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新平县老厂集镇片区易地扶贫搬迁点滑坡成因及稳定性分析

2019-09-10杨海史雪飞霍思宇

炎黄地理 2019年2期
关键词:滑坡稳定性成因

杨海 史雪飞 霍思宇

摘 要:本文以新平县老厂集镇片区易地扶贫搬迁点滑坡为例,分析滑坡成因,并根据工程实际情况、区域经验及室内土工试验选取适合的土层参数(C、φ值),使用规范推荐计算公式,在不同工况条件下计算滑坡稳定性及滑坡推力,为该滑坡的防治工程设计提供可靠依据。

关键词:新平县;滑坡;成因;稳定性

引言

新平县老厂集镇片区易地扶贫搬迁点滑坡位于老厂乡集镇片区易地扶贫搬迁点场地西北角。该滑坡主要分布在搬迁点北西角拟建民房最北侧一排及至其北侧的台地中,滑坡后缘处于台地中对庄稼造成一定影响,滑坡前缘延伸至扶贫搬迁点拟建区域,对搬迁点居民楼及道路施工产生较大影响。

老厂集镇滑坡滑动区平面上呈“撮箕状”,剖面形态为“阶梯状”,后缘宽约40m,前缘宽约60m,顺坡长度约90m,滑体平均厚度4.5m,滑坡总方量约2.5×104m3,规模为小型滑坡,主滑方向为150°。

滑坡区域地貌为低中山地貌,滑坡位于两小山包间的凹口处台地位置,滑坡中部至后缘坡度较缓约为12°,中部至前缘坡度较陡约20°。滑坡前缘标高约1522m左右,不同程度度剪出,剪出高度局部可达1.5m,底部见明显擦痕;后缘标高为1543.00m左右,后缘裂缝走向为近东西向,基本与滑向垂直,后缘可见水平10~15cm张裂,竖向深度5~50cm不等见明显擦痕;滑坡两侧壁为两侧山包地形突变区域,见近南北向裂隙,部分裂隙竖向可达70cm,擦痕光滑明显。(见图1)

1 滑坡物质组成及滑带划分

滑体物质成分为①耕土层(Q4ml):褐色,松散状,主要为粉质粘土局部混夹少许未风化砂岩颗粒,厚度较小,均厚0.56m;②粉质粘土层(Q4dl):褐黄~灰黄色,可~硬塑状态,具饱水易软化特征,均厚4.10m,层位较稳定。

滑带为②层粉质粘土(Q4dl)与③层粉质粘土(Q4el+dl)接触部位,勘探过程中浅井工程中该部位随时间推移有微小错动,且该位置土体较上下土体软弱;钻探钻进过程中接触带扰动严重,该段土特征为遇水软化,岩心采取困难,透水性差,力学性质与下伏地层差异大,经雨水渗透浸泡后形成软弱滑动带,厚度较薄且不均。

滑床为③层粉质粘土(Q4el+dl):灰色、硬塑状态、为残坡积层,含25%左右未完全风化泥岩粒径0.2~3.0cm,棱角状,层位较稳定。下伏地层为三叠系上统舍资组(T3s)④层泥岩,灰色为主,局部灰黄色,泥质结构,薄-中层状构造,风化裂隙呈线状稀疏发育,节理裂隙一般发育连续性差,无规律,岩体多呈块状或短柱状。风干易炸裂,遇水易崩解,锤击声哑,易碎,RQD统计30~50%之间,干钻较为困难。

2 滑坡影响因素及滑坡类型

2.1地形地貌:本次滑坡为两山包间的凹口处,该区域汇水面积较大,原地形为梯状耕地,地形坡度不大,自后缘至中部坡度渐缓中部到前缘部分坡度变陡。相对高差、地形坡度、斜坡结构与形态等特征,是控制或影响地质灾害发育的主要因素,受降雨侵蚀和区域地质构造的控制,为滑坡的变形提供了良好的滑移条件。

2.2坡体结构及岩土体类型:坡体物质主要由第四系松散堆积层组成,主要为耕土、粉质粘土坡体表面物质结构较松散,有利于雨水的下渗,下渗到粉质粘土层,属弱~不透水层,含少量砾石,孔隙比增大,透水性增强,该土层遇水软化特征明显。

2.3大气降水:近年来该区降水量变大,地表水极易下渗进入斜坡體松散土体中,大气降水后,雨水、地表水长期渗透浸泡,软化粉质粘土层,降低原土层强度,产生动水压力和孔隙水压力,潜蚀粉质粘土,增大粉质粘土容重。

