某地滑坡地质灾害发育特征及稳定性分析

吉 海

（贵州地矿地质工程勘察有限公司，贵州毕节 551700）

1 概述

该滑坡的边界均由明显的变形破坏迹象控制，后缘因滑坡变形造成路面、房屋开裂，路面开裂下挫最大高度约0.2m 左右；滑坡左侧缘由剪切裂缝L8 控制，且存在天然冲沟，常年有水，调查期间属于枯水季节，流量约0.1L/s，据了解，雨季时，流量更大；右侧缘未发现较大的剪切裂缝，仅发现剪切裂缝L13，后缘由连续的多条张拉裂缝L1、L2、L3、L4、L5等控制（各裂缝位置详见勘查工作布置平面图）；滑坡中部由张拉裂缝L7 控制，裂缝宽度0.2~0.3m，向西北下错高度30cm，可见深度0.2m；前缘因滑体整体剪出发生连续垮塌破坏，出现冒水现象，滑坡体内地下水丰富，由于长期地下水作用，形成沼泽地。

2 滑坡发育特征

滑坡区域地形坡度15°左右，滑坡左侧缘为天然冲沟，右侧缘为垂直岩石陡坎，平面上呈“马蹄”状，横宽平均180m，纵长190m，主滑方向275°，滑体物质主要为第四系粉质粘土，平均厚度5.8m 左右，体积19.8×104m3，为中型土质滑坡。

3 岩土体特征

3.1 滑体

根据工程地质钻探揭露及钻孔声波测试情况，滑体土为第四系残坡积层，物质成份主要为粉质粘土，厚3.7~7.8m，平均厚度5.8m，褐黄—褐灰色，密实，呈硬塑至可塑状，滑体土在钻工施工过程中，钻机呈现“整体钻进平稳，略有抖动”的特征。通过室内试验得知，滑体天然重度19.7kN/m3，饱和重度20.1kN/m3。

3.2 滑面（带）

（1）滑面类型。勘查期间，根据走访调查，在滑坡范围内，本次勘查主要通过以下4个判据判断滑动面为折线型岩土接触界线：①工程地质钻探、钻孔声波测试揭露情况显示，土层中未发现软塑状粉质粘土，岩层中也未发现软弱夹层；岩土接触界面存在一定厚度的富水带，是土体连续受到侵蚀、软化的软弱带；②滑坡左前缘的斜坡上，发现冒水现象，结合ZK3 号揭露情况，推出冒水处标高为ZK3 的岩土交界面附近；③钻孔施工过程中，孔内均无漏水点；④根据地质调查，滑坡点为顺向坡，岩层产状306°∠18°。

（2）滑带土物质成份。根据现场调查，在左侧缘及其附近发现滑带土和被剪切出的滑带土，滑带土物质成份主要为褐黄色软塑状粉质粘土，含水量极高，近乎饱和，手搓易起条，碎石含量约50%，厚度在0.1~0.3m范围内。

3.3 滑床

滑床为侏罗系中下统自流井组砂质泥岩（J1-2z）地层，岩性主要为紫红—灰白色，泥质结构，层状构造，中厚层状，裂隙较发育，岩体较破碎，岩芯多呈碎块状、短柱状，局部为柱状、长柱状，区域厚度66~122m以上。

3.4 变形破坏特征

2020 年7 月9 日，受连续强降雨的影响，小屯沟村六组发生滑坡，导致民房、公路、路堤墙、土体变形开裂；受降雨及地形的影响，滑坡目前仍处于蠕动变形阶段，滑坡变形持续加剧，滑坡主要变形特征分述如下：

滑坡后缘：滑坡后缘为X709 县道和民房，目前因滑坡变形形成后缘滑坡区域内的房屋开裂及地表出现L1、L2、L 3、L 4、L 5、L22 等条状张拉裂缝；房屋裂缝长度约5~20m，开裂宽度约5~20cm；地面条状裂缝总体走向41°，延伸长度最大约90m，裂缝宽度5~30cm，裂缝两侧地表相对下错高度在8~30cm范围内，整体向西侧下错，最大裂缝可见深度约60cm。裂缝基本与滑坡后缘平行，与主滑方向垂直。

滑坡侧缘：滑坡左侧缘因滑体整体下滑均形成明显条状剪切裂缝，裂缝L8走向约260°，延伸长度30m左右，裂缝宽度约5cm，裂缝两侧地表相对下挫高度在5cm左右，整体向北侧下错，裂缝从滑坡中部延伸至滑坡前缘。滑坡右侧缘未发现剪切裂缝，右侧为推测边界。

