云南玉溪江川爬地小组滑坡变形机理及稳定性研究

李明和，钱卫明，杨小强

云南省地质工程勘察总公司，云南 昆明 650051

云南玉溪由于地形地貌及气候条件的复杂性，不断发生重大滑坡、泥石流地质灾害，地质构造、地形地貌、岩土体性质结构是玉溪地质灾害发生的基础条件，降雨是诱发玉溪地质灾害的主要因素，80%以上发生于雨季（5—10月份），特别是当日和前三日暴雨影响最为严重。

玉溪市江川区爬地小组滑坡变形由来已久，形态清晰、周界清楚，变形特征明显。该滑坡直接威胁居民5户26人，间接威胁西北侧居民区11户60人，并对后缘主干道路稳定运行造成较大影响。该项目是云南省自然资源厅大型地灾防治项目，立项核定工程治理匡算资金为500万元。

1 滑坡形态特征

该滑坡主滑方向166°，整体坡度为13°～15°，横向最大宽度为148.0m，轴长374.5m，平面面积为36500m2，钻孔揭露滑体厚6.5～11.5m，平均厚9m，总体积约32.86万m3，该滑坡属中型中层推移式滑坡。

2 滑坡变形特征

该滑坡后缘原小学教学楼在二十多年间整体下滑约5.0～6.0m；2014年强降雨期间，后缘再次明显活动变形，裂缝长度达70m以上，错台约40～50cm，裂缝宽3～5cm，导致混凝土排水沟多段拉裂变形、局部错段严重；2016年在滑坡前部新建的变压器电杆，在三年间整体下移2～3m；滑坡中后部过境道路多次变形破坏，水沟多处错断，路肩挡墙多段剪断，并伴随圈椅状牵引裂缝，主要裂缝发育特征如表1所示。

表1 滑坡区内主要变形裂缝特征表

3 滑坡结构特征

3.1 滑体物质

根据钻孔揭露的岩土垂向结构，该滑坡滑体物质由上至下主要为散体结构的耕植土（Q4d）、残坡积粉质黏土层（Q4el+dl）、全～强风化玄武岩（P2β），滑体平均厚度为9m。上覆岩土体内部及层间结构空隙较大、土体裂隙较发育、透水性较强，有利于降雨下渗、径流，是水体良好的运行通道。流动的水体既是地质营力，又是致灾因子。

3.2 滑床物质

滑床为二叠系下统栖霞茅口组（P1q+m）灰岩，系硬质岩石，灰白色、青灰色，节理裂隙较发育，岩溶强度一般，新鲜断面可见铁质浸染，岩层稳定、结构相对完整，力学强度较高，岩体基本质量等级为Ⅱ级。

3.3 滑动面（带）特征

该滑坡垂向结构上，在滑体与滑床之间普遍存在全风化凝灰岩（P2β），该软弱夹层易吸水软化，吸水后结构破坏变得松散，其物理力学性质较差，水理性质不甚稳定。滑带垂向颜色分布以紫红色+灰绿色+黄褐色为主（多数钻孔以紫红色及灰绿色或一种颜色为主），局部混杂以后为杂色、彩色，稍湿，可塑～硬塑，切面光滑。纵向上，滑动带为折线型，有后部陡、中前部缓的特征。

现场取该滑坡凝灰岩钻孔岩芯浸泡约15min，发现其明显软化、局部崩解，岩土强度明显下降、由硬塑改变为软塑～可塑，手捏、搓、揉似泥浆，有较强滑腻感。

开挖时凝灰岩一般较干燥，含水率不是很高，一旦遇水后，就会发生快速膨胀，膨胀量较大，这将导致强度降低。可见，凝灰岩水理性质较差，易吸水、膨胀、崩解是该滑坡变形破坏的主要内因。

