新疆天山公路K601处大型滑坡稳定性分析

李天宏

新疆天山公路K601处大型滑坡稳定性分析

李天宏

（新疆玛纳斯河流域管理局，新疆石河子832000）

通过采用Geo-Slope软件对新疆天山公路k601处大型滑坡在不同工况条件下的稳定性进行分析。根据钻孔资料及滑坡边界特征在Slop/W模块中建立该滑坡的计算模型，采用多种方法进行计算，结果认为在天然工况条件下，滑坡体处于稳定状态；在暴雨工况下1-1、3-3滑体，处于不稳定状态，2-2处于欠稳定状态；在地震工况条件下，滑坡体处于完全不稳定状态，需采取相应措施。

边坡滑坡；滑坡变形；滑坡稳定性分析；安全系数

新疆天山公路地处新疆高山地区，由于高山地区特殊的地理环境，在天山公路修筑时，进行了大面积的岩体开挖工作，从而导致了原有的地质环境状态失衡，另外因为新疆高山地区极端恶劣的气候以及地震灾害频发，因此也导致了天山公路滑坡病害的程度和区域范围不断扩大[1]。基于此，开展天山公路大型滑坡稳定性分析，具有极其重要的意义。

1 地质环境条件

1.1 地形地貌

新疆天山公路k601处滑坡地势南部高北部低，4500 m～5000 m的海拔高程，因为受到了北天山地质结构的作用，地形特点呈现出了显著的分带性，滑坡区地处北天山婆罗科努山，是构造侵蚀的中～高山区。滑坡区路段是婆罗科努山北奎屯河上游的河谷，为中～高山区，地平面以上高度为1350 m～1700 m。滑坡体的岩性是第四系全新统崩坡积的碎块石土，20 m～50 m的厚度，主要是由因风化作用而使滑坡顶部岩层剥落形成，以紫红色的石炭系中统沙大王组（C2sh）、玄武岩（灰绿色）为下伏基岩，岩层的产状为190°～200°∠60°～70°，基岩为中硬—坚硬岩石的一种，因构造应力的影响，裂隙、节理发育明显，大多数呈现出裂镶嵌的结构。

该滑坡位于北天山地震带中部断裂区，强烈的造山活动造成了这一区域地震多发，且该地震带以浅源地震为主，具有以下特点：地震频率高且强度大，发震构造相同。通过查阅相关历史资料得知，在该区域300 km的范围内，发生4.7级以上的地震的次数高达181次。其中，发生8级以上地震的次数为3次，7.0～7.9级地震的次数为7次。再据1970年到2000年这30年间，新疆台网的地震测观记录，区内发生5.0级以上的地震次数高达9次，4.0～4.9级地震44次。基本都为浅源地震，且大都在在10 km～35 km的范围内。

在《中国地震动参数区划图》（GB18306—2001）中，记录了该区域地震的详细动参数，通过查阅后，得知该区域的地震动峰值及反应谱特征周期加速度分别为0.30 g和0.40 s，与地震基本烈度为Ⅷ度的地震相对应。

1.2 水文地质条件

山区的地下水受到区域性断裂的控制，主干断裂的复合部位与次一级构造形态迹象作为水源充沛的场所，性能优异，也常作为泉水出露聚集的地区。地下水富存部位还有基岩与覆盖层接触部位及第四纪松散堆积物内。滑坡区位于欧亚大陆内部，为北天山气候亚区，夏季高温少雨，冬季寒冷干燥，年温差大，降水量受到山区的地形高程的影响较大，据相关资料显示，在海拔470.7 m～3500 m的地区，降水量为177.6 mm～397.7 mm，且海拔每上升100 m年降水量就会增长16.3 mm，山区降水集中在每年4月～7月。

2 滑坡基本特征

2.1 滑坡发育特征

如图1滑坡体的位置图所示，公路从滑坡体前部穿过，其右侧为深路堑，其坡度在46°到55°之间，其下为河床与道路水平面高度差为115 m的奎屯河深切河谷，滑坡体地形自然的坡度为22°～28°。受冲击的沟壑形成的滑坡体南北方向的界线影响，沟壑外部岸坡均为基岩，上宽下窄的长舌形为大致的形状，河谷为尖端指向，滑动方向近于与公路正交，最宽处在滑坡顶部达500 m，滑坡中部为其最窄处约200 m，在现宽为240 m的公路通过处，方向垂直于公路的长度约1200 m。滑坡体的后部为“凹型”，宽约52 m的中部平台，似椭圆形的平面，滑动的方向垂直于长轴。

经地质测绘以及实际测得的剖面状况可以得到，滑体主要由崩坡积的碎块石土组成，以紫红色为主的石炭系中统沙大王组、玄武岩（灰绿色）为下伏基岩，基岩与崩坡积的碎块石的触碰面为底部滑裂面，其上呈现出较为平坦的坡状，约17°～22°。滑坡体的厚为23 m～27 m，滑坡体的方量为约640万m3，是一个大体积的碎石土堆积体的滑坡。

