观斗山背斜地区顺层岩质滑坡影响因素与形成机制分析

摘 要：针对宜宾市观斗山背斜地区特殊的地质构造和岩性特征导致滑坡地质灾害多发的情况，该文以水井湾滑坡为研究对象，开展对该地区顺层岩质滑坡地质灾害的影响因素和形成机制分析，通过现场调查，了解水井湾滑坡的形态特征、边界情况以及滑坡的物质组成情况。再通过实验室相应的土工试验，得到水井湾滑坡相关的物理力学参数，计算出其稳定性。通过总结水井湾滑坡的影响因素和形成机制，以期为该地区顺层岩质滑坡的防治提供参考，有利于宜宾市对象鼻片区的规划开发。

关键词：观斗山；水井湾滑坡；影响因素；变形破坏；顺层岩质滑坡

中图分类号：P642.22 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2024）29-0106-04

Abstract： In view of the frequent occurrence of landslide geological disasters caused by special geological structure and lithologic characteristics in Guandou Mountain anticline area of Yibin City， this paper takes Shuijingwan landslide as the research object. in this paper， the influence factors and formation mechanism of bedding rock landslide in this area are analyzed， and the morphological characteristics， boundary conditions and material composition of Shuijingwan landslide are understood through on-site investigation. Then through the corresponding geotechnical tests in the laboratory， the physical and mechanical parameters related to Shuijingwan landslide are obtained， and its stability is calculated. By summarizing the influence factors and formation mechanism of Shuijingwan landslide， it is expected to provide reference for the prevention and control of bedding rock landslide in this area， which is beneficial to the planning and development of the object nose area of Yibin City.

Keywords： Guandou Mountain; Shuijingwan landslide; influencing factor; deformation and failure; bedding rock landslide

水井湾滑坡位于宜宾市翠屏区象鼻街道后山斜坡中部，观斗山背斜北西翼。地层为三叠系上统须家河组（T3xj），岩性为砂岩、碳质泥岩互层。观斗山背斜核部地带为观斗山断层所破坏，使其形态已不甚完整。岩层产状缓倾，多为20～35°。因观斗山背斜地区特殊的岩性和构造情况，该地区多发顺层岩质滑坡这一地质灾害，属于典型的易滑地层[1-2]。由于观斗山背斜区域特殊的地质条件，该区域易诱发顺层滑坡地质灾害。历史上该处发生过多起由于工程建设、切坡建房导致的顺层岩质滑坡，威胁着观斗山背斜地区当地村民的生命财产安全，也影响着宜宾市对象鼻片区的规划开发。因此，研究观斗山背斜地区顺层岩质滑坡影响因素和形成机制是势在必行的。本文以典型的牵引式顺层岩质滑坡——水井湾滑坡为例，通过对水井湾滑坡的现场调查，得到水井湾滑坡的形态特征、边界情况以及滑坡的物质组成情况。并通过土工试验得到的相关参数，计算出水井湾滑坡的稳定性。通过总结水井湾滑坡的影响因素和形成机制，以期为该地区顺层岩质滑坡的防治提供参考，有利于宜宾市对象鼻片区的规划开发。

1 滑坡区域地质环境条件

水井湾滑坡位于宜宾市翠屏区象鼻街道，属于侵蚀构造中低山地貌区。水井湾滑坡地形整体上呈现出北东方向高而南西方向低这一特征。水井湾滑坡区第四系覆盖层厚度薄，该区域可见三叠系上统须家河组地层出露，岩性主要为砂岩、碳质泥岩互层，岩层产状296°∠20°。滑坡坡度相对较缓，坡度20～35°，主滑方向约310°。水井湾滑坡作为典型的顺层滑坡，其岩层倾向和倾角与斜坡基本一致。水井湾滑坡区地下水类型主要为基岩裂隙水，含水层主要为砂岩，赋存部位多为层面及节理裂隙。滑坡直接威胁两侧村民房屋的安全。

