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青海玉树结古寺滑坡性质判定及稳定性分析

2018-07-11关永平马兴华王仲复

中国锰业 2018年3期
关键词:千枚岩板岩古寺

关永平,马兴华,王仲复

(1. 青海省第五地质矿产勘查院,青海 西宁 810008; 2. 青海省水文地质工程地质环境地质调查院,青海 西宁 810008)

0 前 言

青海玉树结古寺滑坡位于结古镇扎曲河北岸,结古寺所在的基岩孤丘斜坡南侧,位处玉树“4.14”玉树地震发震断裂带—甘孜断裂(F2)北侧1.5 km处(图1),在断层下盘(北盘)[1],处于地震造成的次生地质灾害的范围内[2]。区域内新构造运动频繁,断裂构造发育,岩体十分破碎,特别是在“4.14”玉树地震影响下,产生较连续的地表破裂和大量房屋破坏,并诱发了滑坡、崩塌和震裂山体[3],地震引发的地质灾害隐患点达282处[4]。结古寺所在的斜坡地表产生大量弧形拉张裂缝,最大裂缝宽度可达0.15 m,尤其是南坡坡顶发育一条长约30 m的张性裂缝,斜坡岩石裸露地段形成大量危岩,结古寺建筑损毁严重[5]。斜坡一旦失稳下滑,将对上部结古寺大经堂的重建和坡下居民、建筑、公路构成严重危害,造成重大损失和人员伤亡事故。为有效防治滑坡灾害,对结古寺滑坡形成机制及稳定性分析非常必要和及时。

1 滑坡发育特征

结古寺周边岩层总体向南顷(倾向坡外),产状多为180(°)~210(°)∠60(°)~90(°)间,由于岩体内发生切层滑动,滑坡区整体岩体层面发生改变,由南倾变为北倾(倾向坡内),代表性产状多在250(°)~260(°)∠30(°)~50(°)、N50(°)∠20(°)~40(°)间(图2)。受“4.14” 玉树地震影响,在坡顶出现有多条东西向垂直滑坡主滑方向的平行张拉裂缝。

图1 玉树区域地质构造

图2 岩层产状分布示意图

根据实测资料,对滑坡的主轴及两条副轴布置测量、勘探剖面。主轴上共布置3个钻孔,各孔岩心揭示情况如下:

1号孔:孔口标高3 814.46 m。0~0.8 m为人工填土;0.8~14.9 m为块石土,岩心破碎,石质为强风化千枚岩夹砂岩、板岩;14.9~20.8 m为中风化板岩、千枚岩夹砂岩,岩心呈短柱状夹少量柱状。

2号孔:孔口标高3 697.019 m。0~12.9 m为人工填土;12.9~28.5 m为块石土,岩石破碎,岩石为强风化千枚岩夹砂岩、板岩;28.5~28.7 m为卵石土夹圆砾;28.7~34.7 m为中风化板岩、千枚岩夹砂岩,岩心多呈短柱状、局部少量柱状。

3号孔:孔口标高3 688.782 m。0~6.9 m为人工填土;6.9~17.5m为块石土,岩心破碎,石质为强风化千枚岩夹砂岩、板岩;17.5~24 m为卵石土夹圆砾;24~25.8 m为中风化千枚岩夹砂岩、板岩,岩心多呈短柱状。

分析钻孔岩心所揭示地质情况表明,3个钻孔所揭示的强风化千枚岩、板岩块体为滑坡堆积所形成的块石土,弱风化程度、呈短柱状夹长柱状的岩芯为基岩,二者接触面即为切层滑动滑面。滑坡滑移后,滑体中的块石土覆盖在古河床阶地卵石土夹圆砾层上,由于滑坡推力导致古河床阶地上的卵石层在临近坡脚处较薄,而朝向扎曲河处较厚(钻探成果均有揭示)。根据主轴钻探资料表明,滑坡体平均厚度15 m左右。

据物探剖面显示,坡体中由上到下,在埋深0~20 m处有一与坡面平行的低阻带,为疑似滑动面 (图3)。根据钻孔揭示,强风化千枚岩、板岩块体为滑坡堆积体,与弱风化基岩接触面为滑面,滑体平均厚度约15 m,滑坡前缘覆盖在古河床阶地卵砾层之上。

图3 物探低阻带(滑面)位置对照

综合判断认为,该滑坡为一弯曲拉裂、岩质切层大型滑坡。

2 滑坡形成机制分析

滑坡所在地区原为古扎曲河侵蚀岸(图4),受河流长期侧向侵蚀,形成临空面,在重力作用下,边坡岩体应力发生调整,岩体产生外倾结构面,造成岩层弯曲,并在后缘产生拉裂变形,坡脚应力集中。

随着风化作用和地表水、地下水侵蚀,岩体力学强度持续降低,在内外部综合因素作用下,岩体沿软弱层面产生滑动。

图4 推测古扎曲河河道

3 滑坡稳定性分析

本滑坡稳定性分析采用MIDAS GTS这一限元计算软件平台,将研究区域离散成多个节点和单元,分析滑坡体在不同工况条件下的稳定性,计算模型见图5,计算结果参见表1。

图5 结古寺滑坡有限元计算模型

表1 结古寺滑坡稳定性系数及稳定状态评价表(有限元部分)

注:带下划线的为处于欠稳定和不稳定状态。

经计算,在自重工况、暴雨工况和地震+暴雨工况下,滑坡处于基本稳定—稳定状态。在强地震及人类不合理工程活动影响下,存在复活变形的可能。

4 结 论

1) 由岩层产状倒置、钻探资料、物探资料综合判断,该为滑坡为中层、岩质切层大型滑坡,主滑方向S22(°)E,滑坡方量120×104m3。

2) 经计算,在自重工况、暴雨工况和地震+暴雨工况下,滑坡处于基本稳定—稳定状态。在强地震及人类不合理工程活动影响下,存在复活变形的可能。

3) 滑坡坡脚(北环路北侧)因居民兴建房屋,造成大量坡脚挖方,坡顶修建经堂等工程活动对滑坡的失稳形成诱发因素,对坡下居民、建筑、公路造成重大的安全隐患,有必要及时采取相应的支挡防护措施。

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