滑坡特征（精选11篇）
滑坡特征 篇1
滑坡是斜坡岩土体沿着贯通的剪切破坏面所发生的滑移, 是某一滑移面上剪应力超过了该面的抗剪强度所致。具有较复杂的应力状态。岩土体跨越了似连续的散粒体、非连续和完整均匀连续体这一系列, 其力学响应表现出高度的非线性和模糊性 (随机性、模糊性和未确定性) , 大量的实验证明, 地震滑坡和非地震滑坡的动力特性和静力特性有很大的差异。在工程爆破、强暴雨过后的滑坡已展开了动力学的研究, 但地震滑坡的因素和破坏研究相对却较少。滑坡、山崩等都是强震区常见的岩土体破坏现象, 是造成严重的直接灾害及震后次生灾害的重要原因, 分析和讨论了地震滑坡因素和破坏特征, 不仅具有较强的理论意义, 并且对工程抗震设计、防震减灾等方面都有重要的现实意义。
1 滑坡的形式和分类
滑坡按照动力因素 (诱发因素) 分作地震型、崩坡型、降雨型、冲蚀型、汇水型。地震滑坡诱发因素和其他滑坡诱发因素存在很大的差异。产生滑坡的基本条件是斜坡体前有滑动空间, 两侧有切割面。例如中国西南、西北地区, 特别是西南丘陵山区, 最基本的地形地貌特征就是山体众多, 山势陡峻, 土壤、石块结构疏松, 易积水, 沟谷河流遍布于山体之中, 与之相互切割, 因而形成众多的具有足够滑动空间的斜坡体和切割面。广泛存在滑坡发生的基本条件, 滑坡灾害相当频繁而严重。2008年5·12汶川地震、2013年4月20日四川雅安地震都有大量的地震滑坡产生, 雅安地震由于对滑坡的认识不足和其他一些原因, 造成多人员的伤亡。
从斜坡的物质组成来看, 具有松散土层、碎石土、风化壳和半成岩土层的斜坡抗剪强度低, 容易产生变形面下滑;坚硬岩石中由于岩石的抗剪强度较大, 能够经受较大的剪切力而不滑动。
变形滑动。如果岩体中存在着滑动面, 特别是在地震、暴雨之后, 由于水在滑动面上的浸泡, 使其抗剪强度大幅度下降而易滑动。
降雨对滑坡的影响。降雨对滑坡的作用主要表现在, 雨水的大量下渗, 导致斜坡上的土石层饱和, 甚至在斜坡下部的隔水层上积水, 从而增加了滑体的重量, 降低土石层的抗剪强度, 导致滑坡产生。不少滑坡具有“大雨大滑、小雨小滑、无雨不滑”的特点, 一般地震后的降雨, 经常会引起滑坡。
地震形成的滑坡。究其原因, 首先是地震的强烈作用使斜坡土石的内部结构发生破坏和变化, 原有的结构面张裂、松弛, 加上地下水也有较大变化, 特别是地下水位的突然升高或降低对斜坡稳定是很不利的。另外, 一次强烈地震的发生往往伴随着许多余震, 在地震力的反复振动冲击下, 斜坡土石体就更容易发生变形, 最后就会发展成滑坡。
2 地震滑坡的形式和分类
一般认为岩性、地形地貌、坡度、地震烈度、震中距等因素对滑坡的空间分布有重要的影响作用, 忽视了发震断裂的运动方式对滑坡分布所起作用。5·12汶川地震诱发的大量滑坡崩塌灾害主要沿龙门山断裂带发育。但在断裂带两侧呈不对称分布, 80%以上的滑坡、特大型滑坡主要分布于断裂带的上盘, 这一现象在汶川地震重灾区之一的北川地区表现尤为明显。北川地区地震滑坡崩塌主要分布在距断裂带5km的范围内, 上下两盘的滑坡崩塌分布在数量和面积上存在明显的差异, 上盘的滑坡分布面积为下盘的8倍多;在滑坡易于发生的高程 (<1500m) 、坡度 (25°~40°) 范围, 上下两盘所占比例相当, 但是出现在下盘的滑坡数量远远低于上盘, 相同坡度范围内上盘的滑坡发育比例达到下盘的3倍以上;位于上盘并紧邻断裂带的寒武纪、震旦纪地层中的滑坡崩塌最为发育;由于汶川地震发震断层的逆冲性质, 余震及大的地表变形都发生在断裂带上盘, 地震加速度在上盘衰减速度低于下盘, 表现出一定的上盘效应.从这些分析结果可以推断, 引起研究区断裂带两侧滑坡分布差异的主要因素不是地形坡度和岩性条件, 而发震断裂的运动方式起到了主要的作用。
滑坡的失稳破坏模式:滑坡一般有以下几步形成:拉裂-断纹扩展, 趋于贯通-斜坡失稳, 凌空滑出-滑坡解体、流动-堆积。人们经常关心地震本身, 实际上次发生地震造成的滑坡有更大的破坏性, 表1列举了近几年我国发生的几次重大地震崩塌滑坡灾害。
3 地震滑坡与非地震滑坡的区别和破坏特征
为了研究滑坡体积、坡高和滑动距离的关系, 将滑坡运动前的最高点和滑坡后的最远点的连线滑坡架空坡, 其斜率为滑坡总斜率, 显然总斜率u等于滑坡最大垂直距离H与最大水平距离L的比例, 即u=H/L, 根据大量的文献得出, 地震滑坡总斜率大于非地震滑坡的滑坡总斜率, 并且随滑坡规模的增加, 同一规模等级的变化范围大于非地震滑坡, 下面对地震滑坡和非地震滑坡做了一个比较, 见表2。
3.1结构控制性
3.1.1防治滑坡的主要工程措施
我国防治滑坡的工程措施很多, 归纳起来可分为三类:一是消除或减轻水的危害;二是在易滑坡的地方改变滑坡体的外形, 设置抗滑建筑物;三是改善滑动带的土石性质。
3.1.2消除或减轻水的危害
1) 排除地表水:排除地表水是整治滑坡不可缺少的辅助措施, 而且应是首先采取并长期运用的措施。其目的在于拦截、旁引滑坡区外的地表水, 避免地表水流入滑坡区内;或将滑坡区内的雨水及泉水尽快排除, 阻止雨水、泉水进入滑坡体内导致滑坡或形成串珠堰塞湖。主要工程措施有:设置滑坡体外截水沟;滑坡体上地表水排水沟;引泉工程;做好滑坡区的绿化工作等;
2) 排除地下水:对于地下水, 可疏而不可堵。其主要工程措施有:
截水盲沟———用于拦截和旁引滑坡区外围的地下水;
支撑盲沟———兼具排水和支撑作用;
仰斜孔群———用近于水平的钻孔把地下水引出。
此外、还有盲洞、渗管、垂直钻孔等排除滑坡体内地下水的工程措施;
3) 防止河水、库水对滑坡体坡脚的冲刷, 主要工程措施有:在滑坡体上游严重冲刷地段修筑促使主流偏向对岸的“丁坝”;在滑坡体前缘抛石、铺设石笼、修筑钢筋混凝土块排管, 以使坡脚的土体免受河水冲刷;
3.1.3改变滑坡体外形, 设置抗滑建筑物
1) 削坡减重:常用于治理处于“头重脚轻”状态而在前方又没有可靠的抗滑地段的滑体, 使滑体外形改善、重心降低, 从而提高滑体稳定性;
2) 修筑支挡工程:因失去支撑而滑动的滑坡或滑坡床陡, 滑动可能较快的滑坡, 采用修筑支挡工程的办法, 可增加滑坡的重力平衡条件, 使滑体迅速恢复稳定。支挡建筑物种类有:抗滑片石垛、抗滑桩、抗滑挡墙等;
3) 改善滑动带的土石性质:一般采用焙烧法、爆破灌浆法等物理化学方法对滑坡进行整治。
由于滑坡成因复杂, 影响因素多, 因此需要上述几种方法同时使用综合治理, 方能达到目的。
4 结论
地震滑坡破坏有非常重大的理论和现实意义, 初步探讨了岩土体地震滑坡破坏的相关问题, 取得了如下认识:
引起研究区断裂带两侧滑坡分布差异的主要因素不是地形坡度和岩性条件, 而是发震断裂的运动方式起到了主要的作用。
地震的破坏与损失令人痛心, 在痛定思痛的同时, 我们考虑如何建立与当地发展相适应的地震综合防御系统, 在公路、铁路、或人们活动频繁的区域通过一些人为的改变如:改变滑坡体外形、植被保护、做好排水系统等方式可以减小地震多发带滑坡危害, 有效提高防御和减轻地震灾害的综合能力, 减少国家和人民的生命财产损失。
参考文献
[1]《中国岩石圈动力学地图集》编委会.中国岩石圈动力学概论[M].北京地震出版社, 1991.[2]黄润秋.汶川8.0级地震触发崩滑灾害机制及其地质力学模式[J].岩石力学与工程学报, 2010, 20 (2) :11-13.
滑坡特征 篇2
南京地区下蜀土滑坡特征探讨
南京地区广泛分布着下蜀土,特别是在一些边坡地区,它们的`稳定性直接影响到边坡的安全..通过分析南京地区下蜀土边坡空间、时间、规模、灾害等特征,从而了解其规律,为将来边坡预防提供科学依据.
