路堑堆积层滑坡变形失稳诱发因素及形成机制分析

通江县路堑滑坡为第四系崩坡积堆积层，根据调查分析，诱发滑坡失稳主要因素包括雨水的渗入、松散坡体结构以及岩土力学性质，尤其是基覆界面泥化夹层遇水软化特征。其形成机制概括为：由于道路施工及弃渣堆放，改变了地表水径流系统，使得雨水进入滑坡后缘，增加坡体重度，降低了滑带力学性质，诱发滑坡发生推移式变形失稳。针对该堆积层滑坡特征，提出了治理方案。

堆积层; 形成机制; 诱发因素; 滑坡

U416.1+3 A

［定稿日期］2022-07-08

［作者简介］马浩（1985—），男，硕士， 高级工程师， 主要从事岩土工程勘测研究。

四川东部是红层主要分布区，特殊的水文地质条件导致地质灾害的频发区。四川巴中市通江区县由于地质环境等因素，大量滑坡在雨季失稳破坏，造成人民生命财产的巨大损失，其中堆积层滑坡是主要类型之一。堆积层滑坡坡体结构复杂，岩土体力学性质多样性，在工程扰动、地震、降雨等条件易发生沿基覆界面软化层失稳破坏［1-2］。针对堆积层滑坡研究成果丰富。例如，冯玉涛等［3］以高速公路路堑堆积层滑坡为例，分析了变形失稳机制并提出了搬迁、坡脚设置钢管桩相结合的处理措施；胡爱国等［4］针对马居堆积层滑坡提出地震与降雨诱发了失稳破坏，进一步分析了形成机制，并提出了防治措施；郭鹏辉等［5］研究了贵州堆积体滑坡的典型特征、滑动机理，提出防治措施应重视排水，及时采取措施进行治理；汤明高等［6］進行了降雨诱发震后松散堆积滑坡的启动试验研究，分析了强震后松散堆积体的降雨入渗过程及变形启动机理。李子安等［7］采用物理模拟试验研究了泉水补给地下水情况下堆积层斜坡演化过程， 结果表明泉水补给地下水流量对斜坡最终破坏形式具有控制作用。

1 滑坡基本概况

1.1 滑坡形态

曹家河滑坡位于巴中市通江县沙溪镇，区域内无大型地质构造。滑坡在平面上整体形态呈“圈椅状”，坡向为北偏东38°，西南高，东北低。曹家河主滑方向为38°。滑坡后缘高程为405.0 m，后缘以张拉裂缝为界（走向约：128°→ 110°→ 104°），长度为148.5 m；前后缘相对高差约35.0 m，滑坡前缘以坡脚陡坎剪出口为界（走向约：128°→ 143°），高程为370.0 m，长度为195.5 m。左侧以近似直线型张剪裂缝为界（走向：35°→ 42°），右侧以居民房屋右侧小冲沟（走向约：34°→ 40°）。滑坡中部是居民房屋，滑坡纵剖面上中前部坡度相对较缓（7°～15°），中后部则坡度较大（20°～44°），纵向长度约128.0～138.0 m，横向长度约为168.0～177.0 m，面积约23 220.0 m2，滑动面深度为8.8～13.7 m，滑坡体方量为26.94万m3（图1）。

1.2 变形特征及过程

据调查，在2021年6月18日—21日连续强降雨期间，大量雨水排泄至滑坡区域内，滑坡开始发生变形，具体表现为：滑坡后缘主要是由于雨水的集中冲刷，大量树木折倒，滑坡后缘出现裂缝、错落陡坎，局部垮塌；滑坡中部地表多处出现长大裂缝，居民房屋墙体出现剪切裂缝等。滑坡前缘陡坎为鼓胀剪出口，出现部分坡体垮塌现象；前缘巨大块石倾斜位移为滑坡变形的明显标识之一。

1.3 坡体结构特征

滑坡为典型的“二元结构”坡体。滑体分为第四系堆积层，厚度一般为8.8～13.7 m，以粉质黏土、黏土夹杂大量块石为主，块石粒径不等，一般为5.0～60.0 cm为主，最大约为80.0 cm，通常风化严重，强度较低，手捏可碎裂，部分较大粒径块石风化差异较大，含量约30%～45%，结构疏松，强度较低。滑床为中风化白垩系下统苍溪组（K1c）层状泥岩、砂岩，整体顺层缓倾。滑床为对基层与基岩的接触面，即基覆界面，含较小角砾的黏土，含水率较大，呈软塑状（图2）。

1.4 变形模式及评价

滑坡在降雨后，首先由后缘产裂缝，随后中部房屋及剪切破坏，最后前缘发生鼓胀剪切破坏，因此，曹家河滑坡是沿着基覆界面“推移式”滑移失稳。目前，滑坡处于蠕变阶段，处于基欠稳定～本稳定状态；在后期雨水等不利条件下，若不采取治理措施，滑坡变形将持续增大，最终将发生整体滑移失稳破坏。

2 诱发因素及形成机制

2.1 诱发因素

通常滑坡变形失稳的影响因素较多，曹家河滑坡主要是与地形地貌、降雨、坡体结构、人类工程活动等密不可分。

（1）滑坡总体西南高东北低，滑坡后缘面积较大，具有一定的坡度，有利于降雨汇流。整个滑坡呈现多级陡坎-平台交替出现，次微地貌不利于降雨雨水的汇流排泄至坡体区域外，而更容易在坡表下渗。因此，该地形地貌对滑坡的坡表雨水汇聚、下渗、潜在滑带的形成等具有直接的不利影响。

