湖南省安化县清塘铺镇中石村滑坡特征及稳定性分析

刘剑

摘  要  中石村滑坡滑体主要为含碎石粘土，滑床为泥盆系中统吴家坊组石英砂岩、炭质板岩，通过对滑坡的特征分析及稳定性评价，为山区同层位滑坡地质灾害的防治，提高减灾防灾工作认识具有现实意义。

关键词  中石村滑坡;特征分析;稳定性评价

中图分类号：P642.22                         文献标识码：A

Abstract： The landslide in Zhongshi village is mainly composed of gravel clay and sliding bed with quartz sandstone and carbonaceous slate of the Wujiafang Formation of the Middle Devonian. The characteristics of the landslide are analyzed and the stability of the landslide is evaluated. It is of practical significance on enhancing the awareness of disaster reduction and prevention of geological hazards of landslides at the same level in mountain areas.

Keywords：  landslide in Zhongshi Village; feature analysis; stability evaluation

1  滑坡概况

1.1地理位置

中石村滑坡位于安化县东南部，清塘铺镇230°方位，直距5.5km，滑坡中心点平面直角坐标X=3102490，Y=37569459，地理坐标为东经111°42′23″，北纬28°02′05″，行政区划隶属于清塘铺镇中石村建和组。

1.2滑坡形态特征

中石村滑坡平面形态呈长条形，整体地势西高东低，滑坡由上下两个滑体组成（上部滑坡为1号滑体，下部滑坡为2号滑体）（图1、图2），2个滑体虽处于同一斜坡上，其结构特征基本一致，但两者滑动并无直接联系，为2个相对独立的滑体。现分述如下：

1号滑体主滑方向为60°，坡度32°，滑坡长112 m，宽90 m，滑体均厚3.8 m，总方量为3.8×104m3。滑坡后缘标高660.8 m，前缘标高595.6 m，相对高差65.2 m。平面形态呈舌形，剖面形态呈上缓下陡凸形。

2号滑体主滑方向为74°，坡度24°，滑坡长91 m，宽156 m，滑體均厚5.4 m，总方量为7.67×104m3。滑坡后缘标高592.2 m，前缘标高556.5 m，相对高差35.7 m。平面形态为舌形，剖面形态呈上缓下陡凸形。

综上所述：中石村滑坡是由2个上缓下陡的浅层小型滑坡组成。

1.3变形特征

中石村滑坡由2处小型滑坡组成，区内变形特征主要表现为地表裂缝、渗冒浑水及建筑物变形等。分述如下：

2008年1月20日，1号滑坡后缘初现5条裂缝，其主裂缝长95 m，宽0.3～0.8，深0.5～1.5 m，主要受地形线控制，延伸方向为80°， 滑坡前缘地面多处鼓起，本次调查裂隙均已填埋;2013年4月22日，裂缝变宽、加深，前缘临空面局部滑动，滑动方向为30°，堆积方量3000m3，损坏房屋3间。

2013年4月23日，2号滑坡斜坡中部发育3条拉张裂缝，潜在剪出口位于溪沟北西岸陡坎，雨时有冒浑水现象，持续至今。

2  滑坡区地质概况

2.1 地层

区内出露地层岩性为泥盆系中统吴家坊组（Dw）石英砂岩、炭质板岩及第四系（Q）含碎石粘土。

2.2 地质构造

区内构造较复杂。滑坡南侧见背斜，核部走向70°，岩性为砂岩夹板岩，产状：330°∠38°。 滑坡北东侧公路边发育一条张扭性断层，断层产状：140°∠75°，断层破碎带宽0.6～0.7m，见角砾岩和断层泥。

2.3 水文地质条件

2.3.1气象与水文

本区属亚热带季风气候，四季分明，雨量充沛。据安化县气象站1981-2017年统计资料，历年年平均降雨量1738.0mm，历年最大降雨量2239mm（2002年），月最大降水量778.7mm（1990.6），日最大降水量238mm（1990.6.12），小时最大降水量88.7mm（1993.8.16，22时）。区内地表水位、水量均呈季节性变化显著，接受大气降水补给。

2.3.2 地下水

区内地下水类型主要为第四系松散岩类孔隙水及基岩裂隙水两大类。

（1）松散岩类孔隙水：分布于勘查区及外围山体表层浅部，赋存于残坡积层碎石土中，属上层滞水，含水量季节性变化大，旱季贫乏，雨季富水性较好，对滑坡稳定性影响很大。

（2）基岩裂隙水：分布于勘查区下伏基岩中，岩性为泥盆系中统吴家坊组（Dw）的石英砂岩、炭质板岩，据本次钻孔揭露，其富水性中等，钻孔静止水位埋深为7.13～12.43 m。

2.4 工程地质特征

区内工程地质特征分为岩体、土体两类，分述如下：

（1）岩体：薄～中层状石英砂岩、炭质板岩为主岩性综合体。其主要物理力学性质参数：石英砂岩平均单轴饱和抗压强度为51.85Mpa，属坚硬岩类。炭质板岩单轴饱和抗压强度10～15Mpa，属软弱岩类。据钻孔揭露，强风化～中风化板岩为勘查区场地下伏基岩。