作 者：曾凡稳 ZENG Fanwen 作者单位：南京交通职业技术学院,南京,211188 刊 名：四川地质学报 英文刊名：ACTA GEOLOGICA SICHUAN 年，卷(期)：2009 29(4) 分类号：P642.22 关键词：下蜀土 滑坡 特征 南京滑坡特征 篇3
关键词：发育特征；成因机制；形成机理
中图分类号： P694 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）34-80-3
1 概述
彭阳县地处宁南黄土丘陵区东部，地质环境条件脆弱，地质灾害易发、频发。近年来，随着极端气候增加，在强降雨条件下引发了大量的滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害，尤以陈沟滑坡最为典型。本文以彭阳县陈沟滑坡为例，探讨彭阳县暴雨条件下渗流作用对非饱和黄土斜坡稳定性的影响。
现场调查及相关地质资料表明，陈沟滑坡属暴雨型黄土-基岩接触面滑坡。分析研究其发育特征及形成机制对后期地质灾害防治具有重要的指导作用，同时，暴雨型黄土-基岩接触面滑坡在宁南山区较为普遍，研究成果可用于类似的理论分析参考。
2 工程地质背景
陈沟滑坡位于彭阳县城阳乡陈沟村黄土梁之上，属茹河一级支沟的凸岸。滑坡平面形态呈“几”字形，长约300m，宽500m，厚约40m，平面形态表现为半圆形，平面面积约150000m2，滑坡体体积约6000000m3，主滑方向为32°，滑体较为破碎。工程地质揭露，该滑坡为降雨诱发的老滑坡，发生时带动北边斜坡产生一条近1km的大裂缝。滑坡后缘梁上现有2户居民，裂缝下方有3户居民，沟底建有小型水库，滑坡所处斜坡大多开发成为经济林地。
滑坡区出露新近系甘河沟组（Ngn）红色泥岩、中更新统黄土（Qp2）和晚更新统黄土（Qp3）。泥岩具隔水作用，遇水易软化，滑坡后壁可见厚度约10m。中更新统黄土主要为风成粉尘堆积的棕黄色粉质粘土，出露厚度约25m，较致密，质地坚硬，次生垂直节理发育，稳定性差。晚更新统黄土为风成粉尘堆积的黄色粉土，出露厚度约20m，垂直节理发育，强度较弱，渗透性大。滑坡工程地质平、剖面见图1。
3 滑坡形成机理分析
斜坡体坡面呈凹形，坡体呈簸箕状，有利于地表水的汇集；斜坡体上的土质疏松，多孔，垂直节理发育。人类工程活动，如削坡、加载等作用，将原有的平衡状态打破，使斜坡产生卸荷、拉张和风化裂隙。在黄土节理、卸荷与风化裂隙、落水洞、陷穴等发育部位，降雨沿空隙下渗甚至灌入，在相对隔水部位形成上层滞水或饱水带，增大岩土体重力，甚至形成孔隙水压力，降低岩土体强度，从而触发黄土滑坡的发生；下伏泥岩具隔水性，使地下水向下运移受阻，汇集于其上土体中，引起上部潜水位抬高，土体处于饱水状态，其泥岩遇水易软化，形成滑床及滑动面；在降雨条件下，雨水沿裂缝下渗，一方面增大了土体的重力下滑力，另一方面雨水沿隔水层上部径流，使上部土体饱水软化，于下伏泥岩的接触面形成滑床，最终导致滑坡体下滑。
4 非饱和土渗流计算理论与模型
非饱和土中的渗流符合达西定律。以总水头h作为因变量，假定总应力保持不变，孔隙气压保持为恒定的大气压，忽略土骨架的变形。当渗透主应力方向与坐标轴一致时，二维渗流控制方程为：
式中，h为总水头；kx、ky分别为x和y方向的渗透系数；Q为施加的边界流量，γw为水的容重；mw=？坠θ/？坠uw，θ为体积含水率，uw为孔隙水压力，mw即为土水特征曲线的斜率。因此，已知土体的土水特征曲线和渗透性函数，并给定边界条件和初始条件，就可以得到非饱和土的暂态渗流场。本文中采用有限元方法计算非饱和土斜坡中的暂态渗流场。
非饱和土强度理论采用Fredlund提出的非饱和土抗剪强度公式：
？子ff=c′+（σf-ua）f tan？准′+（ua-uw）f tan？准b （2）
式中，τff为土的抗剪强度； c′，？准′分别为饱和土的有效粘聚力和有效内摩擦角；（σf-ua）f为破坏面上的净法向应力；（ua-uw）f为破坏面上的基质吸力；？准b表示抗剪强度随基质吸力而增加的速率，本文中假定？准b为常量。当土体接近饱和时，孔隙水压力接近孔隙气压力，基质吸力趋于零，上式中的基质吸力项消失，从而变为饱和土。
采用SEEP/W有限元软件对陈沟滑坡进行非稳态渗流分析，先模拟未发生滑动的残坡积土斜坡，坡面无裂隙。有限元计算模型如图2所示。
实际调查发现斜坡中无稳定的地下水位，模型使用的边界条件如下：①斜坡坡面为流量边界，流量大小为降雨强度，降雨强度采用固原地区百年一遇降雨强度105mm/d。②模型两侧黄土部分为零流量边界。③模型两侧和底面泥岩部分为不透水边界。
4.1 计算参数
计算参数包括土体的渗透性函数和土水特征曲线，以及岩土体的物理力学参数。土体的土水特征曲线和渗透性函数如图3、图4所示。岩土体的物理力学参数来自长安大学岩土工程重点实验室（见表1），非饱和土的吸力抗剪强度部分由土水特征曲线在软件中导入。
4.2 完整斜坡中雨水的渗流
根据上文给定的边界条件，分12个时步对降雨作用下的残坡积土斜坡暂态渗流场进行模拟，每2h为一步长。24h降雨条件下斜坡中孔隙水压力分布，如图5所示。各时步土体中孔隙水压力随深度的变化曲线如图6所示。
由图6中可以看出，雨水由斜坡坡面向下入渗，入渗深度有限，最大入渗深度约为8m。斜坡在初始状态下，孔隙水压力随深度的增加而增大；当降雨发生时，随着雨水的入渗，土体中孔隙水压力逐渐增大，同时土体中基质吸力降低。到降雨12h时，土体中孔隙水压力基本不再增加，认为此时雨水不再继续入渗。
采用极限平衡法（Janbu法）分析降雨条件下黄土斜坡的稳定性，斜坡中渗流场由前文降雨过程中的暂态渗流场导入，斜坡稳定系数随降雨时间的变化曲线如图7所示。计算结果显示，在降雨8h之后，斜坡稳定系数基本不再变化。说明在降雨8h之后，雨水的入渗量基本不再增加。
4.3 坡面有裂隙的斜坡中雨水的渗流
对于坡体表面存在裂隙的斜坡而言，雨水主要由坡体裂缝集中入渗。陈沟村滑坡在其后缘存在裂隙，模拟计算结果如图8、图9所示。由图可以看出，雨水由滑坡后缘裂缝入渗后，在滑带处聚集，在滑带处形成一定范围的饱和带。滑带土体中孔隙水压力增大，基质吸力降低，致使滑带土体的抗剪强度降低。
用极限平衡法（Janbu法）分析了降雨条件下黄土滑坡的稳定性，斜坡中渗流场由前文降雨过程中的暂态渗流场导入，斜坡稳定系数随降雨时间的变化曲线如图10所示。由计算结果可以看出，在降雨8h之后，斜坡稳定系数基本不再变化。说明在降雨8h之后，雨水的入渗量基本不再增加。
由前文的分析，可以得出以下结论：
①雨水在斜坡土体中的入渗深度是有限的。
②有裂隙的斜坡中雨水主要由斜坡裂隙集中入渗，使土-岩接触面的土体抗剪强度降低。降雨会造成斜坡稳定性降低，一些处于临界状态的斜坡会在强降雨作用下发生滑坡。
③降雨达到一定时长，斜坡表层土体接近饱和，雨水不再入渗，转为地表径流；根据前分析，在百年一遇降雨强度（105mm/d）下，12h之内雨水在斜坡中的入渗达到极限值。因此，以24h降雨量作为地质灾害临界降雨量判据是可行的。
5 暴雨诱发黄土滑坡的过程分析
需要说明的是，数值计算中未能模拟降雨过后累进性破坏造成的土体抗剪强度降低，而实际调查中发现，滑坡发生的时间常常在强降雨的数天之后，说明这种作用对于斜坡的变形破坏有着显著的影响。
对于完整斜坡而言，由于雨水入渗只发生在一定深度内，因此降雨对其稳定性的影响有限。对于存在裂隙的斜坡，雨水入渗会造成裂隙附近土-岩接触面的土体抗剪强度降低，使裂隙附近土体发生局部破坏，形成初始的破裂面。最初的破坏所导致的应力集中会沿着斜坡中的软弱带逐渐向下坡方向发展，使局部破坏向下坡方向扩展，这种累进性破坏在斜坡中形成贯通的滑动面时，斜坡发生整体滑动。
6 结论
①陈沟滑坡的形成是由于不合理的人类工程活动加剧了卸荷、拉张和风化裂隙的形成，在降雨转化为地下水的过程中与土-岩共同作用的结果。
②采用有限元软件进行非稳态渗流分析，结果显示：斜坡时前期随着雨水的入渗，土体中孔隙水压力逐渐增大，基质吸力降低，到一定程度，雨水不再继续入渗。
③雨水入渗会造成裂隙附近土-岩接触面的土体抗剪强度降低，形成初始的破裂面，进而使斜坡中的软弱带逐渐向下坡方向发展，当累进性破坏形成贯通的滑动面时，斜坡发生破坏。
参 考 文 献
[1] 陈关顺，沙德智.土质滑坡滑带土取样方法的新尝试[J].山地学报，2003，21（3）：380.
[2] 龙建辉，李同录，雷晓峰，等.黄土滑坡滑带土的物理特性研究[J].岩土工程学报，2007，29（2）：289-293.
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[5] 徐邦栋.黄土滑坡分析与防治[M].北京：中国铁道出版社，2001.