4 滑坡变形机理

除有利的地形条件与人类活动外，特殊的地层岩性组合是该滑坡的主要内因。下伏灰岩与上部玄武岩之间分布全风化凝灰岩，系典型软弱夹层，透水性差、易吸水，其干燥时呈硬塑黏土状，吸水后短时间内软化为软塑～可塑，力学强度降低值大。降雨或灌溉用水下渗后软化全风化凝灰岩，降低其力学性质；滑体物质饱水后容重增大并增加下滑力分量；地表水下渗到滑面附近受阻，并沿滑面向前缘方向渗流，垂向孔隙水压力及纵向渗流压力作用使下滑力分量增加，均不利于坡体稳定。当下滑力大于抗滑力，则发生整体滑坡、局部剧烈变形。

5 滑坡土体的稳定性分析

通过勘查及上述分析表明，该滑坡纵向主滑面已近乎完全贯穿，由整体蠕动变形、局部剧变向整体滑坡演变，部分坡体已被裂缝切割成分散的块体。后部滑体为主滑段、中部为动力传递段、前部具有阻滑性质，后部滑体水平位移及地表构筑物的变形均明显大于前部。

值得注意，该滑坡纵向长度超过370m，滑面倾角差异大，后缘牵引段、中部主滑段、前缘抗滑段特征明显不同。中部主滑段首先失稳蠕动，为剪切受力，形成一组压扭面和一组张扭面。后部牵引段因失去支撑，大主应力为其土体自重力，小主应力为其水平压应力，因而发生主动土压破坏。前部抗滑段受来自主滑段和牵引段的滑坡推力，因而发生被动土压破坏。根据滑动段位置及倾角特征，稳定性计算时应注意抗剪强度的差异性取值。因此，抗滑段滑带抗剪强度取值时，应考虑其实际阻滑作用，取值可适当大于主滑段及牵引段。

基于此该滑坡特征，根据国内相关研究宜使用不平衡推力传递系数法或摩根斯顿普莱斯法进行稳定性评价。根据该滑坡稳定性定量计算结果，在天然工况Ⅰ（自重条件）下，稳定系数为1.070～1.140，处于基本稳定状态；在校核工况Ⅲ（自重+暴雨条件）下，稳定系数为0.962～1.025，处于不稳定～欠稳定状态；在校核工况Ⅳ（自重+地震条件）下，稳定系数为0.986～1.039，处于不稳定～欠稳定状态。

以上表明，该滑坡整体已处于不稳定状态，在特殊工况下随时可能整体滑动，发展趋势不容乐观。

6 滑坡发展趋势

该滑坡天然工况下为基本稳定状态，暴雨工况下为不稳定～欠稳定状态，如不采取有效的综合治理措施，随着时间的推移，在各种不利因素（降雨、地表水、地震及人类工程活动等）的综合影响下，滑体沿灰岩顶面整体滑动破坏的可能性大，将直接危害坡体后缘居民区建筑、道路设施及坡体中部居民区建筑的安全稳定及人员安全。因此，应扼制滑坡的发展趋势，综合考虑控制最不利滑动带的形成贯通与受力作用特点，采取合理的治理工程，并结合现有排水设施完善排水系统。

7 防治工程建议

根据滑坡综合特征，于滑坡后部居民区及公路下侧有限设置一排抗滑桩以对保护区域形成直接支挡，可在短期内减缓、减小变形位移程度；并于滑坡前部地形收窄处设置一道谷坊坝，将施工产生的弃土堆积于库区内，可直接对滑坡体前缘形成反压，以减缓、减轻前部滑坡的滑移作用。

8 结论

（1）爬地小组滑坡特征清晰，周界清楚，主滑方向166°，整体坡度为13°～15°，滑体平均厚9m，总体积约32.86万m3，属中型中层推移式滑坡。

（2）全风化凝灰岩是灰岩与玄武岩之间的软弱夹层，其水理性质较差，易吸水、膨胀、崩解，是滑坡变形破坏的主要内因。

（3）滑带以上岩土体结构松散，是地下水良好的运行通道，水体促使全风化凝灰岩遇水、吸水后发生水理性质变化，是滑坡变形破坏的主要诱因。

（4）该滑坡整体已处于不稳定状态，在特殊工况下随时可能整体滑动，发展趋势不容乐观。

（5）应尽快采取科学合理的防治工程，如抗滑桩工程，并结合现有排水设施完善排水系统。