形，房屋发生倾倒开裂，地表下错裂隙发育，在地震和暴雨的诱发下有发生失稳的可能。

3.2 滑坡变形的影响因素分析

3.2.1 滑坡变形的内在因素分析

（1）地形因素：在新构造运动和河流侵蚀作用下，作为软质岩的千枚岩，工程性较差，易形成陡坡地貌。斜坡形体和前缘坡角的开挖，坡体内部原有的应力状态随着过程的进行而发生变化，将会在坡体内出现一系列与坡面平行的裂隙，向斜坡的临空面方向张开，为形成不利结构面，奠定了基础。

（2）物质因素：勘查区滑体为碎石粉质黏土，坡体物质透水性较好；黏土岩变质形成的千枚岩为软质岩，属于亲水岩，抗风化能力弱，也极易被水软化，大部分下渗后在体内长期润湿渗流，逐渐在裂隙中形成了软弱带，这就为滑坡的变形失稳创造了有利条件。

（3）构造因素：滑坡区本身处于茂汶断裂带影响带，在新构造运动作用下，滑坡土体更加松散，有利于地表水下渗向深部运移，同时使其周围岩体较为破碎，斜坡岩体内有大量的结构面产生。

3.2.2 滑坡变形的外在因素分析

（1）地下水影响：工作区地处山区，受大气降雨后，在地表水渗透浸蚀作用下，既增大了土体重度，又降低了土体的抗剪强度指标。大量的地表水下渗，由于斜坡岩体主要的岩性为千枚岩，含有亲水矿物，地下水反过来软化土层，给潜在滑坡提供“润滑剂”。在长期重力和风化作用下，随着变形的发展，软弱面逐步向深部扩展，出现了与外界贯通的面，坡体结构随着变形发展而松动。可见水文因素是斜坡变形失稳的“润滑剂”。

（2）地震影响：汶川5.12特大地震以后，滑坡体后缘局部出现张拉裂缝，滑坡体内部出现地裂缝发育，受大地震的影响，滑体内的物质结构已经遭到破坏，有利于地表水下渗，向深部运移，也增大了斜坡土体下滑力、增加了滑坡体向下运动的趋势，滑坡体有可能失稳。

4 滑坡体稳定性评价与预测

4.1 滑坡稳定性影响因素

4.1.1 水对滑坡的影响

（1）降雨的影响：色尔村滑坡滑体主要为含碎石粉质黏土，坡体物质透水性较好，降雨多在重力作用下入渗至坡体内，增加了坡体自重，软化土体，影响坡体稳定性。目前在滑坡体上有多条拉张裂缝分布，降雨可直接沿裂缝进入滑体或至滑坡土岩接触带（滑面），由于松散层和基岩渗透性的差异性，可能对滑体产生浮托力，对坡体整体稳定性产生影响。

（2）地下水对滑坡的影响：滑坡区地下水类型主要有分布于斜坡体上的松散层孔隙潜水，主要接受大气降水补给，水量小，降雨入渗转化为地下水沿斜坡方向向下径流。滑坡区地处河谷区，斜坡坡度较大，坡体结构较松散，利于地下水的排泄，因此，当暴雨或持续降雨期来临，雨水通过入渗转化为地下水入渗至滑床，并在坡体上形成统一地下水位时，对整个滑体的稳定性将产生较大影响。

（3）地表水对滑坡的影响：场地地表水为滑坡右侧和后缘冲沟地表径流为主，主要为大气降水、冰雪融水的补给，以蒸发、地表径流、下渗等方式排泄。经过走访村民调查发现，受5.12”汶川地震的影响，滑坡后缘冲沟径流走向，同时产生大量地表裂隙，使地表径流水大量渗入滑坡体，尤其是沿地面裂缝渗入坡体，增加滑体自重，降低滑带土抗剪强度，致使下滑力增大，抗滑力减小，加速滑坡变形破坏，促使滑坡产生变形，是滑坡发生变形的主要影响因素。

4.1.2 地质环境条件对滑坡的影响

（1）地形地貌：色尔村滑坡区属斜坡地貌，斜坡平均坡度20°～30°，且前缘由于村道开挖较陡，具备较好的临空面。

（2）地层：色尔村滑坡滑体为松散堆积物，含有较多的千枚岩风化角砾石，结构较松散，透水性强，有利地下水的入渗，增加坡体自重，软化土体，促使变形；暴雨期或持续降雨期，降雨下渗至松散土类与基岩接触面时，由于透水性的差异，在基岩面产生浮托力，易发生失稳。

4.1.3 地震对滑坡的影响

2008年5月12日，地处龙门山断裂带上的汶川县映秀镇发生了里氏8.0级地震，地震使勘察区内建筑物破坏严重，建筑物墙体上形成“X”形裂缝成为危房；震动使滑体下滑分力增强，导致土体变形，产生大量地表裂隙，使地表径流水大量渗入滑坡体，促使其周围岩体进一步破碎，更有利于地表水下渗，并且该处的岩性为千枚岩，极易受地下水浸泡软化，在斜坡上松散的堆积层与下伏基岩接触带上，形成软弱面，在各种不利条件的组合下即可能发生滑坡灾害。