2 滑坡体特征

2.1 滑坡形态及边界特征

水井湾滑坡在平面上呈“圈椅”状，地形整体上呈现出北东方向高而南西方向低这一特征。滑坡坡度约为20～35°，滑坡前缘高程399 m，后缘高程426 m，相对高差27 m，滑体平均厚度约3 m，总体积约1.5×104 m3，属浅层小型岩质滑坡。滑坡滑动后在滑坡后缘、中部、前缘以及两侧出现多处不同程度的下错裂缝。滑坡左侧、右侧边界以地形转折处为边界，滑坡前缘为人工开挖形成的斜坡处，后缘为临近公路，边界特征较明显。

2.2 滑坡物质组成

根据钻探、探槽揭露显示，滑坡区内滑体物质组成部分主要为三叠系上统须家河组强砂岩。岩体呈土黄色，中厚层状构造，节理裂隙发育，裂隙间充填黏土，风化程度高。滑床为中风化的炭质泥岩，薄～中厚层状，位于砂岩之下。在滑坡前缘可见明显砂岩与炭质泥岩分界线，滑坡滑动面主要为砂岩和炭质泥岩交界处，滑带处可见泥化夹层，呈可塑-软塑状。滑坡区地层情况见表1。

2.3 滑坡变形破坏特征

滑坡于2017年6月的强降雨后启动，受连续降雨影响，滑坡开始出现缓慢变形现象，对原有地貌有较大改变。水井湾滑坡发生滑动后，在滑坡地表形成众多横纵交错的裂缝。通过对现场踏勘得知，受2019年6月17日降雨的影响，滑坡中部公路出现沉降拉裂，中部条石堡坎出现拉裂错位等现象。该滑坡严重威胁到滑坡坡顶象鼻街道一品村2组5户13人的生命财产安全和村道通行安全。滑坡的变形区主要为中下部，其分布高程为399～426 m，相对高差为27 m，地形坡度较大，坡度约20～35°，局部为陡坎，滑坡变形区主要由地震及降雨诱发岩土体变形引起，以横向拉张裂缝为主，方向多与斜坡坡向垂直。变形区主要拉张裂缝为LF01、LF02。

LF01裂缝位于滑坡中部入户公路外侧，其长约40 m，宽8～15 cm，可见深度45～60 cm，下错高度10～30 cm，裂缝走向为206°，与滑坡主滑方向近乎垂直，平面呈圈椅状延伸，LF01造成滑坡中部入户土质公路开裂下错。

LF02裂缝位于滑坡前缘耕地内侧，其长约45 m，宽1～1.5 m，可见深度2.5～3.5 m，下错高度0.5～0.8 m，裂缝走向为190°，与滑坡方向近乎垂直，平面呈圈椅状延伸，LF02造成滑坡前缘耕地开裂下错。

总的来说水井湾滑坡有着以下2个特点。

牵引式滑动特征。水井湾滑坡前缘由于切坡形成了临空面。此时其稳定性已经降低。滑坡体在雨水的作用下，首先前缘的滑体向切坡形成的临空面产生滑动，坡体前缘岩体失稳滑动后，造成后部岩土体失去支撑，从而导致后部岩土体依次滑动变形破坏，最终导致了水井湾滑坡的发生。

变形破坏强烈特征。滑坡范围变形破坏较强烈，对原始地貌有显著改变[3]。滑体的滑动导致地表形成了纵横交错的裂缝（如图1、图2所示），地表种植的果树等作物呈现“醉汉林”这一特征，前、中部表层砂岩沿其正交构造节理面分解成似大小不一的块体。

2.4 滑坡发育史

根据现场调查，宜宾市翠屏区象鼻街道水井湾滑坡发生过程如下：

根据现场调查得知，在滑坡底部房屋未修建之前，该边坡为自然斜坡，主要以残破积粉质黏土为主，整体稳定性较好，未出现过滑塌现象。

在20世纪80、90年代，当地村民为进行房屋建设，对滑坡前缘坡脚进行初次开挖并且场平，开挖完成后未采取任何支护措施，从而该滑坡中下部开始出现初次变形迹象，但由于开挖高度较小，未破坏斜坡整体稳定性，故滑坡变形迹象不明显。

