基于Geo-Studio的某滑坡稳定性评价

蔺 力

(四川岷江港航电开发有限责任公司 四川 乐山 614001)

基于Geo-Studio的某滑坡稳定性评价

蔺 力

(四川岷江港航电开发有限责任公司 四川 乐山 614001)

引言

三峡库区地质灾害发育，加之三峡库区蓄水影响，致使库区地质灾害时有发生，严重影响了库区人民生命及财产安全。本论文以库区某滑坡为例，运用Geo-Studio中SEEP/W模块对库水升降进行模拟，分析评价滑坡在不同工况条件下的稳定性。

一、地质环境条件

工程区属构造剥蚀丘陵地貌与河谷侵蚀地貌的结合地带。地形总体北高南低，斜坡倾向110°～115°，北侧高50～70m陡崖，斜坡后缘高程300～310m，坡脚为长江河岸，相对高差约170m，坡长650～700m，总体坡角约15°。涪丰移民复建公路从斜坡中后部通过，公路路面高程207～215m。

调查区地层为第四系崩坡积层(Q4col+dl)、人工填土层(Q4ml)，下伏地层为侏罗系中统沙溪庙组(J2s)泥岩和砂岩。工程区地质构造较为简单，无断层通过，砂岩中发育两组构造裂隙：(1)201～220°∠78～86°，(2)333°∠84°。内地下水分为松散岩类孔隙水以及基岩裂隙水。 松散岩类孔隙水赋存于第四系松散堆积物的孔隙中，但赋存介质厚度不大、且结构松散，孔隙率大、强透水、孔隙水难以保存，仅见于厚度较大的堆积层中。基岩裂隙水赋存于侏罗系地层的风化裂隙和构造裂隙中。

(一)滑坡类型、规模及形态

火地湾滑坡为岩质老滑坡，今沿基覆界面滑动的土质牵引式滑坡，库水位作用主要表现为动水压力型，横宽110～350m，纵长约520m，体积约78.26×104m3，属中型滑坡，主滑方向为105°，平面形态呈“倒靴状”。前缘高程138.5～169.0m，宽约270m；后缘宽约110m，高程243.0～251.0m。左侧边界主要沿调查区北侧陡崖下延伸，边界附近在地形上为一天然拗槽；右侧边界在后部和前部主要沿岩土分界线附近延伸，地形上为缓坡。

据资料，滑体纵向上滑体前部和后部较薄，中前部较厚，最大厚度为17.1m，平均厚度5.82m；横向上北侧厚度较大，平均厚度11.35m，最大厚度为15.7m，南侧较薄，平均厚度6.57m；剖面形态呈折线型。

(二)滑坡物质组成及结构

(1)滑体特征：主要由崩坡积碎块石土与粉质粘土组成，滑体物质均一性和成层性较差。碎块石土主要分布在滑坡的中前部及滑坡北侧陡岩带坡下，粒径一般0.2～1.5m，呈棱角状，无分选性，碎块石含量占50～60%。粉质粘土主要分布在滑坡的中后部及滑坡南侧，呈褐黄色，可塑状，中后部碎块石含量不均，直径一般0.05～0.50m，局部可达1.5m。(2)滑带特征：据钻孔及浅井揭露，上部堆积体与基岩面之间均有一层粉质粘土(滑带土)，该部分土体一般厚0.3～0.5m，由于地下水作用的影响，该部分土体一般呈可塑状，局部呈软塑状。(3)滑床特征：根据前人研究资料，滑体下伏基岩地层为侏罗系中统沙溪庙组(J2s)，砂岩与泥岩互层，钻探显示基岩顶面泥岩强风化带厚度1.2～1.6m，岩质软，岩体破碎。滑床纵向上大致顺岩层倾向延伸，倾角约5°。

(三)滑坡变形特征

(1)滑坡后部村民住房出现拉裂，地面裂缝走向为N10～20W及N10～20E为主，拉张裂缘长5～8m，裂缝宽1～3cm，墙体裂缝宽1～5cm，具有不均匀沉降特征。(2)左侧边界滑塌变形，为一天然拗槽，该部位原为水稻田，滑坡变形拉裂、滑塌导致地表水渗漏，已成为旱地和荒坡。(3)滑坡前部因蠕滑变形，地貌上显现出滑坡平台、鼓丘及洼地，洼地内常年积水成潭。

二、滑坡稳定性分析

(一)计算模型

计算剖面选择位1-1＇主滑剖面进行稳定性计算。根据三峡水库运行调度情况，水位下降时降速为0.6m/d、0.8m/d、1m/d、1.2m/d。库水位从159m降到145m，分别需要25、19、15、13天，当库水位从175m降到145m时，分别需要175、169、165、165天。降雨设置库水位降置在库水位降至159m时159m后的连续三天(第151、152、153天)，降雨强度为46mm/d。

图2-1 1-1’剖面渗流场有限元模型

(二)计算参数

计算参数采取相关资料中稳定性计算综合取值，(1)天然状态： 滑体重度21.6KN/m3，内聚力21.90kPa，内摩擦角15.52°；(2)饱和状态：滑体重度22.1KN/m3，内聚力15.31kPa，内摩擦角12.27°。滑体饱和渗透系数为2.8 m/d，基岩饱和渗透系数为0.005m/d。

(三)稳定性计算

以极限平衡理论中的Morgenstern-Prince法进行计算，选取各工况下最危险一天的浸润线。将M-P法与传递系数法计算列结果列表2-1：

表2-1 稳定性计算结果

根据滑坡现有危害对象及受灾对象与损失，确定滑坡危害性等级为Ⅱ级。因此，在各工况下，稳定系数及稳定性见表2-2。

表2-2 1-1’稳定性系数与稳定性状态

在不考虑治理工程情况下，1-1’剖面在工况1-1～1-3情况下处于稳定状态。工况1-4情况下处于基本稳定状态。在工况2中除2-4为欠稳定状态外，工况2-2～2-3均处于基本稳定状态。在最不利工况2-4：自重+地表荷载+坝前水位从175m降至145m，1.2m/d与1.0m/d组合+非汛期50年一遇暴雨(q枯)条件下，稳定系数分别为1.049。与0.6m/d比较，稳定性系数有一定下降，但变化不大。可以看出滑坡稳定性计算结果与现场实际大致吻合。

三、结论

通过滑坡稳定性计算可知，在天然及库水升降的不同工况条件下，将本次0.6m/d稳定计算成果与设计0.6m/d降幅的稳定成果所处状态基本一致，本次0.6m/d稳定计算成果与本次1.2m/d降速计算成果对比表明，在增大降幅后对滑坡稳定性影响较小。评价认为在加大库水位下降速率条件下该治理工程安全，滑坡有足够安全储备。表明在增大日降幅至1.2m/d(组合)情况下，滑坡仍然处于整体稳定状态。

[1]张克恭,刘松玉,等.土力学(第二版)[M].北京:中国建筑工业出版社,2005.

[2]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):394-396.

蔺力，研究生，助理工程师，从事岩体稳定及岩土勘察设计工作。