醴陵市枧上社区江华组滑坡稳定性分析及失稳机制

凌波，陈婉君，张海忠

摘 要 湖南醴陵地区是滑坡地质灾害影响较为严重的地区之一。本文以醴陵市泗汾镇枧上社区江华组滑坡为例，在收集自然地理及区域地质环境资料基础上，结合滑坡勘查资料，对滑坡类型、变形特征及成因机制进行研究，综合利用传递系数法定量分析评价滑坡的稳定性，采用ABAQUS有限元模拟滑坡滑动变形过程。结果表明该滑坡依旧处于不稳定状态，未来在暴雨状态下，滑坡体大概率会再次发生推移式滑动。

关键字 滑坡;成因机制;稳定性;数值模拟

中图分类号： P694 文献标识码：A

Stability Analysis and Instability Mechanism of Jianghua Formation Landslide in Jianshang Community， Liling City

Ling Bo ， Chen Wanjun ， Zhang Haizhong

（214Team， Hunan Geological & Mining Organization for Non-Ferrous Metals， Zhuzhou Hunan 412007）

Abstract： Liling area in Hunan is one of the areas with serious landslide geological disasters. Jianghua Formation landslide in Jianshang Community of Sifen Town， Liling City was taken as an example. Based on the collection of natural geography and regional geological environment data， combined with landslide exploration data， the types， deformation characteristics and genetic mechanism of landslide were studied. The transfer coefficient method was used to quantitatively analyze and evaluate the stability of landslide and the ABAQUS finite element simulation was employed to simulate landslide sliding deformation process.The results show that the landslide is still in an unstable state. In the future， the landslide will slide again under heavy rain.

Keywords： landslide; genetic mechanism; stability; numerical simulation

醴陵市泗汾镇枧上社区江华组滑坡位于湖南省醴陵市四汾镇，2019年7月9日，受50年一遇的强降雨影响，该滑坡发生明显滑动变形，造成财产损失，并威胁人身安全。2020年7月，受醴陵市自然资源局委托，我单位技术人员实地勘察，发现滑坡裂缝依然有变宽趋势，推断滑坡依然处于不稳定状态，严重威胁前缘居民人身财产安全。

1 区域工程地质条件

滑坡所在区域为低山丘陵地貌，滑坡所在山体海拔最大高程88 m，前缘最低高程55 m，最大相对高差为33 m，山体坡度20°～50°，整体地势为北高南低。滑坡前缘因切坡建房，形成局部临空，如图1所示容易导致滑坡地质灾害。

滑坡区地层岩性由新到老依次为更新统（Qp）碎石土、戴家坪组（K2dj）强风化-半风化砂岩夹薄层泥岩。根据工程揭露情况，第四系碎石土主要分布表层，厚度不均匀，山坡厚度1～3 m，山顶及山脊厚度达到6～8 m，成分主以砾石、砂质及少量泥质、腐殖质组成。戴家坪组（K2dj）：紫红色强风化-半风化-未风化砂岩，强风化砂岩，岩芯破碎，呈松散、干塑状态，中密-致密块状;半风化-未风化砂岩夹薄层泥岩，呈致密块状，完整性较好，厚度不明。

滑坡所在区域属于亚热带季风气候区，四季分明，夏季多强降雨，且具有强暴发，短集中的特点。滑坡区地表水系不发育，滑坡的地下水的补给主要依靠大气降雨，水体顺坡向山下溪沟排泄。

2 滑坡的类型及变形特征

滑坡体处于一个前缘临村庄、农田，背靠丘陵斜坡位置。根据详细勘查资料，该滑坡体呈似弓形，具多个台坎滑塌，纵长120 m，横宽19 m，平均厚3.0 m，面积2 280 m2，体积6 800 m³，为小型土质滑坡。滑坡体内东西发育1#、2#两个垮塌区，垮塌区前缘及中部均出现了拉张裂缝。滑坡体为强风化紫红色中-厚层砂岩、粉砂岩夹薄层泥岩，滑带土为碎石土、强风化砂岩与半风化砂岩间薄层粉砂质泥岩。钻孔揭露滑带土具有明显流塑状态。

滑坡边界特征显著，后缘形成1.0～1.5 m陡坎，前缘以垮塌房屋屋后挡墙为界，左側边界有0.2～1.0 m高差陡坎，右侧边界具有明显拉张裂缝及0.5～2m高差陡坎。

1#呈椭圆形，前缘宽55.3 m，后缘宽37.5 m，滑坡长度16 m，面积约750 m2，厚度1.6～4.6 m，滑坡体方量约2 250 m³，以推移式滑动为主。2#前缘宽度27.5 m，后缘宽度13.2 m，滑坡体纵向长度15.5 m，面积约320 m2，厚度2.2～3.5 m，滑坡体方量约1 000 m³，以迁移式滑动为主。

