庐江县冲口滑坡形成机理及稳定性分析

2020-09-10刘彦鑫

看世界·学术上半月 2020年4期

摘要：庐江县冲口滑坡是因建房切坡加连续降雨而引起的小型滑坡，文章阐述了该滑坡的基本特征，重点分析了该滑坡的成因、形成机理及稳定性，最后对该滑坡的治理提出了综合治理方案。

关键词：滑坡;形成机理;稳定性分析;滑坡治理

引言

冲口滑坡位于安徽省庐江县龙桥镇凌安村。该滑坡始发于上世纪70年代，最近的一次滑动发生在2011年6月。现状滑坡后缘高程72.0～73.31m，前缘高程55.0～62.3m，相对高差10.0～18.0m左右。地形坡度15°～35°，前缓后陡。滑坡呈圈椅状，在标高72.0m处形成一高约0.8m陡坎，构成滑坡后壁，后部呈弧形见擦痕，坡体上部为残坡积物构成。滑坡后缘宽约25.0m，前缘宽约79.0m，纵长约40.0m，滑坡体厚1.50～3.00m，平均厚2.18m，面积约2.8×103m2，体积约6.1×103m3，滑坡主滑方向81°，屬牵引式小型浅层土质滑坡。

一、地质环境概况

地貌属低山剥蚀地貌，地势西高东低，坡向向东，斜坡呈箕斗状，前缓后陡，地形坡度15°～35°;区内最高点海拔高程145m，最低点高程45m，相对高差为100m。区内多年平均降水量1167.1mm，日最大降雨量190.9mm，1小时最大降雨量为67.0mm;汛期5-9月份降雨量占全年降水量的61%。滑体物质组成主要为残坡积粉质粘土，局部为粘土夹碎石，钻探揭露厚度1.5m-3.0m。区域上位于郯庐断裂带南东的庐枞火山盆地（向斜盆地）北东翼部，南北向及北西向构造发育，滑坡区内未见有断层分布。区内地下水类型主要有松散岩类孔隙水和基岩裂隙水两种类型，其中松散岩类孔隙水对滑体稳定性影响大。区内不良地质作用主要有前缘建房切坡导致的小型崩塌等。人类工程活动主要表现在村民对坡体的开垦种植，村民建房中不同程度的切坡、开挖坡脚等人类工程活动，均对地质环境有破坏作用。

二、滑坡成因及机理分析

（一）滑坡成因分析

依据调查，综合滑坡体的形态特征及所处地质环境条件分析，滑坡是由所处的地质环境条件、人为因素和气象因素共同作用下而形成的。

1 地形地貌

滑坡区地貌属低山剥蚀地貌，地势整体西高东低，斜坡地形较陡，坡度15°～35°，前缓后陡及箕斗状的斜坡易于汇聚上游山坡的地表径流，地表水入渗增加滑体重量，降低滑带抗剪切强度，使后部较陡的松散土石体失去前部抗滑力支撑后，产生变形。

2 地层岩性

现状斜坡上残坡积层厚度1.5～3.0m，滑动前最大厚度4.5m，为粉质粘土夹碎石，从上向下碎石含量逐渐增加，结构松散，透水性强，有利于地下水的入渗，利于滑体的变形。滑床为次火山岩粗安岩，由于组成成分不含石英，上部全风化～强风化，岩体风化后呈土状、砂状，全风化厚度1.3～6.0m，雨季上层滞水下渗至此软弱结构面径流缓慢，造成饱水，形成滑动带，该滑坡属于浅表层土质滑坡，松散层与强风化层接触面是该滑坡的主控滑面。

3 降水

降水是滑坡形成和发展的主要诱因之一，连续的降雨入渗后，导致土体和强风化岩体在水的浸润作用下，容重增大，增大下滑力，致使斜坡的整体稳定性变差，粘聚力及内摩擦角下降，阻滑力下降，易沿基覆界面和岩层面滑移失稳。