滑坡前缘：在1-1′、2-2′工程地质剖面所示区域由于滑坡前缘地势开阔，滑坡已整体下滑在前缘形成高度1~2m 的陡坎，长度约40m，坡度在70°以上，且陡坎底部见冒水现象，冒水点标高在1451.80m左右，根据对钻孔ZK3 地下水位的观测，其地下水位标高在冒水点标高附近，因为长期冒水，滑坡前缘宽阔地带已形成沼泽地，陡坎底部即为滑坡整体剪出口。

滑坡区：在滑坡中发现挡土墙开裂、围墙开裂及少量条状张拉裂缝，分别为L7、L9、L10、L15、L16、L17、L18、L19等裂缝，张拉裂缝总体走向41°，基本与主滑方向垂直，延伸长度在为7~30m 之间，宽度裂缝在0.5~2.0m 之间，可见深度约5~30cm，裂缝两侧地表相对下错高度在3~60cm范围内，整体向西侧下错。

由于地下水差异渗透作用，滑坡中上部产生鼓胀裂缝L12和L6，造成房屋地面隆起，且赵祖军和李存先房屋内出现多条鼓胀裂缝，出现鼓胀裂缝的原因主要是因为裂缝前面土体较厚，对裂缝后面的滑体产生阻抗作用，导致裂缝后缘滑体从土层较薄位置剪出，从而在剪出口附近出现鼓胀裂缝。

4 地质灾害成因分析

经过现场调查并综合分析，影响该滑坡形成及变形发展的因素主要包括以下几点。

4.1 地形地貌

滑坡所处位置为东—南向侵蚀斜坡地段，地形坡度15°左右，岩层产状306°∠18°，为顺向坡，斜坡表层土体易顺岩层滑动形成地质灾害；除此之外，滑坡区域处于较低洼处，滑坡区域不仅第四系残坡积土厚度相对较大，且有利于地表水、地下水汇集，为滑坡地质灾害的形成提供了必要的物源及水源条件。

4.2 建筑荷载

滑坡中上部为居民集中区，房屋较多，导致斜坡增加了较大的荷载，为斜坡的滑动，提供了动力条件，再结合地形地貌，斜坡前缘较平缓，无临空面，从而形成了推移式滑坡。

4.3 岩土体组合

勘查区斜坡表层为第四系残坡积粉质粘土，透水性差、赋水性好，下伏基岩为侏罗系中下统自流井组砂质泥岩滑床，以中风化为主，滑床结构相对致密且透水性差，即整个斜坡地段岩土体呈“上软下硬、上松下密”的组合关系。而且，因第四系残坡积土及下伏基岩的透水性、赋水性差异，地表水渗入地下后在岩土界面汇集形成富水带，有利于岩土接触界线附近的岩土体侵蚀软化，有利于滑坡地质灾害的形成及发展。

4.4 大气降雨

滑坡所在位置属于中亚热带湿润季风气候区域，大气降雨丰富，降雨主要集中在6~9 月。滑坡不仅受场地地表水和地下水的影响，还受县道、高速公路远端补给的地表水和地形较高处地下水的影响；降雨时，因道路排水系统不畅，将远处的地表水沿着公路带入到滑坡后缘居民生活区，由于地形地貌原因，地表水在后缘受到一定的阻隔后，地表水逐渐渗入滑坡体内，从而导致斜坡在此处附近滑动；降雨时，地形较高处地表水渗入地下形成地下水，场地为顺向坡，地下水沿岩层面逐渐渗透到场地内。多处雨水和地下水渗入地下一是增加了斜坡表层土体重度，二是地下水对岩土接触界线以上的土体有侵蚀、软化的作用，尤其是在沿岩土界线以上一定厚度范围内形成软弱面、富水面，特别是形成连续地下水位及渗透压力时，极易使斜坡表层结构松散的第四系残坡积土沿岩土界线发生滑动变形。

综上所述，该滑坡的形成及发展主要受地形地貌、建筑荷载、降雨、不利岩土组合等自然因素控制，属于自然地质灾害。

5 稳定性计算及评价

5.1 计算工况及设防安全系数

该滑坡地质灾害防治工程等级为二级，因此根据《滑坡防治设计规范》（GB/T 38509-2020）6.2.3 节和表5，选择稳定性计算工况及相应防治工程设防安全系数如下：