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双龙堡滑坡特征及治理措施 篇4
1 工程地质概况
滑坡场地属浅丘斜坡地貌, 原为斜坡, 呈折线状, 上部及下部较陡, 地形坡角约40°, 中部地形坡角约10°～20°。经人工堆填, 形成长约60m、宽50m～60m的填土边坡。排污箱涵在坡脚通过。场地地层岩性特征如下。
人工填土:主要由砂、泥岩碎块石及砼块组成, 结构松散, 稍湿。在斜坡中部厚约4m～7m, 前、后缘较薄, 厚约3m～5m, 为新近堆填。
粉土:密实, 稍湿, 厚约1m～3m。
场地基岩为侏罗系中统新田沟组砂岩与泥岩互层, 薄层状构造。岩层倾角8°, 无断层, 裂隙较发育。
场地地处斜坡地带, 由于上部土层较松散, 大气降水易渗入地下, 因基岩为不透水层, 大气降水入渗后一般沿岩面向斜坡下方排泄, 故非降雨期无地下水, 而勘察的各钻孔、探井中也均无地下水。
场地抗震设防烈度为6度, 基本地震加速度值为0.05g, 设计特征周期为0.35s。
2 滑坡特征
2.1 滑坡变形情况
根据弃土方和排污管道维护单位介绍, 在发生7.17暴雨后的灾情巡查时, 于7月21日发现该段箱涵损毁, 就立即组织力量进行了削方减载, 并对坡面进行了平整和裂缝的填埋掩蔽, 但由于此后仍多次出现大到暴雨, 已平整的坡面再次出现了开裂和后缘台阶。
勘察时, 降雨已经停止了一段事件, 根据对前后缘及侧壁裂缝处所进行的连续一周的相对位移观测, 未见变形发生。
根据上述调查和观测, 可以确定该滑坡在饱和状态是不稳定的。
2.2 边界、规模、形态特征
滑坡平面形态呈舌状 (见图2) , 削方减载后, 滑坡前缘高程254m～256m、宽40m～50m, 后缘高程279m～282m, 纵长约60m, 滑坡面积1.9×103m2, 滑体厚度2.35m～8.65m, 平均约6.0m, 滑坡体积约1.13×104m3。
虽然抢险时进行了削方减载, 但滑坡边界仍基本清晰, 滑体前部两侧见滑动形成的裂缝。
右侧为宽30cm～70cm的羽状裂缝带, 深约70cm, 目前可见长度约6m, 裂缝两侧形成高差20cm～40cm的台阶;滑坡前缘排水管道被剪断错位, 但100—3#桩未移位, 确定为滑坡右侧边界。
左侧裂缝呈羽状分布, 在排水管道101#检测井附近裂缝与斜坡等高线大角度斜交, 长度超过10m, 缝宽10cm～20cm, 裂缝两侧形成高差约10cm的台阶, 可见深度达1.20m, 为滑坡左侧边界。
在斜坡中上部的岩土分界线处岩面有擦痕, 仍有约5cm的弧形台阶, 为滑坡后缘边界。
滑体前缘陡坡上部的岩土分界处在基岩清水钻进时, 有循环液在该处溢出, 结合探井TJ1的揭露, 该处判定为滑坡剪出口。
2.3 滑体特征
经勘探揭示 (见图3) , 滑体物质为人工填土与粉土, 滑体土滑坡中间厚, 前后缘薄, 最大厚度为8.65m, 一般厚度3m～8m, 平均厚度6m。
2.4 滑床与滑面
滑床地层为侏罗系中统新田沟组 (J2x) 泥质砂岩与砂岩。在勘察中, 探井TJ1井深2.35m见厚度2.30cm的灰白色滑带土, 软～可塑状, 见擦痕, 具镜面, 滑动方向300°;钻孔ZK6深8.3m处的土芯上见光滑的镜面擦痕;钻孔ZK11深3.3m见厚1.00cm的灰白色土层, 软～可塑状, 见光滑镜面擦痕。
勘探揭示的滑面均位于岩土界面处, 后缘滑面倾角大于30°, 中前缘滑面倾角逐渐变缓, 无突变现象。
综上所述, 本次滑坡为小型堆积层滑坡[1], 主滑方向为300°左右, 滑动面为岩土界面。
3 滑坡诱发因素分析
3.1 地质环境条件
场地原为斜坡, 由勘探剖面可知, 场地岩土界面较陡, 但土层较薄, 厚1m～3m, 在弃土前, 土体的下滑力小于岩土界面的抗滑力, 处于稳定状态。由于后期不断堆填加载, 土体自重应力不断增加, 且基岩面附近为较软弱的粉土层, 在强降雨等外力诱发作用下, 强度急剧降低, 最终形成滑坡。可以说, 填土的出现, 使场地具备了滑坡形成的地质环境条件。
3.2 人为因素
过度的人工弃土, 超过了场地的环境容量, 破坏了地质环境, 改变了土体的平衡条件, 是本次滑坡的直接因素。
3.3 降雨
场地所在区域于2007年7月17日遭遇百年不遇的特大降雨[2], 并在其后几日内, 仍有降雨持续, 致使场地内土层呈饱和状态, 使土的抗剪强度急剧下降而变形滑动, 故降雨应为本次滑坡的触发因素。
4 滑坡稳定性评价及防治措施
由于发现滑坡、排污管道破坏以后进行了削方减载, 且滑坡前没有地形测量资料, 不能进行极限平衡状态的反演。故滑坡主要参数值采用室内外试验综合成果, 见表1。
稳定性验算按《岩土工程勘察规范》GB50021-2001中公式[3]进行 (式中各符号定义参见相关规范) , 计算公式如下:
滑坡稳定性计算剖面条分示意图见图4。
计算工况及荷载组合:
工况Ⅰ:自重 (天然状态) 。
工况Ⅱ:自重+暴雨 (饱和状态) 。表1稳定性计算参数表
稳定性计算成果见表2。
滑坡稳定性计算结果表明:天然状态下, 滑坡稳定性系数Fs=1.28～1.60, 处于稳定状态, 与位移观测成果吻合;暴雨 (工况Ⅱ) 时, 滑坡稳定性系数Fs=0.96, 处于不稳定状态, 联系到削方减载后出现的后缘台阶, 说明这一验算结果基本符合实际。
由于滑坡在饱和状态处于不稳定状态, 必须对该滑坡进行治理, 建议如下两种方案比选。
(1) 建议填土进一步减载处理, 并进行坡面硬化封闭。
(2) 设置抗滑桩进行支挡处理。
(3) 无论采取上述那一种措施, 均应在滑坡后缘外设置截水沟, 防止边坡外地表水进入滑坡。
5结语
(1) 双龙堡滑坡是以斜坡堆载为主要因素, 由特大暴雨和持续降雨而诱发的土层滑坡。抢险处置后, 在暴雨状态下仍不稳定。
(2) 该滑坡在经过勘察后, 采用了对填土进一步减载处理、设置排水沟的治理建议, 清方量超过3500m3, 排污管道也已修复, 至今已一年多, 经历了多次大暴雨和5·12汶川地震波及, 目前滑坡区域稳定, 未出现异常, 说明滑坡治理是成功的。
(3) 本次滑坡说明, 在斜坡地带进行弃土应慎重, 需充分了解弃土场的地质环境条件和地质容量。不当弃土, 极可能带来类似的严重后果。
参考文献
[1]滑坡防治工程设计与施工技术规范 (DZ/T0219-2006) [S].
[2]重庆晚报.2007-7- (18) 02.
滑坡特征 篇5
陈家沟滑坡规模大,稳定性差,通过地质勘察,对其特征、形成原因、影响因素进行了分析,并选定不同的工况对其稳定性进行了演算,提出了初步的治理建议.
作 者：张隆刚 康荣 作者单位：长江岩土工程总公司,武汉,重庆分公司,401321 刊 名：中国科技信息 英文刊名：CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION 年，卷(期)：2010 “”(3) 分类号：U4 关键词：陈家沟 滑坡 特征 稳定性 治理★ 浅析陇东地区泥石流特征和成因及防治对策
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滑坡特征 篇6
关键词:滑坡;地质灾害;发育特征;高易发区
中图分类号:X141 文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2010)09-0105-02
滑坡是指斜坡上某一部分岩土体在重力(包括岩土体本身重力及地下水的动静压力)作用下,沿着一定的软弱结构面(带)产生剪切位移而整体地向斜坡下方移动的作用和现象。滑坡是斜坡作为斜坡(边坡)变形破坏常见的形式,是斜坡的一种物理地质作用和结果。湖南的滑坡在形成机理、影响因素等方面都有一定的相似性,它们的发生、发展过程有时有着伴生和转化关系,现分述如下:
1滑坡地质灾害的现状
根据近年来的调查统计,截至2009年底为止,全省共发生较大规模或灾害损失较严重的滑坡地质灾害1 124处,从全国总体情况来看,湖南省滑坡地质灾害的发育强度属中上水平,仅次于四川、云南、贵州、湖北等省,而大大高于我国北部、东部和南部沿海地区。每年湖南的滑坡地质灾害均有数千至上万起发生,但形成灾害、造成重大损失的仅1 %左右。在全省已发生较大规模的滑坡1 124处中,大一巨型(>50 000 m3)的有15处;有大一型的78处;较大规模的167处。
2滑坡地质灾害的发育特征
根据上述滑坡地质灾害调查统计,归纳总结其发育的特征有以下特点:
2.1类型以土质为主
湖南山丘斜坡多为残坡积相土体,由于此类土体结构松散,透水性一般较好,粘聚力和结合力一般较低,特别是降水大量入渗后,土体变为塑性,抗剪强度显著降低,土体比重明显增大,上部饱水的疏松土层与下部较密实土层间或下部基岩为相对隔水层时,接触界面容易形成饱水软土滑腻带(面),摩擦力和粘聚力大为降低,上部土体很容易沿此接触面(带)发生滑动。因此,山丘区斜坡上很易发生土质滑坡,成为湖南滑坡的主要类型,占全省滑坡总数的62.4 %。
2.2规模以中小型为主
据统计,湖南已发生的滑坡中,小型规模者占总数的66.2 %,中型占26.5 %,大一巨型占7.3 %。原因一方面是湖南山丘斜坡上大多为残坡积土层分布,为土质滑坡大量发育奠定了物质基础;另一方面每年暴雨频繁,使滑坡不断发生,形成了以小型破坏及时解除斜坡不稳定状态的机制,因而形成大型号滑坡的比例较低。
2.3直接诱发因素以暴雨为主