2.2 滑坡体变形特征

滑坡体上集中发育的地带，是三处拉裂缝集中带，整个滑坡也被该三处拉裂缝集中带分为了3处次级滑坡。

一级滑坡位于坡面长度约180 m～250 m，相对高差约75 m，地形坡度23°～35°。滑坡体主要发育了6条裂缝，裂缝延伸方向和滑动方向垂直。单个拉裂缝宽5 cm～25 cm，最大的长度达到4 m。约0.5 m～3.5 m的切割深度。按照主滑面上的钻孔资料，大致认识到滑体的前部滑坡体厚在22 m～31 m之中，滑坡体方量约88万m3。长约170 m的二级滑坡主滑方向，约20°～35°的坡度。在宽约40 m的后缘拉裂缝集中带共有4条主拉裂缝，其余为未伴生的小拉裂缝。主拉裂缝长10 m～30 m，裂缝宽8 cm～40 cm。

二级滑坡体上有一条排水的沟渠，宽约0.5 m。该排水沟被滑坡错断，水渠出现显著裂痕，缝宽达2厘米，部分已经严重毁坏。按照钻孔ZT14-2号资料，该次级滑坡体厚约22～26 m，滑坡体总的方量大约为100万m3。

三级滑坡主滑方向长约600 m～670 m，坡度约23°～35°。按照物探资料推断该滑体厚33 m～47 m，滑坡体的方量约479万m3。

图1 滑坡体位置图

图2 滑坡体剖面图

表1 滑坡计算参数选取表

表2 滑体1-1安全系数计算结果

表3 滑体1-2安全系数计算结果

表4 滑体1-3安全系数计算结果

3 滑坡稳定性计算

滑坡区地质剖面如图2所示，在天然、暴雨、地震三种不同工况条件，通过采用Geos-lope对其进行稳定性分析[2]。

按照实际试验数据及结合工程实际，综合确定了该滑坡区的计算参数如表1所示。

采用Geos-lope软件对该滑坡体进行稳定性分析，根据钻孔资料及滑坡边界特征在Slop/W模块中建立该滑坡的计算模型，并对滑坡体1-1、1-2、1-3分别建立模型，岩土体模型采用Mohr-Coulomb模型[3]。采用一般方法(Ordinary)、摩根斯坦—普瑞斯（Morgenstern-Price）法、毕肖普（Bishop）法、简布（Janbu）法计算稳定性。其计算结果如表2所示。

由表2～4可知，在天然工况下，该边坡1-1、3-3滑体处于稳定状态，2-2滑体处于基本稳定状态；在暴雨工况下, 1-1、3-3滑体处于不稳定状态，2-2滑体处于欠稳定状态；在地震工况下，1-1、2-2、3-3滑体均处于不稳定状态。

4 结论

通过对新疆天山公路k601处天然大型滑坡地质特征及稳定性分析，可以的出以下结论：

（1）该滑坡区处于大陆性北温带干旱气候，降水主要集中在夏季，年降水量为177.6 mm～397.7 mm，且该滑坡位于北天山地震带中部断裂区，该地震带以频率高且强度大的浅源地震为主，山区降水和浅源性地震频发是导致该滑坡产生的重要原因。

（2）该滑坡区为大型滑坡，其变形主要为张拉裂缝，大气降水后，上部碎块石层渗透性较大，下部基岩相对隔水，地表水迅速入渗，在基岩顶部滞留，加大了土体的自重压力，产生了孔隙水压力和动水压力，使得滑动面上的抗滑力下减，再加上多次地震作用，致使滑坡的稳定性下降，还可能由蠕滑-拉裂滑坡发展成为整体滑坡。

（3）由滑坡区稳定性分析可得到，在天然工况条件下，该滑坡体处于稳定状态；在暴雨工况下1-1、3-3滑体处于不稳定状态，2-2滑体处于欠稳定状态；在地震工况条件下，滑坡体处于完全不稳定状态，需采取相应的措施。

[1]韩叙领.平岭大型滑坡稳定性分析及治理方案研究[J].中外公路,2016（05）:1-4.

[2]林贤蓬.基于Geo-Slope的某滑坡堆积体稳定性分析[J].中国水运，2010,10（2）:121-122.

[3]童建波,何坤.基于Geo-Slope的土质滑坡稳定性分析[J].成都大学学报:自然科学版,2014,33(4):394-397.

Stability Analysis of Large Landslide at K601 Section of Tianshan Highway in Xinjiang

Li Tianhong
（XinjiangManas River Basin Authority，Shihezi 832000,Xinjiang）

By using Geo-Slope software,the stability of large landslide at k601 in Tianshan Highway of Xinjiang is analyzed under different working conditions.According to the drilling data and landslide boundary characteristics,the calculation model of the landslide is established in the Slop/W module.The results showthat the landslide is in steady state under natural working conditions.1,3-3 slip body,in an unstable state,2-2 in the less stable state;in the earthquake conditions,the landslide bodyin a completelyunstable state,need totake appropriate measures.

Slope landslide；Landslide deformatio；Landslide StabilityAnalysis and Safetyfactor

U412.22

A

1673-9000（2017）02-0036-03

2016-12-06

李天宏（1971-），男，陕西渭南人，工程师，主要从事水利工程运行管理工作。