七泉村滑坡地质灾害发育特征及其稳定性分析

2014-11-09段鹏飞

山西建筑 2014年7期

段鹏飞

(山西省煤炭地质资源环境调查院，山西太原 030006)

七泉村滑坡始于1984年9月，由于连续40 d强降雨，使得组成坡体的粉质粘土呈饱和、软塑～流塑状态，坡体在重力作用下，发生整体性的塑性变形，致使覆盖层与基岩接触面发生滑动，滑坡后壁出现约3 m的错台，在滑坡体上发育有多条与主滑方向近垂直的拉张裂缝，滑坡前缘出现多处鼓胀及裂缝，造成村民房屋毁坏约30间、损毁耕地约60余亩。进入2011年9月汛期以来，由于该区降雨集中，且强度较大，特别是后壁沿黄公路上的水通过涵洞进入到滑坡体，使滑坡活动加剧，致使滑坡前缘的9户村民房屋破坏，沿黄公路及耕地出现错落裂缝。

1 滑坡特征

1)滑坡体特征。滑坡体总体呈南北长，东西短分布，该区后缘裂缝带、沉陷带明显，前缘地面鼓胀，鼓胀高度约1.0 m，该区主滑方向长约100.0 m，宽约115.0 m，在前缘房屋向前推进约0.35 cm，主滑方向254°;在最北部牵引影响有一小型滑坡，其后缘有弧形裂缝(L1)，前缘仅有微小裂缝，长约74.0 m，宽约30.0 m。前缘处于村南沿黄公路上坡拐弯陡坎处，变形特征主要为地面开裂，泉水出露，并在前缘陡坎处有次生小型崩塌，崩塌体积约5 m3～8 m3，该区长约125.0 m，宽约100.0 m。滑坡体主要由第四系粉质粘土组成，褐黄、褐红色，湿～饱和，软可塑～软塑，局部含砾岩块及泥岩、煤矸石碎块。主要为坡积形成，在后缘较薄仅2 m～5 m，中部前缘相对较厚，约8.0 m～12.0 m。2)滑床特征。滑床主要由二叠系下统山西组泥岩、砂岩等组成，全～强风化，在饱和状态下，为较软岩，饱和单轴抗压强度为15 MPa～23 MPa，干燥状态下为较硬岩，产状275°∠7°。滑床面起伏不定，局部平缓。3)滑带面特征。该滑坡自1984年开始活动，一直表现为后缘开裂、沉陷，不同的前缘鼓胀，位移量很小，滑坡整体并未形成明显的滑动面，仅局部有滑动痕迹。依据变形特征，滑动面为上覆坡积的粉质粘土与基岩分界面，滑面呈不规则状，随界面变化呈起伏状。

2 滑坡稳定性计算

1)计算工况及安全系数的确定。工况:暴雨+地震状况，考虑勘察钻探时揭露的地下水位线均在滑坡滑面以下，滑体整体都采用饱和重度进行计算;安全系数取1.2，并考虑地震水平力的影响。

2)计算原理。计算参数选择依据JTG D30-2004公路路基设计规范，计算原理见图1。公式为:

当Ti＜0时，应取Ti=0。

其中，Ti，Ti－1分别为第 i和第 i－1 滑块剩余下滑力，kN/m;Fs为稳定系数;Wi为第 i滑块的自重力，kN/m;αi，αi－1分别为第 i和第i－1滑块对应滑面的倾角，(°);φi为第i滑块滑面内摩擦角，(°);ci为第i滑块滑面岩土粘聚力，kN/m;Li为第i滑块滑面长度，m;ψi为传递系数。

图1 滑坡稳定性计算原理

3)计算剖面的选取。选取了1—1'，2—2'这2个剖面作为七泉村滑坡稳定性分析的计算剖面(见图2，表1，图3，表2)。

图2 1—1′剖面计算简图

图3 2—2′剖面计算简图

表1 1—1'剖面滑坡推力计算表

表2 2—2'剖面滑坡推力计算表

4)计算参数的选取。

a.滑带岩土体c，φ的取值。七泉村滑坡体为残坡积土层，土质松散，给地表水下渗提供了有利条件，其下伏的全～强风化泥岩、砂岩、砾岩等组成隔水层，降雨季节地表水易沿松散的堆积层下渗，在岩土分界面形成软弱带，使滑带(面)抗剪强度降低，加之后缘与剪出口高差很大，岩土界面倾角6°～50°，坡体在自然状态下，处于稳定状态。受长期降雨的作用，土体势能将加大，在重力及叠加地震等不利因素作用下易造成土体失稳，沿岩土界面发生新的滑移。c，φ值的选取一般通过三种途径确定，一是通过滑带土的力学试验直接获得;二是通过滑坡体的稳定程度，反算求得c，φ值;三是通过经验值类比确定。本滑坡由于要素发育完整，周界明确，勘察界定成果合理，c，φ值可通过反算法确定。根据滑坡勘察期间的稳定状态，稳定系数按K=0.95取值，反算c，φ值。最终确定1—1'剖面的 c，φ 值分别为2.5 kPa，6°，2—2'剖面的 c，φ值分别为 6 kPa，7°。

b.岩体密度。滑体岩性以粉质粘土为主，结合试验结果，密度平均值取为21.2 kN/m3。

5)滑坡稳定性及剩余下滑力计算结果。按上述计算模型和计算工况对七泉村滑坡进行了计算，滑坡稳定性及剩余下滑力的计算结果见表3。

6)计算结果评价。

a.评价标准。据DZ/T 0218-2006滑坡防治工程勘察规范(见表4)，滑坡稳定性状态按稳定系数分四级。滑坡稳定状态应根据滑坡稳定系数按表4确定。