据统计,湖南已发生的滑坡和崩塌90 %以上发生在雨季,且多发生在暴雨期间,明显的反映出大雨是滑坡发生的诱发主因。大雨、暴雨很快使岩土体浸湿及孔隙裂隙充水饱和,抗剪强度大为降低;岩土重量增大,地下水位明显上升,增大了地下水的动水压力和静水压力,使斜坡稳定系数K值不断降低,一些地段的K值从>1逐渐降低到<1,导致滑坡灾害发生;这是每次降大雨都发生大量滑坡的原因;另一方面,雨后地下水位逐渐下降,岩土体也逐渐干燥,K值又会升高至>1,斜坡因而又恢复暂时的平衡稳定状态,但再次降大雨时又会使这些斜坡发生滑动,由此形成一个周期性现象。
2.4人类工程、经济活动影响显著
据统计,人类工程、经济活动直接诱发的滑坡占总数的32.3 %,人类活动与自然因素共同诱发的比例更大,且造成的灾害损失一般较严重。随湖南人类工程、经济活动不断加强,滑坡灾害也与日俱增,这类滑坡与人类活动在时间上存在同步型和滞后型两种相关性情况。同步型是在施工过程中发生的,如永顺县施溶溪滑坡;滞后型是指在工程完工后一段时间内发生的,但其发生原因与工程施工密切相关,如资水柘溪水库,自1961年建成开始蓄水至今,在大坝上游130 km内的库岸,由于蓄水改变了自然环境条件而断续地引发了较大滑坡50余处,其中造成61人死亡的塘岩光滑坡是在蓄水20 d时发生的。
3成生因素
湖南滑坡成生因素多而复杂,大致可划分为自然因素、人为因素以及由此两类因素迭加而成的综合因素三大类。现分述如下:
3.1自然因素
3.1.1岩土性状对滑坡成生的影响
岩土是滑坡成生的物质基础,它们的性状决定滑坡发生的可能性和发育成生的时间长短。岩土体在自然界呈不同岩性组合形式存在,从而构成了不同的岩土体工程地质类型。湖南有利于滑坡成生的岩土体工程地质类型,主要是力学强度较低的软弱、较坚硬的层状和软硬相间的互层状结构的碎屑岩岩组,以及松散结构的土体。这些岩土体主要分布于湘北、湘西、湘西北的下第三系、白垩系、侏罗系、中三迭系巴东组及志留系地层中,如桑植县一带的巴东组红色砂泥岩层中滑坡密集,相邻其它层位中则少有发育。
3.1.2地质结构及岩体结构构造对滑坡成生的影响
不同的地层、岩性及构造组合所形成的地质结构,决定了斜坡的稳定性状。岩体的结构、产状及构造特征直接影响滑坡的形成和发展,因为岩体的结构面往往构成滑坡的滑动面及其边界切割面,因而岩体结构对边坡的稳定性起着重要控制作用。湖南实际情况表明,滑坡多发生在层状结构、碎裂结构及散体结构岩土体中,在完整的块状岩体中少见。层状岩体的层面一般为一个不良结构面,特别是层面间夹泥质或为泥质物充填,更构成一个突出的不良的软弱结构面,当倾向与坡向基本一致时,以及倾角小于坡角时,岩体易发生滑动。另外,构造的复杂性和岩体破碎程度也直接控制岩体软弱结构面的发育和斜坡的稳定性。断裂构造形成的结构面的破碎结构带是一种软弱结构面,湖南的一些大、中型滑坡大多沿此断裂面发育,如新化县邓家乡白芦村红岩下大型滑坡。
3.1.3地形地貌对滑坡成生影响
地形的切割强度和密度,斜坡的高度、坡度和形态,是斜坡稳定性的重要因素。武陵山、雪峰山、罗霄山及南岭等山脉,受构造运动影响,间歇性地抬升,使湖南湘西北、湘西、湘西南及湘东南形成高耸的山地及山原,地形切割强度和密度都很大,因而造成众多高大临空面和陡峻斜坡,使边坡发生破坏的机率大为增加,因而滑坡大量发生。一般地说,下陡中缓上陡的坡型以及山坡上部存在着呈马路蹄状的环状地形,且汇水面积较大时,常有滑坡发生。
3.1.4降雨对滑坡成生影响
湖南已发生的滑坡绝大多数都是在强降雨过程中或稍后发生的,滑坡与防雨间存在显著因果关系。据统计,每年雨季每次大雨或暴雨后都发生大量的滑坡,降雨诱发滑坡在时间上存在两种情况,其中的一种发生在降雨过程中,如1990年6月14日,降雨245.4 mm,诱发了对马岭、验匠湾、大州电站等滑坡,造成46人死亡,直接经济损失2 160万元以上的严重灾情。
3.2人为因素
3.2.1边坡脚切层开挖对滑坡的成生影响
交通道路工程、水利水电工程及矿产资源开发等人类建设工程,常进行场地开挖切层,从而改变了原有斜坡形态,甚至造成了新的边坡,破坏了斜坡原有的稳定状态,因而使斜坡发生滑坡灾害。
3.2.2水利水电工程建设对滑坡成生影响
湖南大量的水利水电工程建设,对当地自然地质环境产生了不同程度的影响,引发了滑坡等多种地质灾害。诱发地质灾害的主要原因有两个方面,其一是切坡开挖;其二是蓄、泄水。如双峰县水府庙大型水利枢纽大坝处,施工时引发4.5万m3的滑坡为切坡开挖所致;另资水柘溪水库滑坡为蓄水后,因水位大幅度上升,浸润和软化了岩土体而引发滑坡。
3.2.3矿产资源开发工程对滑坡成生影响
矿产开发工程包括露天采坑和地下采空区及巷道,这些工程对地表斜坡的破坏十分普遍。露天采坑开挖是一种巨型地表、地下切坡开挖,因此,其边坡更容易发生滑坡,如长沙市麻田磷矿露采场,边坡斜高80 m,坡角70 °左右,开挖过程中因人工造成高陡边坡而多次发生滑坡灾害;地下开拓中,采空区在造成顶板地面变形破坏的同时,常在斜坡上引发滑坡,如冷水江市锡矿山矿区,在采空区顶板地面下沉盆地的西北侧,于1983年6月引发了一个体积315万m3的连云村大型滑坡,破坏房屋96间。
4防治对策
根据湖南省滑坡地质灾害分布、发育情况,结合当地实际条件,为避免滑坡灾害的发生和人类生命财产免受损失,要因地制宜地采取有效的防治措施,现分述如下:
4.1宣传和普及地质灾害防治知识,提高全民防灾意识,实现群测群防
如前所述,滑坡地质灾害的发生、发展需要一定的时间和条件,这些条件既有自然因素,也有人为因素,只要掌握了地质灾害发生的有关知识,认识到这些因素对地质灾害的形成、发生、发展的内在影响,使广大群众掌握滑坡地质灾害的预防、治理、避险、救护等有关知识和技能,提高全民防灾意识,实现群测群防,就能够采取相应措施防止其发生或避免其给人们造成重大财产损失。
4.2规范人类工程活动,避免人为因素诱发地质灾害
滑坡地质灾害的发生除自然因素外,人类不规范的工程活动也是重要的诱发因素之一。因此规范人类工程活动也是减少和防止滑坡地质灾害发生的重要一环,同时在规范人类工程活动的同时,还应坚持做好退耕还林、封山植树、保护植被等环境保护工作。
4.3加强滑坡地制质灾害监测、预报工作
目前,湖南省滑坡地质灾害分布广泛,政府现有的财力不可能对所有的地质灾害体都进行治理,对大部分地质灾害体,只能坚持“以防为主,防治结合”的指导思想,通过加强对危险区和易发区的监测、预测预报,避免因滑坡地质灾害造成人员伤亡,减轻灾害损失。因此,建立滑坡地质灾害监测体系和预报系统是防治灾害发生的重要前提。
4.4各级政府要重视滑坡地质灾害防治治理工作
滑坡地质灾害危害国家财产和广大人民生命、财产安全,是一种严重的自然灾害,因此,也应当像防震、防洪和防治其他自然灾害一样将其纳入各级政府部门的议事日程上来。
参考文献
1杨顺泉、李佐海等.湖南地质灾害.长沙:湖南科学技术出版社,1999.10
2刘广润等.工程地质与环境地质概论.武汉:中国地质大学出版社,1997
3张 道.我国矿山地质灾害和防治对策[J].中国地质灾害与防治学报,1990
4 《地质灾害防治条例》,2009年11月24日国务院令第394号发布
The Hunan Province Landslide Geology Disaster
Present Situation, the Growth Characteristic, Become
Lives the Factor and the Prevention Countermeasure Studies
Yao Peng
Abstract: Hunan Province is one of our country geology disaster quite serious provinces, is geological disaster Gao Yifa the area. The disaster type is many, the distribution is widespread, the disaster situation is serious. This article selective analysis Hunan Province landslide geology disaster’s present situation, the growth characteristic, become live the factor and the prevention countermeasure, will have the important guiding sense to the next landslide geology disaster’s research and the disaster prevention work.
滑坡特征 篇7
襄渝二线杨河隧道位于陕西省旬阳县境内汉江南岸, 属中低山峡谷区, 隧道进口段位于孟家沟西侧, 地貌为沟谷残留台地, 为上陡下缓的斜坡地貌, 自然坡度10°～30°, 地表植被茂密。隧道施工前期, 2005年8月底～9月初, 在进场便道施工过程中, 该隧道进口山体斜坡地表出现裂缝, 并有逐渐扩展的趋势。经分析研究后, 认为杨河隧道进口山体斜坡在各种不利因素综合作用下已形成工程滑坡, 并提出了工程整治方案及隧道加强措施。
2 滑坡形成的原因分析
1) 山坡表层为厚10 m～20 m的坡积粉质黏土和碎石土, 土体松散, 层间结构弱, 土体的整体稳定性较差。2) 连续长时间的强降雨导致雨水下渗, 使土体饱水, 抗剪强度降低。据调查, 旬阳地区2005年7月份～8月份累计降雨量达345.6 mm。因此, 连续降雨是滑坡形成的重要因素。3) 施工单位在山体前缘开挖了3条便道, 在隧道洞顶处斜坡设置施工营地, 改变了坡面地表自然排水状态, 并使山坡前端临空面达10 m以上, 削弱了抵抗能力, 破坏了山体的平衡状态, 促使了工程滑坡的形成。
