安徽省黄山市歙县三阳镇岭脚村木岭滑坡地质灾害及稳定性分析

2022-02-14王严一杰

西部探矿工程 2022年2期

王严一杰

（安徽省地质矿产勘查局332地质队，安徽黄山245000）

1 工程概括

歙县三阳镇岭脚村木岭滑坡地质灾害点位于安徽省黄山市歙县三阳镇岭脚村木岭自然村，距离歙县县城50km，距离黄山市屯溪区为85km，勘查区外有徽杭高速公路和S324 省道通过，因山路多弯狭窄，交通较为不便。

灾害点位于木岭组西北侧山体上,该地质灾害发生于2016 年3 月初，木岭村西北侧发生山体滑塌，约有100m3土石方冲向坡脚坡下溪流，滑坡发生后三阳镇政府进行了应急响应，到现场进行了调查和人员疏散安排。据现场对村民采访获悉,该边坡历史上曾发生两次较大滑塌，分别发生在1978年7月份和1996年6月12日。

2 滑坡基本特征

滑坡体位于歙县三阳镇岭脚村木岭自然村西北，坡面植被发育，下坡面灌木生长茂盛，上坡面主要为山核桃林及其它少量农作物。后缘拉张裂缝不断扩大。

坡体走向近50°向，倾向东南（图1）。滑坡体底宽约90m，长40m，主滑方向151°，坡度为35°～60°，局部陡立，剪出口位于强风化岩体表层（图2），冠部高程为485m左右，坡脚高程为435～462m左右（图3），最大高差约50m。滑坡体厚度3～6m，垂向厚度最大约9m。方量约12000m3。

图1 滑坡体HP3、HP4位置

图2 滑塌剪出口位置

图3 坡脚塌方堆积及裂隙水出露

组成滑坡体的主要物质成分为坡积层碎石土，厚度1.50～4.70m之间。

根据物探资料解译：

从高密度10线反演视电阻率断面等值线图（图4）可以看出：在本次工作区域，推测滑动面用红线表示；剖面深部整体呈高阻反应，解释推测为板岩反应；在200～260 号点浅部ρs=400Ω·m 左右等值线连续，根据现场踏勘和区域地质资料，解释推测为第四系及强风化层与完整基岩的界线，厚度在3～10m左右。

从高密度20线反演视电阻率断面等值线图（图4）可以看出：在本次工作区域，推测滑动面用红线表示；剖面深部整体呈高阻反应，解释推测为板岩反应；在110～220 号点浅部ρs=400Ω·m 左右等值线连续，根据现场踏勘和区域地质资料，解释推测为第四系及强风化层与完整基岩的界线，厚度在2～19m左右。

图4 30线物探剖面图

从高密度30线反演视电阻率断面等值线图（图4）可以看出：在本次工作区域，推测滑动面用红线表示；剖面深部整体呈高阻反应，解释推测为板岩反应；在140～210 号点浅部ρs=400Ω·m 左右等值线连续，根据现场踏勘和区域地质资料，解释推测为第四系及强风化层与完整基岩的界线，厚度在2～16m左右。

根据野外工程地质调查揭露，在滑坡侧后缘的坡顶分布1.5～12.3m厚的碎石土，该层土粘粒含量高，干强度高，厚度较大，在饱水浸润条件，抗剪强度大幅下降，易形成破坏变形。因此认为滑面位于碎石土层内，该滑动带立面分布为圆弧形。

3 滑坡隐患的危害对象及危害程度

目前，该滑坡仍处于滑动状态，坡体上部有多处长裂缝，最大下挫高度约1m，并有不断发展趋势，如遇短时大暴雨或长时间大雨，则可能产生大规模的滑坡，并易引发泥石流等次生地质灾害。根据定性、定量分析结果，对木岭滑坡地质灾害预测如下：在降雨以及荷载作用下，滑坡体处于不稳定状态，将产生整体滑移形成土层滑坡，直接威胁木岭村10余户50多位村民的生命和财产的安全，威胁资产约200万元；而在暴雨情况下，坡脚溪水上涨，爆发山洪，与滑坡地质灾害相互作用，极易发生次生泥石流灾害，威胁下游木岭村150 余户600 多位村民的生命和财产的安全，威胁资产约2000万元。