4 植被因素

滑坡体为竹园，土层裸露，虽然毛竹根系发育，可以固定土体防止雨水入渗，但对毛竹周期性采伐，遗留的残根腐烂引导地表水入渗冲刷，甚至形成土洞，破坏了土体结构和稳定性。

5 人类工程活动

坡脚修建民房存在切坡，切坡高2～6m，形成坡度70°～85°度的高陡临空面，未采取相应的护坡措施，导致初期发生崩塌。边坡的不合理开挖及临空面崩塌破坏了边坡的结构，从而打破了斜坡体原有的应力平衡，使斜坡坡脚支撑（抗滑力）减弱，导致斜坡体松散层局部复活变形，引发滑动连锁反应。

（二）滑坡机理分析

坡体松散层孔隙发育，随着降雨入渗，土体软化，重力增加，特别坡体前缓后陡，使得坡体前缘局部应力集中，下滑力增加，而地下水活动降低了土体抗剪强度;其次下部强风化基岩渗透性低，遇水易软化，雨水下渗后易顺坡沿此软弱结构面渗流，成为滑动带润滑剂;坡体前缘由于建房切坡形成高陡临空面导致斜坡前缘崩塌，破坏了原坡体结构，使坡脚失去支撑，导致坡体失稳。

三、滑坡稳定性计算分析

（一）滑坡稳定性计算方法

关于滑坡的稳定性计算分析，前人已经作过很多的研究。冲口滑坡的破坏模式为折线形平面滑移。本滑坡的稳定验算采用《滑坡防治工程勘查规范》（GBT32864-2016）推荐的计算公式进行。

其中：

式中：为稳定性系数;为第计算条块自重与建筑等地面荷载之和（kN/m）;

为第条块内聚力（kPa）;为第条块内摩擦角（°）;

为第条块滑动面长度（m）;为第条块滑面倾角（°），反倾时取负值;为第条块地下水流向，一般情况下取浸润线倾角与滑面倾角平均值（°），反倾时取负值;为地震加速度（单位：重力加速度g）;为第块段饿剩余下滑力传递至第块段时的传递系数（）;为第条块地下水渗透压力产生的垂直滑面分力（kN/m）;为第条块地下水渗透压力产生的平行滑面分力（kN/m）;为水的容重（kN/m3）;为孔隙压力比。

（二）滑坡参数及其稳定性计算

根据滑坡土体土工试验结果，结合地区经验、特别是根据目前该滑坡所处的状态进行反算分析及相关技术资料，综合确定参数如下：①滑体土天然重度18.1kN/m3，C值45.5kPa，φ值15.8°，饱和重度18.9kN/m3。②滑带土天然状态C值10.5kPa，φ值15°;饱和状态C值8kPa，φ值13°。计算工况一：自重（天然工况）;工况二：自重+暴雨（坡体饱水）。

根据滑带土计算参数，经计算，在天然工况下滑坡稳定系数为1.087，处于基本稳定状态;在暴雨工况下稳定系数为0.986，处于不稳定状态。

四、滑坡治理方案

依据滑坡体形变现状，结合滑坡稳定性分析结果，既要做好治理防治保护工作，也要做到群防群治工作，确保滑坡体稳定，其防治措施建议如下：（1）加強滑坡变形、地下水位变动监测，进行定期巡视观测。（2）建立一个完整的截排水系统，切断地表水补给地下水流通道，避免水体流入渗入，影响坡面稳定;（3）坡脚设计抗滑措施，建议采用抗滑桩和挡墙。

结语

（1）冲口滑坡主要是由所处的地质环境条件、人为因素和气象因素共同作用下而形成的。

（2）滑坡的主要原因是坡脚的卸荷、土坡内存在软弱夹层，在降雨条件下导致大量的地表水渗入，降低了滑动面上土体强度。最后产生了山体滑坡。

（3）滑坡治理工程应在准确分析论证后尽早及时治理，根据滑坡体工程地质条件及场地地质环境条件，采用减、排支挡的综合治理措施进行治理。

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