3 坡面变形情况
2005年8月13日～8月21日旬阳地区连续多日降雨, 8月23日和24日又连续两日降雨, 8月27日隧道进口洞门上方的山体出现多条裂缝, 8月28日又降暴雨, 裂缝宽度和长度逐步加剧。9月下旬～10月初, 陕南地区连续降雨, 汉江出现历史第二高水位, 隧道进口段斜坡体裂缝增多, 原裂缝加长, 斜坡失稳变形加剧, 根据现场调查发现, 斜坡体前沿堆积层与洪积层之间出现倾斜度为3°～5°的滑面, 滑面比较粗糙, 为软塑状黏性土, 向沟谷中心剪出约10 cm, 堆积层右侧出现两道环状裂缝, 使堆积层局部滑动;左侧出现断续剪切裂缝, 裂缝没有贯通。
鉴于隧道进口段斜坡体的状态和变形特征, 分析隧道进口段斜坡堆积层在降雨和开挖山体的影响下已形成工程滑坡。推断滑体厚10 m～20 m, 滑坡轴向长约140 m, 横向宽约150 m, 滑体物质为坡积成因的粉质黏土和碎块石土, 滑带在滑坡上部为土石分界面, 在滑坡下部位于坡积碎石土中。
4 对地质条件的进一步勘察分析
4.1 试桩情况和试桩揭示的地质条件
2005年9月29日, 施工单位开始组织试桩。试桩过程十分缓慢, 至11月15日, 3根桩的开挖进度分别为1号～5号桩11.8 m, 1号～9号桩12 m, 1号～12号桩14 m, 12月8日3根抗滑桩的最后开挖深度分别为30.05 m, 23.6 m和28.9 m。
试桩揭示, 推测滑面位置埋深11.6 m～13.9 m, 与水平夹角10°～15°向山坡发展, 推测滑带为0.6 m厚的灰色粉质黏土。滑面以上为坡积粉质黏土和碎石土, 滑面以下为粉质黏土、含碎石粉质黏土和碎石土。11.0 m～19.7 m初见地下水, 至桩底23.6 m～28.9 m处有积水。
4.2 补充勘察情况和钻探揭示的地质条件
通过钻探揭示及现场调查, 杨河工程滑坡处的地层为粉质黏土和碎石土, 下伏志留系下统绢云母石英片岩和含碎石粉质黏土。岩性特征详述如下:①粉质黏土 (Q
4.3 滑坡特征
通过地面调查、试桩分析和钻探揭示, 杨河隧道进口段位于斜坡堆积层在降雨和开挖山体的影响下形成的工程滑坡体上, 轴向长140 m, 横向宽150 m, 滑体厚8 m～18 m, 物质为粉质黏土和碎石土。推测滑床为碎石土和绢云母石英片岩。
滑床下部存在一古沟槽, 古沟槽宽约80 m, 沟底距现地面30 m～43 m, 延伸方向与线路成60°～70°角交叉, 判断为孟家沟及其支流的流水沟槽, 在构造或不良地质作用下, 被上部山体的塌落物质填塞, 使沟槽改变流水方向, 形成现在地貌。沟槽底部的地层主要为碎石土, 局部夹有含碎石粉质黏土, 下伏志留系下统片岩, 属相对稳定地层。
目前该堆积层斜坡在强降雨和人为切坡的影响下, 坡面已产生裂缝, 但未形成连续滑面, 其推测滑带 (面) 在主轴上半段为碎石土和片岩的分界面, 在下半段, 碎石土间有一层0.5 m～1 m厚的灰色粉质黏土, 土质较纯, 硬塑～软塑, 为软弱带, 推测滑动面在坡积碎石土中, 在斜坡前缘推测滑面位于古沟槽岸坎以上, 其高程在目前施工便道路面附近 (见图1) 。
4.4 稳定性评价
杨河隧道进口段山体坡面有多条裂缝, 山体前缘可看到剪切面, 根据裂缝监测数据和发展情况判断, 该斜坡已失稳变形形成滑坡。在采取了坡面截排水、封闭裂缝和前缘支挡等临时措施后, 加之雨季已过, 目前暂时处于稳定状态, 如果遇连续降雨或受施工扰动等因素的影响, 则有可能重新产生失稳变形。
5 地震与气象
1) 工点范围隶属陕西省旬阳县, 根据该县气象资料, 雨季多集中在秋季, 年平均降雨量为772.5 mm, 年最大降雨量1 018.8 mm, 年最小降雨量467.3 mm, 一次最大延续时间14 d, 年平均降雨天数156.4 d。旬阳地区2005年7月～8月份降雨量345.6 mm。2) 根据GB 18306-2001中国地震动参数区划图, 本段地震动峰值加速度为0.05g, 地震动反应谱特征周期为0.35 s, 相当于地震基本烈度6度。3) 最大季节冻土深度5 cm。
6 变更设计方案及推荐意见
1) 清方及反压整治方案。由于该滑坡侧后方汉江南岸为规模更大的沈家坪滑坡, 故不宜采取清方处理措施。滑坡体前缘直抵孟家沟沟边, 孟家沟沟谷深切, 滑坡前缘没有反压条件, 故反压整治方案不可取。2) 改线绕避方案。绕避方案二线只能向靠山侧改移, 将出现一座11.46 km的特长隧道, 不确定因素较多, 长隧道建设工期难以保证, 绕避方案较定测方案本章费用增加5 954.7万元, 且特长隧道防灾救援及满足工期要求需增加的费用尚未计列。考虑杨河隧道进口段工程滑坡的范围、规模、厚度、基础等技术条件, 该滑坡采用抗滑桩工程治理, 能够确保工程的安全可靠。因此, 推荐原定测方案不变。3) 变更设计方案的推荐意见。按照彻底根治、不留后患的原则, 对杨河滑坡设置抗滑桩工程进行整治。
7 滑坡整治设计参数
1) 根据钻探地质资料, 物理力学参数采用值:粉质黏土γ=2.0 g/cm, 碎石土γ=2.1 g/cm;滑带土抗剪强度指标:参考土工试验报告, 主轴上半段c=5 kPa～8 kPa, φ=18°～20°;下半段c=5 kPa～7 kPa, φ=11°。2) 经过检算, 确定滑坡稳定性检算采用的物理力学参数:主轴上半段γ=2.1 g/cm, c=7 kPa, φ=20°;下半段γ=2.1 g/cm, c=6 kPa, φ=11°。滑坡推力的安全系数:K=1.20。3) 滑坡主轴剩余下滑力:E=355.5 t/m。分两级抗滑, 每级设计滑坡推力:E1=199.7 t/m, E2=198.5 t/m, 剩余E3=6.1 t/m, 与便道一并设重力式挡土墙。
8 滑坡整治措施
8.1 抗滑桩工程
1) 每级滑坡推力按E=200 t/m设计, 单桩承受滑坡推力Q0=1 200 t, 1 000 t。桩径b×a=3.5 m×4.0 m, 标准桩长40 m, 30.0 m, 26.0 m, 锚固段长17 m, 12 m, 11.0 m。2) 绢云母石英片岩地基侧向容许压应力[σH]=2 000 kPa, 锚固段绢云母石英片岩地层的侧向地基系数KH=225 000 kPa/m, 锚固段碎石土侧向地基系数随深度变化的比例系数mH=90 000 kN/m。3) 桩身C20混凝土的弯曲抗压设计强度RW=11 000 kPa, 混凝土的轴心抗压设计强度RA=10 000 kPa, 混凝土弹性模量EH=25 500 000 kPa。4) 受拉钢筋50 kg旧轨设计强度Rg=405 000 kPa, 钢筋的弹性模量Eg=210 000 000 kPa。箍筋Ⅱ级钢筋设计强度Rg=290 000 kPa。5) 以二线为基线, 主轴Ⅰ—Ⅰ与基线夹角20°, 为西南方向, 且IKO+047.47=DZK254+860.98。6) 在主轴IKO+091.73处, 设第一排抗滑桩, 主轴IKO+053.54处, 设第二排抗滑桩, 主轴IKO+069.97, IKO+041.41, IKO+029.84, IKO+018.35处, 补设四根抗滑桩, DZK254+813.28处, 两边各设一根抗滑桩, 非标准桩长的桩自标准桩桩顶向下截去超长部分。7) 试桩1号～5号, 1号～9号, 1号～12号, 均按26.0 m桩施工。与其余桩相同, 桩顶用挖孔土回填夯实。8) 桩基开挖设置护壁, 厚0.3 m, 每1 m～2 m一节, 地面上下各0.5 m设护壁锁口, 厚0.5 m。桩身、护壁及护壁锁口均采用C20钢筋混凝土灌注。9) 滑面至基岩之间, 桩孔左右侧及靠山侧碎石土土体内, 采用小导管注入水泥浆, 以提高锚固段土层的侧向容许应力。注浆管按1.0 m×1.0 m梅花形布置, 内径42 mm, 单根长为3 m, 下倾角为15°, 注浆扩散半径按0.8 m计算, 浆液为1∶1水泥浆 (重量比) 。
8.2 挡土墙及坡面防护工程
15号～29号桩范围内, 道路挖方边坡设置C15混凝土重力式路堑挡土墙及M7.5水泥砂浆砌片石变截面护墙, 挡土墙高10.0 m, 设计参数:φ=35°, γ=1.8 g/cm, f=0.4, σ0=300, σ0=400 kPa。护墙坡率1∶1.0。
8.3 坡面排水
于滑坡范围最外侧设置一道M7.5水泥砂浆砌片石截水沟, 以最高点为分水岭, 东西方向均排至滑坡体以外。第二排抗滑桩顶设置一道排水沟。
8.4 裂缝回填
滑坡范围内所有裂缝, 开挖后均用三七灰土回填夯实, 并用防水布封盖, 防止雨水下渗, 裂缝开挖深度1 m～2 m, 宽度0.5 m～1.0 m。
8.5 出现滑坡时的临时应急措施
对施工便道的部分险情地段, 坡脚前期临时采用编织袋装土反压及低矮挡墙支挡, 边坡用锚喷混凝土进行封闭, 组织裂缝观测队进行监控。
9 工程效果评价
本滑坡按以上工程措施于2005年10月开始施工, 至2006年7月完成抗滑桩施工。整治工程完成后, 经过观察、观测, 坡面未出现变形迹象, 说明该滑坡通过治理已经处于稳定状态, 随后隧道进洞十分顺利。在2008年汶川地震和2008年、2009年暴雨的考验下, 该滑坡没有出现新的变形, 证明该整治措施是合理有效的。
参考文献
[1]铁道部第一勘测设计院.铁路工程设计技术手册——路基[M].北京:中国铁道出版社, 1992.
[2]王恭先, 王应先, 马惠民.滑坡防治100例[M].北京:人民交通出版社, 2008.
