海南保亭县甘什岭滑坡成因分析及稳定性评价

徐单，柳长柱，杨峰，陈毅，黄照杰(.东华理工大学水资源与环境工程学院,南昌 00 ；.海南省地质调查院，海口 57006 ；.海南地质综合勘察设计院，海口 57006)

海南保亭县甘什岭滑坡成因分析及稳定性评价

徐单1，柳长柱2，杨峰2，陈毅3，黄照杰3
(1.东华理工大学水资源与环境工程学院,南昌 330013 ；2.海南省地质调查院，海口 570206 ；3.海南地质综合勘察设计院，海口 570206)

简要介绍了保亭县甘什岭滑坡的形态、地层岩性、水文地质环境条件及地质构造等情况，分析了该滑坡的形成原因，并对其进行稳定性评价和危险性分析，稳定计算方法选用剩余推力传递法对滑坡稳定性加以试算，其计算结果与滑坡实际情况基本吻合。通过以上分析，可得以下结论：当滑坡在天然状态下时，稳定系数K的范围在1.17～1.26之间，此时滑坡处于稳定状态；当滑坡在饱水状态下时，稳定系数K的范围在0.99～1.03之间，此时滑坡处于滑移状态。

滑坡；形成原因；稳定系数；危险性分析

保亭黎族苗族自治县地处海南岛中南部内陆、五指山南麓，地跨东经109°21′～109°48′，北纬18°23′～18°53′。县境东西宽49 km，南北长54 km，总面积1 167.34 km2，辖6个镇， 3个乡，3个国营农场和1个试验站。境内局部地段人类工程活动强烈，地质灾害频发，是海南省地质灾害较为发育的市县之一。

甘什岭滑坡位于甘什下村东西两侧、海榆中线北边，因其临近G224公路，从而受到省政府职能部门的高度重视。该滑坡近几年来主要表现为前缘坡体变形，尤其在2002年9月曾发生山体滑坡事件，滑坡前缘坡体逐渐往公路方向滑移，导致G224公路边挡土墙倾斜、排水沟被滑移下来的土块和石块损坏、公路附近甘什岭下村的居民被迫搬迁,目前，滑坡滑移仍在继续，公路边挡土墙倾斜角度越来越大，威胁着过往行人及车辆。甘什岭滑坡是保亭县典型的堆积层(土质)滑坡，因此，对其成因和稳定性进行分析评价，具有重大的实际意义。

1 滑坡概况

甘什岭滑坡位于G224公路269 km处，此处属保亭县三道镇甘什下村，地理坐标为X：2036470，Y：19358595。北可通往保亭县城，南可达三亚市，交通极为便利(图1)。

图1 滑坡区交通位置图

甘什下村共分布有2个滑坡点，分别位于村东、西两侧。村西侧的滑坡称1号滑坡体；村东侧的滑坡称2号滑坡体。

村西侧的1号滑坡体坡脚处的挡土墙基本稳定，未发现变形迹象。但村东侧的2号滑坡体坡脚挡土墙出现了大范围的撕裂损毁，目前2号滑坡体仍处在发展和滑动状态，挡土墙的破损也说明前期修建的抗滑桩和挡土墙的防滑功能正在减弱。针对这种情况，本文将选择失稳的2号滑坡体进行分析研究，查明滑坡的发育规模和变形特征，并对滑坡稳定性进行评价。

1.1 滑坡形态

2号滑坡高程范围为155～190 m，滑坡体坡度约为35°，主滑方向为138°，滑坡前缘宽度为106 m，后缘宽度为64 m，滑坡长度为47 m，滑坡体厚10.5～14.7 m,平均厚度约12.6 m，面积约为2 952 m2，体积约为37 195 m3。根据滑坡类型的分类方法，判断此滑坡为一小型堆积层(土质)滑坡。

1.2 地形地貌

滑坡区属于剥蚀丘陵区，滑坡区位于甘什岭南侧较为平缓开阔的山坡上，山体走势西北高、东南低，相对高差较小，水系不发育，仅有几条冲沟沿坡向汇流于坡脚溪流。滑坡后缘属于高陡斜坡，坡度为35°～43°，后缘高程范围在172～176 m。滑坡前缘属于缓坡平台，高程范围在166～172 m，崩、滑坡积物坡度为15°～25°。

1.3 水文地质条件

根据地下水的赋存条件、水理性质和水力特征，滑坡区内地下水可分为松散岩类孔隙水、基岩裂隙水两类。松散岩类孔隙水主要储存在区内上覆花岗岩风化残积土层中，多以上层滞水方式存在，其水量较小，多属季节性潜水，主要接受地表水、降水补给，并向地形低洼地带排泄，或以蒸发的方式进行排泄；裂隙水主要赋存于二叠纪花岗岩体中。岩体中的风化裂隙是地下水储存、运移的主要通道，主要接受大气降雨和地表水补给，排泄于沟谷中。据前期勘查资料结合当地经验，地下水迳流模数M<3 l/s·km2，泉水流量q<0.5 l/s。