据《滑坡防治工程设计与施工技术规范》（DZT0219-2006）判定，该滑坡工程防治等级为Ⅲ级。

4 滑坡成因分析

滑坡体规模预估体积约12000m3，属于小型滑坡。该斜坡主要是底部滑塌，逐层牵引，属于牵引式滑坡。勘查区地处清凉峰的北西麓，降水充沛，为区域地下水的赋存提供了丰富的补给来源，同时由于构成边坡表层为坡积层碎石土，其下板岩，岩土体受物理、化学、生物风化作用的综合因素影响，风化裂隙发育，岩石节理发育，以上岩体结构特征决定了边坡具备地下水的贮存空间和接受大气降水的条件，利于地下水向坡外排泄。综上所述，坡体具有较良好的补给、径流、排泄条件。区内人类活动表现为坡面农作土地开垦，山核桃树木种植，在坡顶和坡面平整了一个个平台。农耕不仅使表层土体外露，同时农药的使用和过度耕种会加速土体的板结，导至土体裂隙发育。同时平台使地下水更多地存储下来，不利于坡面排水。这都加速坡体的风化和失稳。

5 滑坡体现状稳定性分析

组成坡体的主要成份为碎石土和板岩，碎石土成因类型为坡积成因，因此，按照《滑坡防治工程勘查规范》（DZ/TO218-2006）对边坡稳定性分析。

5.1 滑坡稳定性计算及分析

（1）滑坡稳定性计算模型的建立。滑坡在未破坏前具有不同的破坏模式，若从滑动面的形状来分，可大致分为单一平面形破坏、折线形破坏和圆弧形破坏，对于岩体滑坡来说还可能存在受两组组合结构面控制的楔形破坏，不同的破坏模式计算方法是不同的，滑坡产生破坏的破坏模式要结合场地工程地质条件确定和分析。

在本滑坡工程中，组成滑坡坡体的碎石土，具碎裂状镶嵌结构，坡体岩石破碎，土层粘粒含量较大，降雨的情况下，受重力和地下水作用下，碎石土层很容易脱离坡体而产生圆弧型滑动。

在本工程中，滑动面位于碎石土层中，易向坡外产生圆弧型滑移的可能性很大，根据地质资料分析，滑动面位于强风化层顶面位置。

根据以上所述，本工程滑坡的破坏模式为沿破裂面的圆弧型滑动。

根据《建筑边坡工程技术规范》（GN50330-2013）规定，采用圆弧滑动法时，滑坡稳定性系数可按下式计算：

式中：ci——滑动面的粘聚力，kPa；

φi——滑动面的内摩擦角，（°）；

li——条块滑动面长度，m；

Ni——条块自重的法向分力，kN/m；

Ti——条块自重的切向分力，kN/m；

R——圆弧滑动面半径，m。

（2）工况的选定。根据滑坡堆积体的特征和组合情况，计算中主要考虑自重、暴雨情况下坡体完全饱水等，分如下二种工况，计算各剖面的稳定性及各滑块的剩余下滑力。

①工况Ⅰ：自重（天然状况）；

②工况Ⅱ：自重+暴雨（坡体全部饱水）。

5.2 滑坡稳定性计算

滑坡力学反分析法又称反算法，是确定滑坡力学参数的重要方法之一，特别是对于一些无法取得原状样的滑坡，采用反算法是可靠的方法。反算可以将滑体恢复到破坏前的一瞬间，采用原始地形，假定滑体正好破坏的极限平衡状态得出滑面指标；还可以对正在滑动的滑坡、滑动后暂时稳定、滑动后已稳定的滑坡假定不同的稳定性系数进行反求滑动面力学指标。反求时，可以采用试验室做出的较可靠的内聚力或内摩擦角值作为初始值，反求另外一值，这样比较容易判断反求值的合理性和正确性。

按照国家规范，通过反演法检验滑动面抗剪强度指标要满足下列要求：

（1）断面采用滑动后实测的主滑断面；

（2）正在滑动的滑坡稳定性系数为0.95～1.00，暂时稳定的滑坡为1.00～1.05，已固结稳定的老滑坡1.05～1.10。

根据以上要求和本处滑坡现状，采用的反算稳定性系数为1.00，参考土工试验结果，取A、B、C 剖面进行多次带入计算，以同一剖面的多次滑塌进行检验，求得抗剪强度指标。

边坡堆积体以含碎石土为主。边坡体粘土比重为2.73，天然密度1.5g/cm3，天然含水率21.5%，液限40.2%，塑限25.3%，塑性指数14.9，液性指数-0.26。压缩系数0.68MPa-1，压缩模量2.7MPa，压缩性中等。天然状态快剪峰值强度c、φ值试验值分别为66.1kPa 和18.1°。

将以上实验参数带入反算公式，根据A、B、C剖面的实际情况不断修正，最终取得边坡堆积体物理力学参数如下：

（1）天然密度1.65g/cm3，饱和密度1.70g/cm3；

（2）天然状态快剪峰值强度c、φ值分别为10.0kPa和25.0°；

（3）饱和状态下，快剪峰值强度c、φ值分别为9.0kPa和24.0°。