2.4人类工程活动:滑坡前缘到中前部位置土体由于拟建房屋及道路施工开挖扰动严重,且形成较陡的挖方边坡,前缘形成较大临空面,破坏了原始坡面的完整性和稳定性(未做支挡措施),是诱发滑坡的重要因素之一。

滑坡所处地形地貌、滑坡体结构及岩土体类型、年份降雨、人类工程活动为滑坡形成的主要因素。

本次滑坡属现代滑坡,大气降水、暴雨时山坡土体饱和度、重度增加,即滑坡推力增加,加之坡脚至中部地段易地扶贫搬迁工程施工开挖形成较陡的土质边坡,诱发了滑坡。按《滑坡防治工程勘查规范》(DZ/T0218-2006)标准划分本次滑坡为浅层小型牵引推移复合式土层滑坡。

3 土层参数及稳定性分析

3.1土层参数选取

本次勘察滑体及滑床岩土层主要根据实验室指标获得其天然(饱和)重度,滑体重度值为:天然重度19.6kN/m3,饱和重度20.5kN/m3。滑带土根据实验室直接剪切试验、饱和重塑试验指标结合区域经验并根据现状工程情况,采用主剖面2—2′剖面进行反复推演分析,选取最恰当土体抗剪强度指标,C取14.4kPa,φ取5.4°。

3.2稳定性分析

依据《滑坡防治工程勘查规范》(DZ/T0218-2006)划分滑坡稳定状态,见表1。

依据勘察资料分析及滑坡所处环境的实际情况,计算目的是为滑坡稳定性评价及防治提供依据,计算时考虑降雨和地震工况。选主滑断面2-2'进行计算;对上述滑坡进行三种工况条件下的滑坡稳定性计算分析。

滑坡为土质滑坡,滑动面纵向上呈折线形,依滑体物质及滑面形态,采用《滑坡防治工程勘查规范》(DZ/T0218-2006)附录E.1.2选取选取折线形滑面计算公式进行稳定性计算。

①稳定性系数计算公式

②滑坡推力计算公式

按《滑坡防治工程勘查规范》(DZ/T0218-2006)附录E公式计算折线型滑动面滑坡推力:

3.3设计工况、标准的确定

根据滑坡区工程地质条件、水文地质条件,设定三类计算工况:

Ⅰ.自然状态:地下水为较高,滑带土处于饱和状态,地下水位以上采用以天然状态的容重,其余采用饱和容重和饱水抗剪指标为主要计算参数。

Ⅱ.饱水状态:地下水位较高,考虑到滑坡区地形条件、岩土类型、坡体易水浸、饱水特点,以饱和容重和反演及综合分析确定指标为主要计算参数。

Ⅲ.地震状态:考虑到滑坡区抗震设防烈度为Ⅶ度,且地下水位较高,地下水位以上采用以天然状态的容重,其余采用饱和容重和反演及综合分析确定指标为主要计算参数,地震荷载按50年~100年超越概率为10%的地震加速度计,即a=0.10。

3.4主滑剖面分块图计算示意图3及剖面计算结果见表2、3。

按照上述方法和计算工况,对主滑剖面2-2′纵剖面进行了稳定分析,计算条块、成果见表2、3。

3.5滑坡稳定性评价

在自然状态下稳定性系数Kf为1.01,滑坡处于欠稳定状态;在饱水状态下稳定性系数Kf为0.94,滑坡处于不稳定状态;地震状态下稳定性系数Kf为0.78,滑坡处于不稳定状态。

4 滑坡发展趋势及建议

通过对主滑面稳定性分析可知,本次滑坡整体处于欠稳定-不稳定状态。由于上部排水沟阻塞,滑坡底部原支撑土体被挖方移走形成临空面未及时支护,现天然状态下2-2′剖线方向上滑坡总体处于欠稳定状态,滑坡处于蠕滑阶段;若发生连续降雨,强降雨2-2′剖线方向上滑坡将处于不稳定状态,滑坡土体随时可能产生较大滑移而加剧变形发展,对在建和已建工程造成较大影响,为保护国家财产及人民的安全,建议尽快采取合理有效的综合治理措施。

参考文献

[1]史雪飞.新平县老厂集镇片区易地扶贫搬迁建设项目H1滑坡勘查报告,2018-2.

[2]马瑛娥.华亭县黄甫山二级公路滑坡稳定性计算分析[J].西部探矿工程,2012(2):7-9.

[3]DZ/T0218-2006,滑坡防治工程勘查规范[S].北京:中国标准出版社出版.

[4]常士骠.工程地质手册4版[M].北京:中国建筑工业出版社,2007:536-552.

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