（2）滑坡体由第四系崩坡积堆积体组成，土体较松散，有利地下水的赋存，降雨时大量地表水下渗入土体内，极大地丰富了土体内含水量，既增大了土体重度，又降低了土体的抗剪强度指标，并长期在土体内缓慢运移而软化了土体，为滑坡的变形失稳提供了有利条件。因此，降雨将是滑坡变形破坏的主要影响因素之一。

（3）滑坡为典型的“二元结构”坡体，上部滑体为崩坡积层，下部滑床为中风化泥岩、砂岩互层，滑带为基覆界面。坡体结构的特征使得滑坡在降雨、地表水汇流下渗条件下易于发生变形。上部滑体结构疏松，含有大量块石，整体结构较差，地表水下渗后强度降低，且坡体重量增大，为下滑提供了有力的动力条件；下部滑床易形成的隔水、滞水层，使得基覆界面带含水量增大，强度降低。滑坡后缘部分的滑床整体坡度较大，约为38°～44°，较陡的斜坡面使得上部滑体下滑力增大，降低抗滑力，滑坡稳定性降低。

（4）人类工程活动往往对于堆积层滑坡影响较大，是诱发的重要因素。人类工程活动主要是滑坡后缘上方修改高速公路工程，改变了坡表水径流的路径，使得大量雨水汇流后直接排泄至滑坡后缘区。突出表现为2点：首先，路基排水边沟的排泄口位于滑坡后缘上方；其次，滑坡左侧自然冲沟被弃土方堆填，致使坡表上方雨水汇流后不能以原来由冲沟排泄至河道，雨水径流改道后直接排泄至滑坡后缘左侧区内。

2.2 变形失稳形成机制

基于曹家河滑坡变形失稳的诱发因素及演化过程，综合分析来看，其形成机制总结为：首先，人类工程活动改变了原始地形地貌，尤其是道路排水沟不合理设置和自然冲沟堵塞使得大量雨水汇流后直接排泄至滑坡区内，增加了滑坡区域内的地表水径流和下渗量，对滑坡影响较大；其次，滑体为崩坡积堆积体，结构疏松，为雨水的下渗提供了通道，同时坡体内部雨水由于排泄不及，滞留坡体内部使得基覆界面滑带遇水软化，强度降低；同时更是增加大岩土体的容重；最后，滑床为砂泥岩互层基岩，后缘部分坡度较大，有利于下滑，滑坡前缘为陡坎，不具备足够的抗滑能力，发生鼓胀剪切破坏，最终形成沿着基覆界面“推移式”滑移失稳。

3 防治建议

根据上述滑坡诱发因素及形成机制，结合实际地质环境条件，提出治理方案：封填裂缝+截排水沟+抗滑工程。

（1）封填裂缝：主针对滑坡坡体裂缝，采用黏土封填夯实，其目的主要是防止雨水下渗至滑带处对滑带土产生软化，同时避免产生水压力，增大滑体的下滑力。

（2）截排水沟：分为2部分：其一，对公路上方已修建排水沟进行进一步合理设计，将排水位置进行修改，避免大量地表水直接进入滑坡区域内；同时对于滑坡左侧沟道弃土区内排水沟进行加固修缮；其二，在滑坡区后缘修建截排水沟，减少雨水等地表水汇流或渗入滑坡体内。

（3）抗滑工程：根据滑坡变形特征及下滑力大小設置抗滑桩，布置在滑坡中部前位置，阻止滑坡进一步变形失稳。

4 结论

（1）曹家河滑坡为典型“二元结构”堆积层坡体，在地形地貌、坡体结构、降雨、人类工程活动等因素条件下发生变形失稳，其中降雨和人类工程活动是本滑坡诱发的主要因素。

（2）曹家河滑坡形成机制总结为：降雨和人类工程致使大量雨水汇入滑坡后缘，增加了坡体重度，降低岩土体力学性质，尤其是滑带遇水软化，强度降低，发生由后缘产生裂缝至前缘鼓胀剪切变形，最终形成沿着基覆界面的“推移式”滑移失稳破坏。

（3）综合滑坡诱发因素及形成机制，结合实际地质环境条件，提出治理方案：封填裂缝+截排水沟+抗滑工程。研究成果为该地区相似滑坡的勘查治理提供了参考依据。

参考文献

［1］ 徐卫亚， 周伟杰， 闫龙. 降雨型堆积体滑坡渗流稳定性研究进展［J］. 水利水电科技进展， 2020，40（4）：87-94.

［2］ 廖军， 邓涛， 周越良， 等. 降雨作用下第四系堆积体路堤稳定性降［J］. 科学技术与工程， 2021， 21（23）：10090-10097.

［3］ 冯玉涛， 牟海峰， 周小平， 等. 堆积体陡斜坡路基滑坡机制及其处治对策［J］. 灾害学，2021， 36（3）：57-59.

［4］ 胡爱国， 周伟. 地震与强降雨作用下堆积体滑坡变形破坏机理及防治方案分析［J］. 中国地质灾害与防治学报，2022，33（1）：27-34.

［5］ 郭鹏辉， 李良勇. 堆积体滑坡典型特征分析及工程防治对策［J］. 公路交通技术，2022， 38（1）：7-14.

［6］ 汤明高， 许强， 李九乾， 等. 降雨诱发震后松散堆积滑坡的启动试验研究［J］. 水文地质工程地质， 2016， 43（4）：128-134，140.

［7］ 李子安， 陈璠， 吴道勇，等. 泉水补给型地下水渗透诱发堆积层滑坡机理物理模拟研究［J］.自然灾害学报， 2021， 30（4）：142-153.