2017—2018年期间，滑坡前缘居民计划原址重建房屋，对原所处场平区域进行机械修整与边坡开挖，造成原边坡高度增大，改变了坡体原始应力，削弱了斜坡的抗滑能力，又为斜坡剪出提供了空间条件，降低了斜坡的稳定性。在滑坡体自身重力及降雨的作用下，滑坡中部逐步出现下挫裂缝。

2019年6月17日，滑坡所处区域遭受连续降雨的影响，雨水渗入斜坡体，使得土体重度增加，软弱面的抗剪强度降低，滑坡的下滑力增加，而相应的抗滑力减少，使得该滑坡变形加剧，从而造成滑坡中部公路出现沉降拉裂，中部条石堡坎出现拉裂错位等现象，且滑坡前缘平台出现较大型裂缝。滑坡逐步发展为不稳定趋势，从而发生失稳破坏。

3 滑坡影响因素和形成机制

3.1 滑坡影响因素分析

如何科学合理地评价滑坡影响因素和形成机制是进行滑坡变形预测预报及制定防灾减灾措施的重要前提。综合对水井湾滑坡的现场调查分析，可以将水井湾滑坡的影响因素进行如下总结。

3.1.1 地形和岩层倾角

对于滑坡而言，地形和岩层倾角的相对关系，对于滑坡的稳定性影响较大，是其主控因素之一。当地形坡度和岩层倾角度数一致时，两者为顺层关系。随着角度的增大，在重力的作用下岩体不断增大下滑力[4]，当下滑力大于自身抗滑力时，就会产生滑动破坏。水井湾滑坡属于侵蚀构造中低山地貌区，斜坡坡度20～35°，岩层倾角20°，这一地形为水井湾滑坡向下滑动提供了重力驱动。

3.1.2 地层岩性

地层岩性是影响滑坡稳定性的基本因素之一，观斗山背斜地区的岩层主要为三叠系上统须家河组地层。岩性为砂岩、碳质泥岩互层。砂岩强度高，硬度大，孔隙率较大，有良好的透水性。碳质泥岩强度相对较低，黏滞性较低，有易碎脆性，吸水性强且具有一定的膨胀化和崩解[5]。砂岩和炭质泥岩互层这一软硬相间的地层岩性，为水井湾滑坡滑动提供了物质条件基础。

3.1.3 结构特征

断层、裂隙等结构面对滑坡有着较大的影响。如果在滑坡的后缘，存在着较大的断层和裂隙，这对于滑坡稳定性来说是不利的。这些结构面会为雨水的下渗提供通道，会导致砂岩、碳质泥岩之间的软弱夹层快速软化[6]。水井湾滑坡位于观斗山背斜北西翼，沿观斗山背斜核部展布的观斗山断层为滑坡区主要断裂构造，破坏了原始构造格局，使砂岩沿垂直于层面的结构面拉裂张开增大，为雨水入渗到坡体内部提供了通道。

3.1.4 降雨的影响

降雨往往是导致滑坡的重要影响因素，水对滑坡稳定性影响显著。这是因为在降雨后，雨水会沿着岩体裂隙流入到坡体的内部，这导致了滑坡体内部含水率的增加，从而增加了滑坡体的下滑力。雨水的渗入可以在短时间内提高地下水位，改变了滑坡内部应力状态和物理力学参数。水井湾滑坡在降雨后，雨水通过竖向通道下渗到坡体内部，当遇到相对隔水的泥岩层（或软弱夹层）后在接触界面附近富集并缓慢沿接触界面近水平流动，进一步对碳质泥岩进行泥化和软化[5]。大量雨水沿裂隙渗入滑坡，对滑坡体的竖向裂缝和滑面处分别形成静水压力和扬压力，为其提供了驱动力。