付家岩滑坡变形特征及形成机理 篇8
三峡库区是我国滑坡地质灾害最为严重的地区之一,其中重庆市万州区的滑坡灾害尤为突出,有许多滑坡发育在近水平地层中,付家岩滑坡为其中具代表性的一个。该滑坡对已建的移民迁建工程(居民区、移民复建公路、一所小学等)、高速公路等构成了严重威胁。2003年,该滑坡被纳入国家重大工程专项———“三峡库区地质灾害监测预警工程”之二期专业监测项目中,于2003年9月完成监测网建设,随后实施专业监测工作。
付家岩滑坡的物质来源与结构成因主要包括四方面:
(1)坍塌堆积;(2)坡残积;(3)冲洪积;(4)滑坡堆积。
本文主要围绕付家岩滑坡的变形特征和形成机理研究来展开。在充分收集区域地质环境条件、多年监测资料的基础上,通过现场调查研究,掌握了付家岩滑坡的基本地质特征。在系统总结、分析滑坡多年监测数据后,应用监测反分析技术,深入系统地研究了付家岩滑坡的变形特征和形成机理。
1 地质环境条件
三峡库区横跨川鄂褶皱带中段和川东弧形褶皱带东段,北为大巴山弧形褶皱带,东南与长阳东西向构造带相邻,西南有川黔南北向构造带插入,东与准阳山字型构造相接。自西向东形成一系列北东向弧形褶皱,与秭归向斜相交并嵌入秭归向斜之中。奉节瞿塘峡背斜以东至巫山巴东一带为上述构造体系交汇复合的部位,由于该部位应力集中,谷坡地层受多组裂隙强烈切割,历史上就是滑坡、崩塌作用强烈的地带。
三峡库区区域水文地质条件严格受长江自身的发育史控制。在背斜轴部,背斜倾没端、断层带、几组构造或断裂交接复合的部位,为平面或阶地之间的折坡陡坎地带,第四系松散堆积层与基岩交界接触带是地下水富集的场所。
三峡库区长达600的范围,属亚热带季风气候,多年平均降雨量1131.03,3~9月占全年总降雨量的60~70%,异常的暴雨、久雨天气形式比较突出,平均每年3.06次,日暴雨量普遍大于50。
2 滑坡基本地质特征和监测系统
付家岩滑坡位于重庆市万州区五梁镇三清村和石沟村。该滑坡属于国家重大工程地质灾害监测预警专项之三峡库区地质灾害防治二期专业监测预警点,于2003年9月完成应急监测网建设,同月开始实施专业监测工作。
付家岩滑坡为土质滑坡,位于天城区萱溪河东岸斜坡,其前缘至萱溪河边。滑坡发育于侏罗系中统沙溪庙组紫红色泥岩及泥质粉砂岩组成的斜坡中,滑体上部为崩坡积紫红色碎石土层。
地表位移采用监测。2003年初步设计时,在滑坡体上共布设4条监测剖面,每条剖面上设4个监测点,在滑坡体对面萱溪河(羊叉沟)左侧山梁稳定基岩上布设基准点2个(007,008),构成了由4纵4横8条监测剖面组成的地表位移GPS监测网(见表一、图一)。
滑坡体深部位移监测采用航天三院三十三所研发的型测斜仪,实行定期监测,监测频率为非汛期每月1次(1~5月,10~12月),汛期每月2次(6~9月)。遇有重大变形时,根据实际情况加密监测,监测数据处理使用软件。在该滑坡剖面上,对应于地表位移监测点WZ-131、WZ-132、WZ-133、WZ-134,共布置了4个深部位移监测孔(见图一、表二)。
3 滑坡变形监测分析
从第一次监测开始,滑坡深部位移持续增大,该滑坡在持续变形。滑坡后部变形速率明显大于中、前部,表明该滑坡具有推移式滑动的特性。2004年5月~2004年10月(雨季)以及2005年8月~2006年3月(修建高速公路,弃渣堆放在滑坡后缘)变形速率相对较大,尤其以前者为大,最大月变形量达13.96/(2004年9~10月)。说明降雨和人类工程活动与滑坡变形及变形量的大小有密切关系。就2003年9月至2004年9月1年的位移曲线来说,4条曲线近乎平行(图二),表明该滑坡具有整体滑移的特征,位移方向为S30°。
4 结束语
对付家岩滑坡,在深入分析其基本地质特征、变形特征以及形成机理的基础上,通过滑坡宏观变形特征结合滑坡监测数据揭示了滑坡变形破坏的本质及其发展趋势。通过以上分析,得出了以下结论:
(1)滑体上部即公路上部,滑体存在次级滑面,位于碎石土中。
(2)滑坡体地下水使滑坡体土体和滑移带土物理力学性质改变,降低了其抗剪强度,使滑移带土体软化,并使静水压力增大和水浮托力增大,从而造成滑坡体滑动。
(3)该滑坡具有推移式滑动的特性。
(4)该滑坡具顺层整体滑移特征,位移方向为S30°E。
(5)从滑坡监测系统有效性的角度来看,该滑坡监测布置的GPS地表位移监测、钻孔深部位移监测均发挥了一定的作用,尤其是监测主剖面上的4个深部位移监测孔有效地反映了滑坡主滑方向上的变形特征,具有一定的针对性。
(6)滑坡目前处于匀加速变形状态,但有月变形速率趋于减缓的态势。
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滑坡特征 篇9
关键词：膨胀土,路堑,滑坡,加筋挡墙,治理
1 概述
我国膨胀土地区分布十分广泛, 由于膨胀土具有强亲水性、反复胀缩性、超固结性、多裂隙性、崩解性和易风化性等特殊复杂的工程性状, 在膨胀土地区修建铁路、公路等工程时, 边坡病害十分普遍, 不少在建的和已建成的边坡屡遭破坏, 路堑滑坡时有发生, 我国铁路部门在总结膨胀土地区修筑铁路的经验时就有“逢堑必滑、无堤不坍” 之说[1], 某些滑坡经过反复多次治理, 耗费了大量人力、物力、财力, 也未彻底根治, 如何快速有效地根治理这类滑坡成为膨胀土地区工程建设的关键问题。为此, 本文以湖北枝江地区在建的紫云地方铁路项目为背景, 从项目所在地的工程地质及土性特征入手, 分析膨胀土路堑滑坡发生的原因和规律, 并提出可行的治理方法。
2 工程概况及土性特征
2.1 工程概况
该项目位于湖北枝江地区, 线路位于膨胀土地区, 有大量路堑地段, 路堑中心挖方深4~15m, 单侧边坡最大高度约18m。 路堑堑坡于2013 年底开始大面积施工, 由于路堑挖方移挖作填, 而路堤填筑进度缓慢, 导致边坡未能一次成形, 坡面防护也未能及时跟上, 开挖时处于冬季, 降雨较少, 边坡未见变形迹象, 到2014 年5、6 月份, 坡体经过多次降雨干旱循环后, 路堑边坡两级及以上的坡体几乎都不同程度的出现了滑坍, 形成多处滑坡, 并且有愈演愈烈之势。 现场对最开始出现坍滑的边坡进行放缓清方处理, 放缓至1:3 也不能稳定, 因此, 如何治理这些滑坡成为项目建设的一个关键问题。
2.2 土性特征
本项目膨胀土位于湖北枝江地区, 属冲洪积黏土, 含少量铁锰质结核和灰白色高岭土, 细粒含量多、天然含水量高、塑性指数大, 具有弱~中膨胀性。本项目膨胀土土工试验指标见表1。
按照《铁路工程特殊岩土勘察规程》中膨胀土评判指标及潜势分级标准, 土样中自由膨胀率大于60%的占16.9%, 蒙脱石含量大于17%的占36.4, 阳离子交换量大于260 mmol.kg-1的占16.2%, 三项指标中有两项符合中膨胀土指标的占27.2%, 所以本项目所在地以弱膨胀土为主, 部分位置属于中膨胀土。 从土体含水率来看, 最大值与最小值相差近30%, 差别很大, 说明坡体土吸水膨胀、失水干湿的空间很大, 容易引起坡体结构的破坏。 另外, 从现场开挖出来的坡体来看, 裂隙密布、节理发育, 部分裂隙面有蜡状光泽、镜面擦痕, 裂隙和节理的大量分布破坏了土体的整体结构, 降低了土体强度, 边坡容易沿各种不利结构面失稳破坏。
3 膨胀土滑坡的主要特征及原因分析
3.1 膨胀土滑坡的主要特征
截至2014 年7 月份, 本项目膨胀土路堑滑坡一共发生五处, 五处滑坡均发生在降雨之后, 滑坡的滑动面较为平缓, 后缘多呈圈椅状, 滑体上裂缝密布, 滑坡最开始滑动时的滑体厚度不深, 均在6m之内, 若不及时治理, 在经过降雨、干旱几次干湿循环后, 滑坡的范围会逐步向纵向、横向和竖向延伸扩大, 有的滑坡沿坡顶一直延伸至上部山体数十米远, 最终几处滑坡会连成一片, 形成大范围、破坏性很大的滑坡, 这势必会增加后期的治理难度。 从五处滑坡滑动的位置来看, 三处滑坡是从开挖面坡脚开始滑动, 然后向上牵引发展, 一处滑坡是沿着边坡中部结构面剪出, 然后向上牵引发展, 一处滑坡是从坡顶开始滑动破坏, 再逐渐向坡体深部及原天然坡面发展, 最后形成多层次滑坡, 从现场滑动面的位置来看, 坡脚、坡中、坡顶都有发生, 说明膨胀土滑坡与一般粘性土滑坡有很大的差别, 滑动面的位置、滑动的机理和发展过程都有很大不同, 所以, 不能简单地用粘性土滑坡的理论来处理膨胀土滑坡。 纵观几处滑坡后发现, 膨胀土滑坡的特征多表现为:浅层性、平缓性、牵引性、季节性、多次滑动性和成群分布, 滑坡的发生与边坡高度和坡度并无明显关系。
3.2 膨胀土滑坡的原因分析
对膨胀土滑坡形成的原因, 本文分析认为有以下两点:
1) 膨胀土堑坡成形后, 如不及时支护, 受开挖卸荷应力释放作用、 干湿胀缩作用和风化营力作用, 土体内产生众多裂隙并逐渐发展贯通, 密布的裂隙使土体内出现大量不规则软弱结构面, 在大气降雨和地表径流作用下, 土体极易吸水饱和增重, 同时抗剪强度降低, 并且坡体内会产生较大的侧向膨胀力, 这无疑会大大降低边坡的稳定性, 当不同结构面逐渐连通形成长大软弱结构面时, 在雨水下渗后, 结构面受水浸泡软化、强度降低, 上方坡体重力、静水压力、动水压力和膨胀力综合作用下, 促使坡体产生纵长式滑坡, 而新暴露于大气中的土体在风化营力等因素作用下, 又继续产生风化和胀缩变形, 使得土体强度继续衰减, 当新的不稳定因素积累到一定程度时, 又产生第二次滑动, 如此反复循环, 形成多层次、大范围牵引式滑坡[2,3,4]。