（2）土体：为含碎石粘土单层结构土体，由残坡积层碎石土、亚粘土组成，结构较松散，广泛分布坡面，厚度不一，稍湿，可塑～硬塑。据现场调查，结合钻孔揭露，该层厚度1.0～6.0m，为滑体主要组成部分。本次共取样12组进行试验，其中滑体10组、滑带2组，对天然重度等物理力学性质指标进行了综合分析（见表1）。

由统计结果可知，滑体含碎石粘土非饱和快剪凝聚力C值20.0～28.0 kPa，内摩擦角φ值一般在14.0°～16.0°;饱和凝聚力C值19.2 kPa，内摩擦角φ值一般在15.0°。

滑带土统计了2组单值，滑带粉质粘土非饱和快剪凝聚力C均值23.3kPa，内摩擦角φ均值23.7°;饱和凝聚力C均值16.0 kPa，内摩擦角φ均值18.0°

2.5 滑坡结构特征

2.5.1滑体特征

区内滑体主要组分为含碎石粘土，呈灰黄色，混杂结构，松散～稍密，稍湿，硬塑～可塑，碎石成分主要为石英砂岩、炭质板岩，碎石一般含量50～60%，块度一般1～20cm，次棱角状为主。据钻孔揭露，1号滑坡滑体厚3.8m;2号滑坡中滑体厚5.4m。

2.5.2滑面及滑带特征

滑面为岩土接触面，受强风化带深度控制。1号滑坡滑面形态为凸形，控滑面产状为60°∠32°，埋深3.8m;2号滑坡滑面形态为凸形，控滑面产状为85°∠23°，埋深5.4m。

滑带土为粉质粘土，棕黄色，泥质含量大于80%，稍湿，软塑～可塑，易于滑动。滑带厚度0～0.3m。

2.5.3滑床特征

滑床为泥盆系吴家坊组（Dw）石英砂岩、炭质板岩。滑床整体岩层产状为140°∠57°。据钻孔揭露，滑床风化程度较深，硬、软类岩石相间，岩芯多为长柱状或碎块状。

综上所述，区内滑体主要为含碎石粘土，控滑结构面为覆盖层与基岩接触面。

3  滑坡稳定性分析

3.1 计算参数的选取

中石村滑坡规模较小，地质结构较简单，区内滑坡物质组分及相对含量基本一致，为便于计算，对区内的2处滑坡土体滑带抗剪参数取统一值，在室内土工试验结果与反演计算结果对比的基础上，结合有关专家意见综合取值（见表2）。

3.2计算剖面选取

采用极限平衡法，建立折线型力学结构模型，选取土岩接触面为假定滑动面，选取滑坡主剖面2-2'线为计算剖面，其计算剖面图见图3。

3.3计算工况与下滑推力安全系数

参考《滑坡防治工程设计与施工技术规范》（DZ/T0219-2006）表5，防治工程等级为Ш级，下滑推力计算安全系数按表3取值。

3.4稳定性计算结果和评价

（1）稳定性计算采用传递系数法，公式如下：

式中： Kf—稳定系数;

Wi—第i条块重量（KN/m）;

A —地震加速度（重力加速度g）;

Ri—作用于第i条块的抗滑力（KN/m）;

φi—第i条块土的内摩擦角（°）;

ci—第i条块土的内聚力（KN/m）;

Li—第i条块滑面长度（m）;

Ti—作用于第i条块滑面上滑动分力（KN/m）;

Ψj—第i条块的剩余下滑力传递至第i+1块段时的传递系数（j=i）;

αi——第i条块滑面倾角（°）。

稳定性计算结果与评价见表4。

（2）下滑推力计算公式如下：

Pi=Pi-1×ψ+Kst×Ti-Ri

式中：  Pi—第i条块的推力（kN/m）;

Pi-1—第i+1条块的剩余下滑力（kN/m）;

ψ—传递系数;

Kst—下滑推力安全系数，工况I取Kst=1.15，工况II取Kst=1.05;

Ti—作用于第i条块滑面上的滑动分力（kN/m）;

Ri—作用于第i条块滑面上的抗滑力（kN/m）。

下滑力计算结果见表5。

综上所述：1号滑坡、2号滑坡在工况I下稳定系数为Ks=1.233～1.456，表明滑体均处于稳定状态;1号滑坡、2号滑坡在工况II下稳定系数为Ks=0.861～1.044，表明滑体均处于欠稳定—不稳定状态。

4  结论

（1）通过定性分析与定量计算，认为滑坡体在自然工况下稳定性好，在暴雨工况下处于欠稳定—不稳定状态，该滑坡体整体稳定性受降雨影响显著。

（2）通过对该滑坡体地质条件分析，并结合变形特征判断，该滑坡体属于典型浅层土质滑坡，控滑面为土岩接触面，滑带土為粉质粘土，滑体自重大，易发生滑动。

（3）该滑坡体滑床为泥盆系吴家坊组（Dw）石英砂岩、炭质板岩，该层位岩体软硬相间，在长期风化、雨水作用下，板岩极易软化，岩体力学性质明显下降，容易发生滑坡地质灾害，应予以足够的重视。

参考文献/References

[1]《滑坡防治工程勘查规范》（DZ/T0218-2006）.

[2]《滑坡防治工程设计与施工技术规范》（DZ/T0219-2006）.

[3]《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009年版）.

[4]《湖南省安化县清塘铺镇中石村滑坡勘查》（湖南省地质矿产勘查开发局414队，吴能杰，刘幸庭，张益华）（2013.8）.