3.1.5 人类工程活动

对自然斜坡而言，在未受人类工程活动前，其是处于一个相对平衡状态。水井湾滑坡前缘人工切坡开挖之前，是处于自然平衡状态的，前缘的人工开挖切坡，导致临空面产生，抗滑力减小，导致了岩体内部应力变化。水井湾滑坡前缘的人工切坡开挖，导致了整个滑坡坡面岩体的应力松弛，此外还导致了节理裂隙的进一步发育和增大，造成岩土体物理力学性质的减弱。在这些因素相互作用影响下，最终导致了变形破坏的产生。人类切坡活动造成了滑坡前缘形成较陡临空面，这为滑坡的产生去除了阻力。

3.2 形成机制分析

水井湾滑坡属于侵蚀构造中低山地貌区，斜坡坡度20～35°，岩层为砂岩、碳质泥岩的互层。人工切坡后，由于重力的作用，上部砂岩在地形因素的影响下产生向下的滑动力，这导致砂岩内部因观斗山断层影响产生的结构面进一步张开，形成与地表相连的贯通裂缝，为地表水入渗到坡体内部提供了下渗通道。此外砂岩、碳质泥岩接触面也会形成泥化层和层间裂缝。炭质泥岩层具有较强的亲水性，雨水经过砂岩裂隙下渗滞留在砂岩、碳质泥岩接触面泥化层中，这就造成了含水量增大，力学强度降低，抗剪强度降低，并逐步贯通形成滑动面。同时，雨水在岩体中的逐渐集聚，会产生地下水浮力作用。使得滑体因自重产生的抗摩阻力降低。雨水通过透水性较好的砂岩孔隙以及裂隙网络系统进入坡体内部转化为地下水[7]，沿潜在滑带流动形成静水压力和扬压力，同时对滑带土产生软化效应。当静水压力和扬压力达到一定程度，最终驱使上部砂岩滑体沿着与炭质泥岩间的滑动面产生滑动[8]。

4 滑坡稳定性分析

滑坡的稳定性分析计算，是进行滑坡评价及防治的重要依据[9-10]。通过钻探揭露滑带，调查分析出滑坡剪出口位置，得出滑坡大致沿砂泥岩接触面发生了近似直线型滑动。本文分别选取了“天然”“降雨”2种工况，分别对坡体的稳定性进行计算，其中后一种工况岩土体采取饱和状态的物理力学参数。据室内土工试验成果并结合参数反演计算，得出滑坡体主要物理力学参数，详见表2。滑坡稳定性计算结果见表3。

根据水井湾滑坡稳定性计算结果，滑坡在一般天然工况下处于基本稳定状态，在降雨工况下处于欠稳定状态，与滑坡现场宏观实际情况吻合。这一结果也表明，降雨是诱发本次滑坡体失稳的关键因素。

5 结束语

观斗山背斜地区岩质滑坡主要为牵引式顺层岩质滑坡，变形破坏多为前缘临空导致的由前向后逐渐依次发展的过程。滑坡区岩性组合为上部中厚层砂岩，下部薄层碳质泥岩，砂岩节理裂隙发育，利于地表水下渗。对于翠屏区观斗山背斜地区岩层滑坡而言，顺层岩质滑坡通常发生在强降雨雨势减弱之后，这是由于滑动面的贯通以及静水压力和扬压力达到滑动临界点需要一定时间。降雨入渗后主要沿含砂岩、炭质泥岩交界面及其网状裂隙排泄，水的渗流过程将促使碳质泥岩进一步软化崩解，形成更为通畅的排泄通道，并最终演化成潜在滑面。当静水压力和扬压力达到一定程度，最终驱使上部砂岩滑体沿着与炭质泥岩间的滑动面产生滑动，这也与滑坡稳定性计算结果中在降雨工况下处于欠稳定的情况一致。

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