2) 多数施工单位对膨胀土地区路基施工的特殊性认识不够, 施工中土石方工程优先, 支挡防护工程滞后, 边坡成形后没有及时防护, 全部暴露于大气中, 受风吹日晒和降雨干旱作用, 在风化作用和干湿循环作用下, 绝大多数坡面干缩开裂, 坡体内各种结构面张开、连通, 进入雨季后, 雨水下渗促使坡体和内在的各种结构面饱和, 抗剪强度降低, 导致多数膨胀土堑坡发生不同程度的破坏, 溜塌、坍塌、滑坡均有发生, 若不及时采取措施, 小的局部破坏会逐渐扩大、发展成整体破坏, 最后发展成为连片破坏。
4 膨胀土路堑滑坡的治理方案
根据以往膨胀土地区边坡修建经验, 膨胀土边坡施工若能一次到位及时封闭, 多数边坡都能保持整体稳定, 但这样对施工要求较高, 要求施工尽量安排在旱季一次完成, 短期内快速完成刷坡和支挡防护工程, 这在项目工期紧张尤其在雨季时较难做到, 往往不得不在雨季施工, 这样无疑会增加滑坡发生的可能性, 而滑坡发生后的坡体结构、应力状态和土体强度都产生了较大变化, 给后期治理增加了难度, 单纯地采取刷坡+支护的方式有时候很难达到预期效果, 往往在刷坡没有完成时或在施工坡面防护时又产生了新的滑坡, 这在以往的膨胀土滑坡工程治理中多有证明, 而采用土工格栅加筋挡墙的柔性支护方式, 施工简单、快速方便, 基本上能一次根治, 后期效果较好[5,6,7,8]。
4.1 治理方案
本文在总结以往膨胀土滑坡治理经验的基础上, 提出采用包裹式土工格栅加筋挡墙治理膨胀土滑坡的方案, 主要包括加筋土挡墙、排水系统和坡面防护三部分如图1 所示, 具体如下:
1) 加筋土挡墙填筑:清除挡墙基础下松土至硬底层, 要求地基承载力不小于150k Pa, 如不满足要求, 应采用换填或复合地基措施进行处理。 加筋挡墙墙体采用膨胀土改良土填筑, 填土宽度以5m为宜, 以满足机械施工要求。 若加筋挡墙后方还有坍滑体, 应清除至硬底层, 采用膨胀土重塑土或膨胀土改良反压回填, 填土应满足压实度要求。 加筋挡墙墙体中每隔50cm铺设一层土工格栅, 格栅预加一定张拉力, 使其绷紧拉直, 紧贴下承层, 通过U形钉固定在土体上, 加筋体坡面采用土袋反包, 用土工格栅反包住土袋放于填土之上, 上层格栅与下层反包格栅用土工连接棒连接, 最顶层格栅留够长度, 并埋与填土下面, 保证填土提供足够的锚固力。
2) 排水系统:坡体排水系统主要包括天沟、墙背、墙底排水垫层和墙趾处的排水沟等排水措施。 墙背后、墙底处铺设0.5m厚砂砾石排水层, 保证加筋体内的水及时排除, 排水垫层后设不透水土工布, 从坡顶一直延伸到路基侧沟处, 在加筋挡墙后距反压回填堑顶5m范围外设天沟, 待加筋土挡墙顶层施工完后, 在回填土上方以及膨胀土边坡顶至天沟外2m范围内铺设不透水土工布进行封闭, 土工布上铺不小于30cm厚的种植土绿化, 在加筋土边坡体内间隔布置塑料排水盲沟, 盲沟内灌密实中粗砂, 伸入边坡后的中粗砂反滤层内, 形成综合排水系统。
3) 坡面防护: 回填土坡面采用植生袋、 生物植基毯或者三维柔性生态护坡进行防护, 通过三维排水连接扣与加筋土工格栅连接。
4.2 作用机理
土工格栅加筋挡墙治理膨胀土滑坡的原理是:土工格栅与填土间的摩擦力和咬合力能提供足够的抗剪强度, 使加筋土体形成一个整体柔性挡墙, 加上坡顶上方的不透水土工布、加筋挡墙背部和基底的排水垫层, 形成一个综合支护系统, 不但能承受土体的压力, 还能改善膨胀土表层的大气影响深度, 几米厚的墙体能防止坡体的风化作用和雨水对坡面的冲刷影响, 减少雨水渗入土坡引起强度的衰减, 同时能有效排除坡体内的裂隙水, 保持坡体含水量的稳定。 由于柔性支护允许坡体产生一定的胀缩变形, 无形中降低了边坡土体因超固结和含水量变化所产生的膨胀力, 且能抵抗一定的膨胀力, 可大大减少胀缩变形对支护设施的破坏作用[3,4,6]。
4.3 效果评价
本项目几处滑坡治理均按以上方案实施后, 经过1 年多雨季和旱季的考验, 边坡外形良好、整体稳定, 未发现开裂、鼓涨、滑塌等迹象, 通过对边坡坡脚、坡中和坡顶几处位置的位移观测, 显示最大位移均发生在坡顶, 均在3cm之内, 说明几处膨胀土滑坡都得到了有效治理, 在坡面绿化实施完成后, 植被生长较好, 与周围原生态环境协调融洽, 事实证明采用包裹式土工格栅加筋挡墙治理膨胀土滑坡方法可行, 效果明显。
5 结语
膨胀土工程性质特殊, 深长路堑发生滑坡的可能性很大, 实际工作中应引起足够重视, 设计时应遵循“缓边坡、宽平台、矮挡墙”的原则, 尽量避免深长路堑出现。 施工时尽量选在旱季施工, 做好防排水工程, 路基应连续快速施工, 各道工序应紧密衔接, 现场若发生滑坡, 应认真考虑治理措施, 尽量做到一次根治, 避免反复重复变更设计。 从以往多处工程案例来看, 治理膨胀土滑坡单纯地采取放缓坡率清方的措施, 效果不够理想, 而“保湿防渗, 及时封闭, 完善排水, 柔性支护”的综合措施应成为此类边坡整治的基本思路, 如采用包裹式土工格栅加筋土挡墙反压的综合整治措施, 效果显著, 值得推广。
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滑坡特征 篇10
滑带的应力状态和强度的变化与滑坡的活动关系紧密,这些变化又最终取决于滑带的类型、微观结构特征、物质组分和形成机理等[1],所以滑带是滑坡研究的重要内容之一。鉴于滑带土的重要性,伏斯列夫(1960)和今井秀喜等(1963)对滑带粘土裂缝产生的机理进行了最早的研究[2~4],这成为滑带土研究的雏形。W.Skempton(1970,1985)[5,6],R.J.Chandler(1985)[7],S.Gibo等(1977)[8]对滑带土的强度特性进行了深入而系统的研究。任光明(1996,1997)[9,10]等对滑带土结构强度再生特征进行了深入的探讨。由于三峡大坝的修建,很多专家对三峡库区岩质滑坡滑带特征作了较系统的分析,该区域为红层、沙泥岩互层。许强(2003)[11]等对泄滩滑坡滑带土特征作了研究;罗冲等(2005)[12]对万州区滑坡滑带土抗剪强度参数概率分布进行了拟合和优化;吴恩江等(2005)[13]分析了红层中水—岩作用微观信息特征和孔隙演化的影响;简文星等(2005)[14]经X射线衍射分析、红外光谱分析及扫描电镜对万州侏罗纪红层软弱夹层观察认为,在特定的条件下,软弱夹层容易成为基岩滑坡的滑动面;李守定等(2006)[15]对宝塔滑坡泥化夹层泥化过程的水岩作用作了分析;赵明华等(2007)[16]对红层软岩崩解破碎过程进行了分形分析及数值模拟;李育枢(2006)[17]对煤系地层中炭质泥岩滑带土作了初步探讨。
分析表明,学者们对岩质滑坡的形成和红层地区滑坡的滑带作了较深入的研究,但灰岩地区的岩质滑坡软弱带研究涉足较少,那么岩质滑坡软弱带的特征又如何呢?对滑坡的形成和演化又有什么影响呢?这些正是本文要研究的内容。在对鸡尾山滑坡野外宏观地质调查的基础上,采用理学DMAX-3 C衍射仪(Cu Ka,Ni滤光),对滑动面软弱带岩性进行矿物成分分析。利用扫描电镜(SEM)分析研究了饱水前后滑坡滑动面的典型样品,观察其微观结构,并揭示软弱带所具备的各种运动结构特征。
1 鸡尾山滑坡及软弱带概况
重庆市武隆县铁矿乡鸡尾山崩滑发生于2009年6月5日下午15时许,约500×104m3被结构面切割成“积木块”状的灰岩山体,沿缓倾软弱夹层发生整体滑动。造成10人死亡,64人失踪,8人受伤,成为近年来一次巨大的崩滑灾难事件。许强等(2009)[18]认为该灰岩滑坡是在不利的地质结构条件下,并受到重力、岩溶等作用和采矿活动的影响,由于前部起阻挡作用的关键块体被剪断突破而导致的一起大型山体崩滑事件。殷跃平(2010)[19]提出了斜倾厚层山体滑坡视向滑动应具备5个条件,并认为采矿活动主要通过应力环境的调整和层状块裂岩体的差异沉降两种方式对滑坡构成了扰动。刘传正(2010)[20]认为,鸡尾山地形上高陡临空、山下铁矿大面积采空形成的“悬板张拉效应”是山体拉裂形成大规模危岩体的主要原因,长期的降雨渗流和岩溶作用使软层强度弱化、裂隙带扩大是层状山体易于拉开的前提。
滑面是P1q2条纹状含钙质灰质板岩顶面与P1q3砾状灰岩底面的交界面构成,大体顺着岩层面发育,产状330~355°∠17~30°,滑面上存在大量同一走向的擦痕,且滑面上可见大量白色反光的镜面物质(见图1、图2)。
显微结构测试结果表明,该滑带物质为:条纹状含钙质灰质板岩,灰黑夹灰白色条带细粒不等粒不规格粒状及隐晶质结构,板状劈理较发育岩石组分主要由灰白色细粒碳酸盐和黑色含炭质泥质组成。前者加冷稀Hcl强烈起泡(碳酸盐),后者污手,岩性松软,加酸微弱起泡,具柔性,主要由泥质组成。岩石主体呈灰褐色夹白色条纹,细粒粒状鳞片变晶结构,半定向条带—条纹状构造,岩石组分主要由碳酸盐及较多鳞片状方解石,含少许细粒石英组成,以方解石为主。显微鳞片状集合体,常组成不规则、团粒—团斑状,粒间常含少许细粒不规则粒状石英,有时含细粒不规则粒状或团粒状碳酸盐之序穿插共生(见图3、图4)。干涉色彩色因粒度细小及杂质影响往往不太鲜明,沿条带或团斑边缘可能由于构造影响板状劈理发育,有机灰质重结晶形成黑色隐晶质炭质(隐晶质石墨)并污手。石英少量不规则无序散布,穿插于方解石粒间,分布较普通,但含量较少。切片无色,干涉色一级灰白色,并具较发育的波状消光。含石英碳酸盐脉较发育,宏观呈白色带状并与围岩具同步褶皱,局部含黑色围岩包体,主要由中粒不规则粒状碳酸盐组成的带状集合体带,含较少量中粒不规则粒状石英无序穿插共生。局部穿切围岩构造;但又没有受到变质构造的影响,可能表明碳酸盐脉的形成以同构造发育为主(见图4)。
