北川县某老滑坡复活机制研究

李镇鸿　郝彦鹏　童伟　阳万权　杨杰

摘 要：以北川县某滑坡为研究对象，结合滑坡地质环境、物质组成、坡体结构特征、形态特征及变形破坏特征，对滑坡的复活机制进行研究。利用Flac3D有限差分法模拟分析在地震与暴雨作用下滑坡堆积体复活机制，通过数值模拟，可见在地震作用下，堆积体的位移较小，地震促进老滑坡复活；老滑坡堆积体在降雨作用下位移量较大，降雨诱发堆积体复活。

关键词：滑坡；复活；地震；降雨

1 概述

“5.12”汶川地震期间，地震灾区斜坡的坡体受到强震的影响，产生规模不等的滑坡1万多处，其中多为是岩质滑坡，例如大光包滑坡0、王家岩0滑坡等。地震后老滑坡复活主要表现为震裂松动，稳定性降低；震后，松动的堆积体在雨季强降雨作用下易诱发整体或局部失稳破坏。此外，大量学者对地震灾区的地质灾害发生规律进行研究，研究结果0显示，震后汶川地震灾区的地质灾害高发期将会持续20～25年。作者以北川县某老滑坡为研究对象，对滑坡的复活机制进行研究。

2 滑坡基本特征

老滑坡平面形态呈舌状，前缘位于冲沟沟底，纵向（主滑方向）长度约1000m，横向平均宽度约280m，面积约28×104m2，堆积体平均厚度约25m，体积约700×104m3，主滑方向为330°，整体坡度约24°。滑坡区地形呈南东高、北西低，滑坡周围地形较陡，坡度在35°～45°。

3 滑坡复活影响因素分析

滑坡的复活受多种因素影响，现场勘探和访问，滑坡复活变形主要受地形地貌、岩土体结构、地震、降雨与地下水影响。

3.1 地形地貌影响

滑坡区地形地貌形态整体上为中低山区河谷构造侵蚀地貌，滑坡体在滑面上的重力分量很大程度受地形地貌条件影响，前后高差较大，滑体具有较大势能。

3.2 岩土体结构影响

滑坡滑体物质组成主要较松散的碎石土，为老滑坡堆积体风化解体的产物，大气降雨入渗坡体后，雨水下渗到块碎石土的底部，由于基覆界面处分布的一层含角砾粉质粘土，为滑坡物质结构中的相对隔水层，导致水沿着基覆界面运移、富集，软化接触面上的岩土体，降低其抗剪强度，最终形成滑带。

3.3 地震影响

“5.12”地震期间，研究区所在地的地震烈度为Ⅹ度，且滑坡的主滑方向与地震波的传播方向相近，因此受地震影响较大。地震通过地震波对该滑坡产生波动震荡作用，在坡体内部形成附加应力，使得坡体破裂松动。

3.4 降雨与地下水影响

坡体受汶川地震影响，坡体出现裂缝且结构变松散，另外坡体上植被发育差，除局部是高大灌木外，大部分生长稀疏草本植物与耕地，为雨水的入渗转化为地下水提供有利条件。

4 滑坡复活机制三维数值模拟分析

4.1 地质模型建立

依据滑坡区地形地貌特征，建立滑坡计算模型空间形态特征，根据滑坡周界及钻孔揭露的基覆界面深度建立滑体（图2）。建立的计算模型范围主要为滑坡区及外围一定范围，模型长1300m，宽1000m，高程范围760-1300m。

4.2 模拟结果分析

4.2.1 最小主应力分布特征

通过模拟分析，最小主应力主要为压应力，在斜坡后部与沟谷底部出现压应力集中；由于堆积体与基岩接触面为软弱面，在堆积体边界上出现拉应力分布，此外，在堆积体后部及地形较陡的位置，也出现了拉应力。斜坡边界及内部出现拉应力集中带，是由于地震波从硬质岩传入较软的岩土体时，产生拉伸波，造成滑坡体上拉应力增大。在暴雨雨起容重增加及岩土体力学参数降低的条件下，与天然状态相比，降雨状态下滑坡体最小主应力值整体有所增加，并且出现局部的应力集中。

4.2.2 总位移分布特征

通过模拟分析，地震作用下，最大位移主要集中在堆积体后部；其次，在厚度较大且地形凸起的前部堆积体上也出现位移集中区，这与加速度时程曲线分析结果形同；滑坡后部出现位移集中区是由于滑坡后部的地形较高陡，较高程小的前部受地震的影响较大，2#复活区的位移集中区是由于凸形坡形与临空条件好造成。另外在前部出现两个相对较弱的位移集中区，左侧相对右侧位移值大，分别于2#与3#复活体相对应。

5 结束语

（1）老滑坡坡体结构松散，为滑坡复活提供了不良的地质基础，在地震作用下，坡体出现裂缝，且结构更加松散，为后期降雨提供良好的渗流通道。降雨入渗后转化为地下水，对坡体加载，产生静水压力与渗透力，并且软化滑带，造成下滑力增加而抗滑力减小，滑坡堆积体开始出现蠕滑变形，导致老滑坡的复活。

（2）通过数值模拟，可见在地震作用下，堆积体的位移较小，地震促进老滑坡复活；老滑坡堆积体在降雨作用下位移量较大，降雨诱发堆积体复活。

参考文献

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[2]王根龙，张军慧，刘红帅.汶川地震北川县城地质灾害调查与初步分析[J].中国地质灾害与防治学报，2009.

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