3 成因机制分析

综合滑坡地形地貌、地层岩性、形成条件、影响因素及变形特征分析，该滑坡形成是多种因素综合作用[1-2]。

（1）地形地貌。地形是滑坡形成的基础，滑坡所处地形地貌属于强风化丘陵地貌，滑坡体所在斜坡坡垂直高差33 m，坡度40°～50°，陡坡及百姓切坡前缘临空为滑坡的形成创造有利条件。

（2）地层岩性。滑坡区地层为碎石土、强风化-半风化-未风化砂岩夹薄层泥岩，砂岩风化层极易产生渗流，加之薄层泥岩强度极低，遇雨水侵润极易软化，形成软弱带，形成滑动面。

（3）降水因素。滑坡为单面斜坡，地表无水系，对滑坡形成影响最大的主要是暴雨影响。滑坡发生的时间是2019年7月6日至2019年7月9日，正是醴陵市遭遇50年一遇重大洪灾，全市普降大到暴雨，最大降雨413.8 mm，暴雨造成土体重度增加、动水压力增大、土体抗剪强度降低，最终诱发该滑坡。

（4）人类活动因素：滑坡1#、2#垮塌区前缘均有百姓切坡建房，切坡形成局部1.0～1.5 m临空，且坡脚未修建基础护角墙，极容易形成滑坡。

綜上所述：滑坡形成机制为地表强风化中—厚层碎石土、粉质黏土由于遭受暴雨渗入，导致土体处于饱和状态，风化层中泥岩软弱接触界面软化，抗剪强度降低，同时坡面前缘临空缺乏护脚，暴雨冲刷坡体及土体重度荷载增加增大，最终导致滑体沿着滑动面滑移，力学模式为以推移式滑坡为主的混合式滑坡。

4 稳定性分析

4.1 稳定性计算

滑坡岩土体力学参数根据土工试验、反演分析综合确定（见表1）。以剖面2-2′为例，滑动面大致为折线滑动，用传递系数法计算滑坡稳定性及推力，计算模型见图4计算结果见表2[3]。

4.2 ABAQUS数值模拟分析

滑坡数值模拟分析采用的本构模型为Mohr-Coulomb模型，具体方法为强度折减法Cm=C/Fr ，Φm=arctan（tanΦ/Fr），通过不停增加Fr强度折减系数，模拟分析边坡变化情况[4]。强度折减法根据3个方面进行判断：

（1）计算数值是否收敛;

（2）以特征部位的位移拐点;

（3）是否形成连续贯通区[4]。为建模方便，减少计算效率同时不失去真实性，简化为二维模型。本滑坡以2-2'剖面进行研究，建模岩石体力学参数采用表1，具体模型如图4所示：

从滑坡位移等值线云初始阶段、中期、终期3个阶段可以发现（见图5-7），在工况2暴雨+自重状态下，上部滑坡土体中上部土体先滑，不停地向下推移，而后后缘产生裂缝，最终使滑坡体整体发生较大滑移，滑坡依然处于不稳定状态。

5 结论

（1）滑坡体滑带土岩性为强风化上白垩统粉土，土质结构松散，容易透水，在大-暴雨时，一部分雨水下渗，软化滑动面，降低了滑动面（带）岩土体抗剪强度;一部分雨水冲刷坡面土体，二者共同作用，导致坡面浅层土体失去支撑，在重力等作用下，斜坡失稳而产生位移变形，最终导致滑体沿着滑动面滑移，力学模式为以推移式滑坡为主的混合式滑坡。

（2）ABAQUS数值模拟分析与传递系数法相结合，准确判断该滑坡依旧处于不稳定状态，未来在暴雨状态下，滑坡体大概率会产生滑移，滑移的变形机制为上部土体先滑，不停地向下推移挤压，最终滑坡体整体发生较大滑移，再次发生推移式滑坡。

参考文献/References

[1]董建辉，邱茂.梅子坪滑坡变形机制及稳定性分析[J].成都大学学报（自然科学版），2021，40（2）：202-206.

[2]侯李杰，张玉芳，刘洪瑜等.西南地区红层滑坡致灾成因及致灾模式研究[J].铁道建筑，2021，61（2）：71-74.

[3]苏爱军，冯明权.滑坡稳定性传递系数计算法的改进[J].地质灾害与环境保护，2002（3）：51-55.

[4]张鹏，张绍和，刘磊磊.基于物质点强度折减法的二维均质c-φ边坡稳定性分析图表[J/OL].工程地质学报：1-12[2021-12-03].https：//doi.org/10.13544/j.cnki.jeg.2020-660.