1.4 地层岩性

滑坡区位于岩浆岩分布区，地层缺失，区内地表覆盖层为花岗岩风化土(Qeld(γ))，岩性主要为砾质粘性土、粉质粘土、砂质粘性土。据物探资料及勘探钻孔揭露残积层厚度在10～14 m左右，其中滑体中部较厚，两侧略薄，滑坡后部最厚。滑体中轴线地段厚，两侧薄，其物质主要为砾质粘性土、粉质粘性土和砂质粘性土等。

滑坡区内岩浆岩为二叠纪晚世(角闪石)黑云母二长花岗岩，据勘探钻孔资料显示，岩芯呈灰色，中细粒结构，主要矿物成分为石英、长石，岩体裂隙较发育，岩质较硬。

1.5 地质构造及地震

滑坡区未发现活动断裂构造，滑坡点北部10 km处有九所-陵水断裂带，该断裂带在海西期和燕山期有强烈活动，分布有海西期牙笼角岩体，燕山期保城、南林等岩体，它们形成一条东西向花岗岩穹窿构造，该构造带在保亭县内长约为20 km。

2 滑坡成因分析

滑坡体形成机制包括滑坡的内因和外在两个方面。斜坡的破坏机理是由各种因素综合确定的，其中内因方面的地质因素包括：地形地貌因素、岩性因素、水文地质因素等，外因方面则有持续的强降雨及水流作用和人类活动(包括农业及工程活动)。

2.1 内因方面

地形地貌因素：滑坡区的地貌单元属构造剥蚀丘陵区，从微地貌单元看处于陡坡-缓坡过渡地带，滑坡平面上呈现西北高东南低的趋势，高程在155～190 m，坡角为25°～43°。滑坡区位于九所-陵水断裂带南部约10 km处，同时受三亚断裂带的影响，夹于两个断裂带之间，形成了相对高差较小且坡度适中的一种地形地貌，局部地区形成了陡崖区，使斜坡地带的松散土体、石块等贮备了一定的势能，形成良好的临空条件，为斜坡体的最终失稳提供了良好的先决条件。

岩层因素：据对滑坡区钻探所得资料显示，滑坡区上部以二叠纪花岗岩风化残积土为主，夹杂着少量孤石块，下伏二叠纪花岗岩，透水性差，形成一个相对阻水面。滑坡堆积土体主要物质有砾质粘性土、粉质粘土和砂质粘性土等，土体颗粒大小不一，分选较差，结构松散，而且透水性较强。在滑坡体两侧见有基岩出露，并形成一条宽约2.7 m的冲沟，有利地将大气降水和地表径流汇集，为滑坡的产生提供了充足的水源和物源。

水文地质因素：水对斜坡土石的作用，是形成滑坡的重要条件。地下水、地表水可以改变斜坡的外形，当水渗入上部碎石土层中后，不但可以增大了上部碎石土的下滑力，而且可以迅速改变碎石土的性质，降低其抗剪强度，从而起到“润滑剂”的作用。

2.2 外因方面

人类活动因素农业活动方面：由于当地居民种植开垦，使得原本山区森林植被遭到破坏，取而代之的是种上了槟榔树、橡胶树等，这类树种特性为根短枝干长，固水持土能力较低，从而使得斜坡体原始自然平衡条件发生变化，久而久之，斜坡体稳定性下降，导致最终失稳。

工程活动方面：由于斜坡坡脚的施工开挖，影响了坡体的稳定性，坡面形成的拉张裂隙又加剧了地下水的下渗，并且G224公路工程完成后截排水设施修建不完善，导致滑坡前缘坡体地下水难以排出，增大了坡体前缘孔隙水压力，减弱了稳定性，从而引起了坡体变形失稳乃至滑移。

降雨因素：每年4～10月，滑坡区台风、降雨频繁，据气象资料显示，区内年均降雨量为1 821.5 mm。大气降雨对滑坡的诱发作用主要体现在降雨过程中增加了滑动体的自重(即饱水状态下的土体)，增大了土体间的孔隙水压力，使处于极限平衡的坡体产生滑动。

3 滑坡稳定性计算与评价

3.1 稳定性计算

为了科学准确的评价边坡的稳定性，防止边坡地质灾害的再次发生，本节将对坡体进行稳定性计算与分析。计算方法选用剩余推力传递系数法对滑坡稳定性加以试算，该方法适用于滑面为任意形状的稳定性计算，计算公式[2]如下：