4.2 稳定性计算

为了定量地评价色尔滑坡的稳定状况，相应地选取Ⅰ－Ⅰ剖面进行稳定性分析和下滑推力计算；

通过对勘察资料的整理及分析，确定Ⅰ－Ⅰ剖面为边坡稳定性分析模型。如图2所示。

图2 Ⅰ－Ⅰ剖面计算模型

选取以下3种工况进行计算：

（1）工况Ⅰ：天然＋地表荷载；

（2）工况Ⅱ：天然＋地表荷载＋暴雨；

（3）工况Ⅲ：天然＋地表荷载＋地震。

采用综合野外与室内分析的潜在滑面来计算，滑面呈折线形，故采用折线型滑动面计算公式，剩余下滑力按传递系数法计算。

根据GB 50021—2001《岩土工程勘察规范》计算公式如下：

式中：Fs—— 稳定系数；

θi—— 第i块滑动面与水平面的夹角（°），与滑动方向相反时为负值；

Ri—— 作用于第i块滑块的抗滑力（kN／m）；

Ni—— 第i条块段滑动面的法向分力（kN／m）；

Ti——作用于第i块段滑动面上的滑动分力（kN／m），出现与滑动方向相反的滑动分力时，Ti取负值；

φi—— 第i块段土的内摩擦角（°）；

ci—— 第i块段土的黏聚力（kPa）；

li—— 第i块段滑动面长度（m）；

ψj——第i条块的剩余下滑力传递至第i＋1条块时的传递系数（j＝i）。

因滑坡体处未布设钻探勘探工作，因此对其潜在滑带物质的抗剪强度参数取值应用类比法及反演分析法进行取值。根据《土工试验报告》和《岩石试验报告》，结合经验类比法及潜在不稳定滑坡体的变形现状，综合确定潜在滑面的计算参数如表1。

表1 色尔滑坡潜在滑动带抗剪强度参数取值表

采用传递系数法对潜在滑坡稳定性进行定量 分析，其计算结果如表2。

表2 稳定性系数计算结果

表3 下滑推力计算结果

4.3 稳定性评价

根据DZ／T 0218—2006《滑坡防治工程勘查规范》滑坡稳定状态划分标准，对滑坡体的稳定性状况作出如下评价：

在宏观定性评价和计算定量分析下，色尔滑坡在天然自重和地表房屋建筑荷载下是基本稳定的，不会产生滑坡失稳的情况；滑坡土体由于地下水的作用呈半饱和—饱和状态，产生变形迹象，与工况Ⅱ暴雨条件定量计算欠稳定状态相符合，可见色尔滑坡在持续暴雨渗入形成地下水的条件下，将有发生失稳的可能；在地震的情况下，滑坡体处于不稳定状态，滑坡会产生剧烈变形，发生滑移失稳。

4.4 滑坡变形发展趋势

滑坡体物质成分主要为块碎石土，渗透性较大，在降雨、地表水集中入渗、地震及人类工程活动等作用下，沿软弱面易产生变形失稳。

滑坡区地形坡度变化较大，前缘已造成局部的剪切变形，中后部已经形成多条拉张裂缝，滑坡周界形成雁行剪切裂缝，变形迹象明显。滑坡目前在后缘和右侧地表冲沟径流渗入下，滑坡土体处于欠稳定状态，在暴雨、地震等不利因素的作用下，滑坡将会产生更大的剧烈变形，继而失稳，变形失稳主要表现为：

（1）滑坡前缘临空面好，在河流冲刷、暴雨及地震等不利因素作用下，滑坡前缘可能发生坍塌。

（2）滑坡体裂缝下错，张开更加明显。滑坡体上房屋倾倒变形加剧，可能出现倒塌现象。

（3）坡体内，由于地震时形成大量的拉张裂缝，这就为水的入渗提供了良好的通道，从而在雨水入渗及暴雨等不利因素下，使坡体内的抗剪强度降低，发生滑移失稳。

5 治理方案选择

根据色尔滑坡体的变形特点和坡体结构，建议采用以下2种方案进行防治：

方案一：专项预警监测＋地表截排水＋裂缝封闭；

方案二：终止治理，建议搬迁。

色尔村位于高陡的高山区，海拔2 300m左右，村内只有一条通往乡里的山间公路，由于边坡开挖和地形高陡，经常出现路基塌陷和局部崩塌，交通十分不便，经济落后。在5.12地震后，滑坡体出现变形，居民房屋开裂，倾倒现象严重，部分已成为危房，不适合居住。而且滑坡体上居民建筑密集，使得抗滑桩、锚索和抗滑桩等常规治理措施难以开展，经济上也不合理；结合技术、施工、经济等方面的综合分析比较，最终确定方案二：终止治理，建议搬迁的方案为推荐方案。

6 结语

色尔村滑坡区位于蒲溪乡色尔村。勘查区内山势高耸、谷坡陡峻、地形狭窄，其地形地貌、地层岩性、气象水文等因素有利于地质灾害的孕育和发育，为四川省地质灾害高易发区。色尔村滑坡的威胁对象有：受滑坡威胁的居民有65户，328人，65栋房屋，土地153 333.33m2，潜在经济损失约300余万元。因此，对该滑坡进行勘查和治理十分必要，这也成为保卫灾害危险区内民众安全的重要组成部分。主要影响滑坡稳定的因素有地形地貌、地层岩性、水的作用、地震、人类工程活动等。滑坡自身的结构特征和水的作用是导致发生失稳的内因，而地震、人类活动等是促使滑坡发生变形失稳的外因。滑坡稳定性采用折现法定性及推力计算，在天然工况条件下滑坡处于稳定状态；在暴雨饱和工况条件下处于基本稳定状态；在天然＋地震工况条件下处于欠稳定—不稳定状态，但局部仍由较大的下滑力，影响滑体的整体稳定性。秉着“以人为本”与“经济合理”相结合的方针，根据色尔滑坡体的变形特点和坡体结构，针对排水措施建议采用：终止治理，建议搬迁。

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[2]DZ／T0219—2006，滑坡治理工程设计与施工技术规范[S].

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