雅安天功寺滑坡特征及形成机制分析

2015-03-01韩俊王君田杰林兴元

地质灾害与环境保护 2015年1期

韩俊，王君，田杰，林兴元

（核工业西南勘察设计研究院有限公司，成都 610061）

近年来，随着人类工程活动规模的扩大，地震及降雨等因素的影响，滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害发生的频率越来越高，给国家和人民的生命财产造成了极大损失。据统计，仅20世纪，地震地质灾害已经造成了数以万计的人员伤亡和几十亿美元的损失，强烈地震时，地震诱发的滑坡崩塌灾害，特别是在山岳地区，其危害比地震直接造成的还要大［1，2]。而据初步统计，全国至少有400多个市、县、区、镇，10 000多个村庄受到滑坡灾害的严重侵害，自1995年以来，滑坡造成的年均死亡人数已连续多年超过1 000人［3]。迄今为止，对滑坡的分析、模拟、防治以及滑坡的风险预测等方面已有了较为系统的研究［4－7]，但对于雅安砾石层的研究多涉及其物质成分和工程性质等方面［8，9]，而对发生于该地层内滑坡的分析与防治却少见提及。按照传统观念，雅安砾石层中卵石含量较高，土体胶结较好，其抗剪强度大，没有特殊原因，在该类土体中很难发生滑坡。因此，对该滑坡的分析为将来深入开展该地层内滑坡的研究奠定了一定基础。本文基于发生于雅安砾石层内的滑坡实例，先简述了滑坡灾害的基本特征，对其形成演化机制进行了分析，并对其防治措施进行了探讨，为以后此类滑坡灾害的防治提供一定的借鉴意义。

1 滑坡特征

1.1 形态特征

天功寺滑坡位于雅安市名山区万古乡。该滑坡在平面上呈簸箕形，主滑方向为71°，前缘高程集中在809.0～814.0 m，后缘高程集中在850.0～852.0 m，总体高差约40 m，纵向长度约140 m，前缘宽约140 m，后缘宽约26 m，滑坡面积约0.8×104m2，滑体厚度3.0～5.0 m，体积约3.5×104m3（图1）。滑坡纵向上呈陡缓转折，整体坡度约为20°，中前部相对较陡坡度约为24°，中后部相对较缓坡度约为12°，坡体前缘及局部区域发育有高约1.0～2.0 m的阶坎（图2）。

图1 滑坡平面图

图2 滑坡剖面图

1.2 滑体特征

滑体由粉质粘土夹卵石及少量耕植土组成，淡黄－灰白色，土体杂揉，分布于坡体中前部和中后部滑体含水量较高，呈可塑状；分布于坡体中部滑体为灰黄－褐黄色粉质粘土夹卵石组成，可塑－硬塑，卵石含量约15%～25%，粒径5～10 cm，可见最大粒径40 cm，该层平均厚约3.0～5.0 m（图3，图4）。

1.3 滑带特征

根据现场勘查，在探井、探槽中揭露出滑带土，由粘土组成，灰白色，软塑状，土体细腻，粘性含量较高，该层厚30～50 cm，局部厚100 cm，偶夹卵石，在整体滑坡区该层呈层状连续分布（图5、图6）；部分处于滑坡舌位置的钻孔揭露出滑带土覆盖于原耕植土之上，推测为滑坡滑动剪出后，前缘滑体覆盖于原地面以上（图2），故出现此种状况，滑带土与原地面耕植土接触面处，二者物质夹杂，呈浅黄－灰白色杂揉，软塑－可塑。

图3 探井揭露的滑体

图4 坡体后缘雅安砾石层

图5 探井揭露滑带土

图6 坡体物质示意图

经勘查表明，滑带土土石特征属于雅安砾石层中充填的粘土，根据室内试验及相关的研究［8，9]，其镜下特征表现为由伊利石及石英混杂组成，前者呈鳞片状、后者呈粒状，直径0.025～0.004 mm，其矿物成分主要由蒙脱石、伊利石（78%），石英（10%），氢氧化铁（2%），有机质（10%）组成。而蒙脱石、伊利石均为三层晶格构造，特别蒙脱石是具有很大活动性的三层晶格构造，具有很强的亲水性和可塑性，吸水时强烈膨胀。该类土体中蒙脱石、伊利石含量很高，使其呈现出不良的工程性质，过大的粘着性和可塑性，强烈的干缩与湿胀，水稳定性很差。

