裂隙水压力作用下岩质滑坡成因机理与防治对策研究

程 琳 祝浩然 洛绒克孜 叶高铭

（1.成都理工大学，四川 成都610059 2、四川省华地建设工程有限责任公司，四川 成都610081）

1 概述

滑坡作为我国最常见的地质灾害之一，在我国西南山区滑坡灾害较为发育，其中有一类滑坡较为特殊。在砂泥岩互层的顺向岩质边坡中，当坡体后缘有裂隙发育时，在降雨不良工况下，雨水通过裂隙渗入坡体内部，在后缘形成水柱，对坡体结构产生向外的推力。

同时雨水会沿着坡体内部的砂泥岩软弱夹层往下渗流，泥岩遇水容易发生软化作用，泥岩软化后，其抗剪强度将会急剧降低，上部岩土体在自身重力作用下，当软弱面所能提供的抗滑力小于下滑力时，岩土体将沿着该软弱面发生平面滑移剪切破坏。

通过对裂隙水压力影响的分析，建立坡体稳定性计算模型，得出此类滑坡稳定性计算公式。在此基础之上，提出这类坡体结构在前期弱变形时的处置方案，有效的防止了大规模滑坡的发生。

2 此类滑坡成因机理分析及计算模型建立

2.1 滑坡成因机理分析

①岩体结构

该滑坡位于眉山市青神县，在坡体发生失稳前，为一砂泥岩互层的顺层结构坡体，边坡岩体为中～薄层状砂、泥岩互层结构，岩层倾角相对较缓，泥岩多呈碎裂结构，位于表层的岩体风化较为严重，裂隙较为发育，为雨水的入渗提供了有利条件。泥岩遇水极易软化，可使边坡岩土体向临空方向变形，因而从边坡岩体结构特征来看，该坡体具备变形失稳的条件。

②地形条件

滑坡所处位置地形整体情况为后缘较陡，前缘道路处较缓，坡体中上部的坡度逐渐增大，为滑坡的发生提供了足够的动能条件，在上部岩土体自身重力的作用下，使坡体发生推移式滑动。

③自然因素

滑坡的形成需要很重要的一个自然条件，那就是雨水的作用，经过现场访问可知，该滑坡发生时正值暴雨天气，雨水经过基岩裂隙进入坡体内部，对斜坡岩土体的影响较大，一定程度上降低了滑面岩土体的抗剪强度，从某种程度上来说，降雨可以加剧斜坡体的变形。

2.2 此类滑坡稳定性计算模型的建立

图1 红层砂泥岩互层岩质边坡分析模型

对于砂泥岩互层的岩质边坡而言，水是影响坡体稳定性的重要因素。西南地区红层泥岩在不断的干湿循环作用下会发生崩解现象，砂岩在干湿循环作用下，也会发育一定的张拉裂缝，砂泥岩互层的软弱结构面在裂隙水的作用下抗剪强度急剧降低，进而坡体在自身重力的作用下向坡外发生剪切位移。

国外学者Hoek 和Bray 在分析时，考虑了裂隙水压力的作用，建立了边坡稳定性分析模型。如图1。

在上图1 中，硬岩层为砂岩层，软岩层为泥岩层，雨水从后缘裂隙渗入坡体结构，在后缘裂缝形成一定高度的水柱，产生水压力T2，在软岩处形成渗水通道，同时形成扬压力T1。建立传统的基岩裂隙充水滑坡稳定性计算公式：

在式1 和2 中γw- 水的重度，Z- 后缘裂隙水柱高度，l- 滑面长度，坡上岩土体在重力和水压力的作用下，稳定性系数Fs的计算式如下：

式（3）中：

W- 上覆岩土体重力；

T- 抗滑力，R- 下滑力；

c- 黏聚力；

φ- 内摩擦角。

当不考虑裂隙水压力作用时，坡体的稳定性系数Fs的计算式为：

对比式（3）和式（4）可明显得出在水压力的作用下，坡体的稳定性会降低。

3 防治工程建议

以眉山市某滑坡为例，考虑裂隙水压力对坡体的作用，根据现场实地调查得知，坡体上部发育有明显的张拉裂缝。依据相关试验以及规范，将坡体相关物理力学参数整理如下表1。

表1 坡体相关物理力学参数

在不考虑水压力的情况下，根据（4）式计算可得坡体稳定性系数为1.21。但是实际情况下需考虑水压力的作用，根据（3）式计算可得坡体在暴雨工况下的稳定性系数为1.03，处于欠稳定状态。因此，需对坡体采取适当的工程治理措施。

对于这类由于基岩裂隙水的作用而引起的岩质滑坡，在工程治理时应该先考虑对水的治理，在条件允许的情况下，遵循“治坡先治水”的原则。对这类滑坡提出抗滑支挡+截排水沟的防治措施。

4 结论

通过对砂泥岩互层岩质滑坡成因机理的分析，来了解砂泥岩互层结构的破坏形式。泥岩属于软岩，在水的作用下易软化，强度急剧下降，砂岩属于硬岩。在砂泥岩接触面处遇水极易软化，抗剪强度降低，在自身重力作用下，容易发生顺层滑移破坏。

相比于常规的土质滑坡而言，裂隙水压力作用下顺层岩质滑坡的防治措施，除了传统的支挡工程外，很重要的措施为设置截排水沟，防止地表水过多的流入基岩裂隙。当发现坡体结构后缘出现张拉裂缝时，应先采取防水措施，修建截排水沟和裂缝封填，遵循“治坡先治水”的防治原则。