工况1（设计）：基本组合，即自重+地下水+附加荷载，设防安全系数1.25，模拟环境为“滑体部分饱和”。

工况2（校核）：特殊组合，自重+地下水+附加荷载+滑体大部分饱水，设防安全系数1.20，模拟环境为“滑体大部分饱和”。

5.2 计算方法

本次计算主剖面为1-1′、2-2′、3-3′，本次滑坡为折线型滑面，滑动面稳定性计算方法为不平衡推力传递系数法，计算模型（图1）及公式如下：

图l 折线滑坡滑坡稳定性计算模型

式中：Pn——第n条块单位宽度剩余下滑力，kN/m；

Pi——第i计算条块与第i+1计算条块单位宽度剩余下滑力，kN/m，当Pi＜0（i＜n）时取Pi=0；

Ti——第i计算条块单位宽度重力及其它外力引起的下滑力，kN/m；

Ri——第i计算条块单位宽度重力及其它外力引起的抗滑力，kN/m；

ψi-1——第i-1 计算条块对第i计算条块的传递系数；

Fs——边坡（滑坡）稳定性系数；

Ci——第i计算条块滑面粘聚力，kPa；

φi——第i计算条块滑面内摩擦角，（°）；

li——第i计算条块长度，m；

θi——第i计算条块滑面倾角，（°），滑面倾向与滑动方向相同时取正值，相反时取负值；

Ui——第i计算条块滑面单位宽度总水压力，kN/m；

Gi——第i计算条块单位宽度自重，kN/m；

Gbi——第i计算条块单位宽度竖向附加荷载，kN/m，方向指向下方时取正，方向向下时取负值；

Qi——第i计算条块单位宽度水平荷载，kN/m，方向指向坡外时取正值，指向坡内时取负值。

5.3 稳定性分析与评价

根据前文确定的稳定性计算方法、公式及参数等，对滑坡稳定性进行计算，计算剖面为1-1′、2-2′和3-3′剖面，根据《滑坡防治工程勘查规范》（GB 3284-2016）表7 滑坡稳定性判定标准（详见表1）对滑坡稳定状态进行划分，滑坡整体稳定性计算及评价结果详见表2，滑坡桩前稳定性计算及评价结果详见表3。

表1 稳定状态划分标准

表2 滑坡整体稳定性计算及评价

表3 滑坡桩前稳定性计算及评价

结合表1、表2、表3，对滑坡整体稳定性和桩前稳定性进行如下评价：

（1）工况1条件下，滑坡整体处于基本稳定状态。

（2）工况2 条件下，1-1′和2-2′剖面处于不稳定状态，3-3′剖面处于基本稳定状态。

（3）工况1条件下，桩前滑体处于稳定状态。

（4）工况2条件下，桩前滑体处于基本稳定状态。

该滑坡目前处于蠕动变形阶段，整体变形剧烈，后缘形成连续张拉裂缝且裂缝宽度不断加大，左前缘地段已发生剪出破坏，定性分析该滑坡目前处于临界稳定状态。虽然滑坡汇水面积小，但远端补给来源丰富，水量大，滑坡区域汇水条件较好，结合自动化监测数据曲线分析，降雨为滑坡启动的决定性因素。且滑坡后缘、中部出现张拉裂缝，有利于地表水的渗入，加剧滑坡变形，滑坡前缘大部分位置临空条件较好，该滑坡加剧变形甚至整体失稳下滑的可能性极大。

6 结论

勘查区内斜坡已发生蠕动滑动，该滑坡分为Ⅰ区和Ⅱ区，滑体物质成份为第四系残坡积土，滑体体积19.8×104m3，属于属于中型土质滑坡，威胁当地居民42户149人的生命财产安全，危害等级及防治工程等级为二级。本次滑坡滑动面类型为折线型岩土接触界线，发生折线滑动。

该滑坡属于降雨控制型，即雨量大时，滑坡变形就大；雨量小时，变形就小；不下雨时，滑坡处于缓变状态；降雨对滑坡的启动起到决定性的作用。

经综合分析，滑坡发生时处于基本稳定状态，目前气象属于少雨季节，滑坡处于缓变阶段；该地质灾害属于自然因素主导影响诱发加剧的地质灾害。

滑坡整体呈加剧变形和失稳破坏的趋势，受滑坡加剧变形影响，可能造成更大经济损失或造成人员伤亡，滑坡治理工程的实施十分必要和紧迫。