1.4 滑床特征

由卵石组成，稍密－中密，稍湿，卵石含量50%～60%，多为强－中风化，母岩成分为板岩、片岩、花岗岩等，磨圆度较好，分选性较差，粒径3～10 cm，最大粒径15 cm，卵石中充填褐黄色粉质粘土，可塑－硬塑。

1.5 水文特征

据名山区近20 a年降雨量资料，多年平均降雨量为1 431.0 mm，年降雨量最大值为1 846.4 mm，最小值为1 108.6 mm。根据名山区气象局资料统计，降雨一般都集中6～9月，且雨强一般达到暴雨，降雨量最大的月份为8月。

勘查区内地表水主要为滑坡区前缘泉点，现场勘查期间共发现2处，经滑坡监测人员介绍，泉点常年渗水，雨季时水流量增大。通过现场勘查，坡体表面无冲沟发育，后缘紧邻平缓斜坡，坡面水主要为大气降水补给，以坡面散流方式向地势低洼处汇集，最终向坡脚处排泄，部分地表水通过下渗方式排泄。

1.6 变形特征

经现场勘查和滑坡附近居民介绍，滑坡区原为村民耕地，原始地貌是缓坡，坡面较顺直。坡体于2004年开始出现裂缝，2007年滑坡前部产生滑动破坏，之后滑坡变形逐渐加剧，2011年7月发生整体滑移，后缘形成约1.0 m高陡坎，滑坡从坡体前缘剪出，覆盖于斜坡前部原耕地上。发生滑坡后，原始地貌被严重破坏，形成了目前的陡缓转折的斜坡地貌，2013年受“4.20”芦山地震影响，7月9日暴雨后滑坡后缘陡坎加剧发展，坎高发展为约1.5 m。

图7 后缘滑坡壁

图8 前缘滑坡舌

其变形迹象主要为后缘形成约1.5 m高陡坎（图7），并见有与滑壁延伸方向基本一致的拉张裂缝，走向为130°～170°，裂缝宽度多在0.2～0.5 m，最大宽度达0.8 m，可见深度0.2～0.5 m，延伸长度多为5.0～5.0 m，最长20 m；滑坡前缘裂缝发育，坡体鼓胀隆起，出现马刀树等现象，且部分滑坡堆积体（滑坡舌）覆盖于原地面以上（图6，图8）；滑坡左侧、右侧发育有剪切裂缝或裂缝带，走向60°～110°，裂缝宽度多在0.2～0.4 cm，可见深度0.3～0.5 m，延伸长度多为5.0～10.0 m，局部形成剪切台坎，坎高0.5～2.0 m（图9），其右侧边界处坟已被拉裂下错约1.5 m（图10）。滑坡坡面地形已从原来的平台与陡坎相间分布的地形发展成为陡缓转折的斜坡地形，且滑体地表土体支离破碎，裂缝丛生（图11，图12）。

图9 滑坡右侧坡体下错

2 滑坡形成机制分析

该滑坡原始地貌为上缓下陡的斜坡，前缘发育小型陡坎，具备剪出口条件（图13（a））。滑坡内的地表水主要是接受大气降水补给，以坡面散流方式向坡脚处汇集；部分地表水通过下渗方式进入坡体内部，进入坡体内部的水，受到成层状分布的粘土影响（由于粘土为相对隔水层），同样是往坡脚处汇集，从而导致地下水大量聚集在滑坡区域的前缘部分（这与滑坡前缘出露两个泉点相一致），使得该区域长期处于饱水状态，土体重度较大，物理力学参数较低。