式中,Ri=Nitanφi+ciLi

Ni=(Wi+Kyi+Dyi+Pyi)cosθi+(Kxi+Dxi+Eai+Pxi)sinθi+Ui

Ti=(Wi+Kyi+Dyi+Pyi)sinθi+(Kxi+Dxi+Eai+Pxi)cosθi

ψi=cos(θi-θi+1)-sin(θi-θi+1)tanφi+1

作用力符号规定：垂直作用力向下为正，向上为负；水平作用力向坡下为正，向坡上为负。本次对滑坡稳定性计算中，选择Ⅰ-Ⅰ′、Ⅱ-Ⅱ′剖面进行计算，计算时取滑体的单位宽度为1.0 m，简化为二维问题进行计算。滑体天然容重值参考《重大地质灾害防治方法与工程治理方案选择及设计计算手册》中不同岩石物理力学指标参数表，取值为20.5 kN/m3，饱水状态下滑土体的重度取22 kN/m3。根据土工试验成果：天然状态下，给定滑动面的抗剪强度C值、φ值，并取其综合值(结果见表2)。计算分块示意图见图2，平面图见图3，工程地质剖面图见图4、图5。

图2 甘什岭滑坡稳定性计算分块示意图

3.2 计算结果及分析

通过理正边坡稳定性分析软件进行计算，滑坡稳定性计算结果见表1、表2。

1.剖面线及编号；2.钻孔及编号；3.推测滑坡边界；4.主滑方向；5.滑坡前缘强烈变形区；6.错落陡坎；7.遭到破坏的挡土墙图3 甘什岭滑坡勘查平面部署图

1.钻孔及编号;2.地层界线；3.滑动面及滑动方向；4.地下水水位；5.砾质粘性土；6.粉质粘土；7.砂质粘土；8.强风化花岗岩；9.中风化花岗岩图4 甘什岭滑坡Ⅰ-Ⅰ′工程地质剖面图

1.钻孔位置及编号;2.地层界线；3.滑动面及滑动方向；4.地下水水位；5.砾质粘性土；6.粉质粘土；7.砂质粘土；8.中风化花岗岩图5 甘什岭滑坡Ⅱ-Ⅱ′工程地质剖面图

表1 甘什岭滑坡剖面各滑块滑坡剩余下滑力计算表

表2 甘什岭滑坡剖面计算参数与稳定系数计算表

根据以上计算结果可知，在饱水状态的情况下，各滑块的滑坡推力变大，稳定系数变小。从调查的情况可知，滑坡有发生变形。本次对滑坡整体稳定性进行计算分析，其结果与滑坡实际情况基本吻合。因此，通过上述分析可得结论如下：

当滑坡在天然状态下时，稳定系数K的范围在1.17～1.26之间，此时滑坡处于稳定状态；当滑坡在饱水状态下时，稳定系数K的范围在0.99～1.03之间，此时滑坡处于滑移状态。

由以上计算结果及分析可知，保亭县甘什岭的滑坡活动从最初的稳定阶段将逐渐转变为缓慢滑移阶段。如若不加以重视，任由其受到如强降雨、台风等不利因素的影响，该滑坡的滑移活动必将加剧，从而导致突发性的大规模下滑，对G224公路及周边车辆行人造成巨大的安全威胁。

4 结语

从该滑坡历史变形来看,人类工程活动及降雨是滑坡产生的两大主导因素。目前该滑坡在天然状态下仍处于稳定状态，该滑坡如不及时整治，在外在激发因素(如暴雨、台风等)的作用下土体可能会加剧下滑，直接威胁过往车辆及行人。滑坡的活动关系到保亭县的稳定、繁荣和发展，影响着三道镇地区旅游业、农业、林业等发展。如果应急治理措施及时，则有可能阻止或减缓滑坡的变形破坏和滑动趋势的发展，使其达到相对稳定，从而减小或消除对保亭县三道镇地区的巨大威胁。

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作者简介：徐单(1992- )，男，东华理工大学在读硕士，专业：地质资源与地质工程；研究方向：地质工程。E-mail:867181381@qq.com

THE ANALYSIS OF GENETIC CAUSE AND STABILITY ASSESSMENT FOR GANSHENLING IN BAOTING COUNTY OF HAINAN PROVINCE

XU Dan1,LIU Chang-zhu2,YANG Feng2,CHEN Yi3,HUANG Zhao-jie3
(1.East China University of Technology,School of Water Resources and Envrionmentel Eengieering,Nanchang 330013，China；2.Geology Investigation Institute of HaiNan Province，Haikou 570206，China；3.Comprehensive Geological Survey and Design Institute of HaiNan Province, Haikou 570206,China)

The paper briefly introduces the shape features, geological lithology, environmental conditions and geological structure of GanShenLing landslide in BaoTing county. Analyzed the formation cause of the landslide, and make a stability evaluation and risk analysis of it, It is used residual thrust method in the stability calculation to calculate for the stability of landslide, the calculation results and the landslide roughly tallying with the actual situation. Through the above analysis can draw the following conculsions: Under the natural state, the landslide is in steady state while the stability factor range between 1.17 and 1.26; Under the heavy rain state, the landslide is in sliding state while the stability factor range between 0.99 and 1.03.

landslide; formation cause; residual thrust ; stability factor

1006-4362(2016)04-0008-05

2016-09-20改回日期： 2016-11-17

P642.22

A