(视域直径5.2mm,平行偏光)
(视域直径1.0mm,平行偏光)
2 软弱带矿物成分
研究滑带土的矿物种类和组合,对确定滑坡的形成机制以及发展演化都具有重要意义,尤其是当滑带土中的粘土矿物成分及相对含量不同,其强度将会有较大的变化[21]。采用理学DMAX-3C衍射仪(CuKa,Ni滤光),对滑动面软弱带岩性为条纹状含钙质灰质板岩进行矿物成分分析。该层为含大量白色、质软的泥质结构的镜面物质。沿垂直于层面和平行于层面分别取了两组样品,条纹状含钙质灰质板岩中还含有部分有机质,样品X射线衍射谱图见图5。
根据判断含量其分别估计为10%和15%,最后平均得到该条纹状含钙质灰质板岩的矿物成分含量,方解石含量最高达68%,其次是有机质为13%、滑石9%、蒙脱石5%、石英4%、白云石1%(见图6)。该层上部依次为二叠系下统栖霞组(P1q3)上段、二叠系下统茅口组(P1m),在水的溶蚀、携带作用下方解石渗透、停滞在条纹状含钙质灰质板岩中,从而含量较高,同时也较好地解释了上伏岩石的接触关系。有机质含量高降低了该层条纹状含钙质灰质板岩的抗压强度和抗剪强度。滑石含量在该组条纹状含钙质灰质板岩中占9%,质软细腻,手摸有滑润感,也为滑坡体的漫长蠕滑和滑坡滑动启动后的快速滑动提供了条件。
廖世文[22]指出当蒙脱石含量达到5%时可对土产生明显的胀缩性影响。蒙脱石具有离子交换性能,交换是可逆的;蒙脱石通常含有三种状态的水,表面自由水、层间吸附水和晶格水。具有电负性,对胶体性质和流变性能影响很大。蒙脱石吸水性很强,吸水后膨胀,即晶格底面间距增大,在高水化状态时晶轴可达1.84~2.14nm。这种性能也导致了该层面不稳定,吸水膨胀顶托鸡尾山滑体的岩体,形成周期性的上抛—下降;挤压同层条纹状含钙质灰质板岩的空间,从而导致该层板岩更加松散,这与实际调查吻合。蒙脱石的含量虽不多,但由于它的层状结构、片状结晶、较强的吸水性以及三种状态的水的转变特性,特别是较强的吸水性以及三种状态的水的转变特性促使鸡尾山滑坡没有发生在下雨时,而是发生在晴天。
3 软弱带结构
在对鸡尾山滑坡野外宏观地质调查的基础上,利用扫描电镜(SEM)分析研究了滑坡软弱面的微观结构,分成饱水前和浸泡饱水10d试验样品进行分析该滑坡滑动面微结构的特征,以便揭示软弱带所具备的各种运动结构特征。
3.1 未饱水样品SEM试验
试验所取滑动面岩性为条纹状含钙质灰质板岩,自然风干后,经镀金处理以后在SEM下观察。扫描电镜下,样品中出现大量的线型擦痕、粘土矿物呈定向排列、微孔隙和微裂隙等(见图7~图10)。
线型擦痕反映一种较快速的摩擦运动,其运动方式为粘滑运动。其中,粘土矿物的定向性较好,层理发育。粘土矿物呈定向排列:由于受到挤压和摩擦,粘土矿物呈定向排列并拉长,可导致滑带摩擦系数和强度的降低。微孔隙和微裂隙:在滑动面常见微孔隙和微裂隙。微孔隙包括滑带的淋滤孔隙及矿物的溶蚀。这些次生孔隙,使滑带孔隙率增高,一旦因剪切而引起结构破坏,便可激发很高的孔隙水压力,成为高速滑坡的重要形成机制。而其中一小部分的微裂缝可能是连续滑动拉裂的主要通道。
3.2 饱水后SEM试验
模拟在降雨条件下,水侵入到滑带内部情况,考虑了进行饱水试验,选取5个样品在纯净水中浸泡7d,充分饱水后,发现条纹状含钙质灰质板岩具有亲水性。在浸泡后,再烘干对其微观结构进行了SEM试验。发现滑面的条纹状含钙质灰质板岩出现微裂纹并有扩张现象,孔隙增大明显,并出现了新的微裂纹(见图11、图12)。
在降雨条件下,条纹状含钙质灰质板岩具有亲水性,即使没有正压差,也会导致毛细管力吸水,水就会沿着微裂缝侵入到滑带内部,进入滑坡滑带的水导致粘土矿物的水化膨胀,使孔隙压力增加,条纹状含钙质灰质板岩强度降低,最终发生崩滑失稳。此外,条纹状含钙质灰质板岩是由多种粘土矿物组成,一般含有伊利石和蒙脱石为主,蒙脱石为膨胀性极强的粘土矿物,而伊利石则基本不膨胀,所以这两种粘土矿物遇水后吸水膨胀速率相差很大,所产生的膨胀压力亦相差很大,因而地层受力不均,这种力超过地层水化后的强度时,地层就会沿层理、裂缝的断面发生崩滑。可见,滑带中,条纹状含钙质灰质板岩中自身存在的微裂缝是滑坡失稳的一个重要原因。
4 结论
滑坡软弱带的类型、微观结构特征、物质组分和形成机理决定了滑带的应力状态和强度的变化,这些变化与滑坡的活动关系密切。在对鸡尾山滑坡(特别是滑带)野外宏观地质调查的基础上,通过一系列手段对鸡尾山岩质滑坡滑带软弱面特征进行了较详细的分析。
(1)软弱带为条纹状含钙质灰质板岩,不规则粒状或团粒状之序的多种矿物穿插共生,岩石组分主要由灰白色细粒碳酸盐和黑色含炭质泥质组成,前者加冷稀Hcl强烈起泡(碳酸盐);后者污手,岩性松软,加酸微弱起泡,具柔性,主要由泥质组成。P1q2条纹状含钙质灰质板岩顶面与P1q3砾状灰岩底面的交界面构成,大体顺着岩层面发育,大体产状330~355°∠17~30°。软弱带饱水前后结构特征显示水会导致软弱带微裂缝的形成,可能成为连续滑动拉裂的主要通道。
(2)软弱带方解石含量高达68%、有机质为13%、滑石9%、蒙脱石5%、石英4%、白云石1%。该层上部依次为二叠系下统栖霞组(P1q3)上段、二叠系下统茅口组(P1m),在水的溶蚀、携带作用下方解石渗透、停滞在条纹状含钙质灰质板岩中,从而含量较高,同时也较好地诠释与上伏岩石的接触关系。有机质含量高降低了该层条纹状含钙质灰质板岩的抗压强度和抗剪强度。滑石含量在该组条纹状含钙质灰质板岩中占9%,质软细腻,手摸有滑润感,也为滑坡体的漫长蠕滑和滑坡滑动启动后的快速滑动提供了条件。
(3)结合野外调查结果,软弱带的几种微观结构对于促使该滑坡在漫长的时间滑坡周界形成—软弱面蠕滑—应力集中、剪出崩塌—解体冲击—灾难形成的前慢后快演变的链式灾变过程中起到了至关重要的作用,也较好地诠释了该滑坡滑动的一些基本事实。
摘要：滑带是滑坡研究的重要内容之一,滑坡软弱带的类型、微观结构特征、物质组分和物理力学性质等决定了滑带的应力状态和强度的变化,这些变化与滑坡活动密切相关。在对鸡尾山滑带野外宏观地质调查的基础上,通过一系列手段对该滑坡滑带软弱面特征进行了较详细的分析。显微结构测试结果表明,软弱带为条纹状含钙质灰质板岩,不规则粒状或团粒状之序的多种矿物穿插共生。采用理学DMAX-3C衍射仪(CuKa,Ni滤光)分析显示,方解石含量高达68%、有机质为13%、滑石9%、蒙脱石5%、石英4%、白云石1%。扫描电镜(SEM)观察软弱带饱水前后结构特征,显示水会导致软弱带微裂缝的形成,可能成为连续滑动拉裂的主要通道。结合野外调查结果,软弱带的几种微观结构对于促使该滑坡在漫长的时间滑坡周界形成—软弱面蠕滑—应力集中、剪出崩塌—解体冲击—灾难形成的前慢后快演变的链式灾变过程中起到了重要的作用,也较好地诠释了滑坡滑动的一些基本事实。
滑坡特征 篇11
古滑坡位于四川省美姑县拉马阿觉乡瓦尼村,美姑河右岸,省道307从复活体中前部横向穿过。复活体上建有四川美姑河水电开发有限公司营地与220 kV联合开关站,居住有部分瓦尼村村民,另外有农民的耕地。拉马古滑坡沿河宽3.0 km～3.6 km,向后缘先变窄,又变宽,纵向长6.0 km～6.5 km,前缘直达美姑河岸,后缘一直到后侧仙女峰的基岩陡壁。变形破坏主要发生在局部复活体西部中下部和东部中上部,长约355 m,宽约360 m的变形破坏区,平面上呈方形。
2滑坡形成条件
2.1 地形地貌
滑坡复活区属侵蚀构造单斜低中山地貌,地势为阶梯状斜坡,平均坡度仅10°～12°。总体上是南部(滑坡后缘)高,北部(滑坡前缘)低,相对高差为100 m。表面残留不同类型的滑坡堆积物,滑坡孤丘、滑坡裂隙分布于整个滑坡。地表冲沟也很发育,沟内常年有水。
2.2 地层岩性
滑坡体表面残留不同类型的滑坡体堆积物,根据勘探资料显示,河床部位除表面3.0 m左右为漂卵石外,下部均为滑坡堆积体的块碎石土夹数层紫红色、灰白色黏土。向上堆积物有变厚的趋势,且内部的块碎石块体变大。堆积物中块碎石的主要成分为三迭系下统或中统紫红色砂岩、粉砂岩、灰黄色泥灰岩和灰白色灰岩。
滑坡区出露基岩为三叠系下统铜街子组(Tt)杂色细砂岩、粉砂岩及泥岩不等厚互层,铁铝质或钙质填充,裂隙较发育,其中细砂岩为基岩裂隙水含水层,其透水性中等;泥岩为隔水层,透水性差,也是滑坡的滑床。岩层走向近东西向,倾向北西,倾角为8°～15°(见图1)。
2.3 地质构造与地震
滑坡区在区域构造上处于四川西南部川滇南北向构造带与四川盆地“新华夏系沉降带”的交接部,位于南北向普雄河断裂带、美姑河断裂带和刹水坝—马颈子断裂带之间的相对稳定块体内,块体内无大的断裂构造发育,新构造运动活动不明显,不具备发生强烈地震背景,附近周边历史上也无强烈地震活动记载,综上所述,工程区属基本稳定区。
2.4 气象与水文条件
滑坡区属川西高原气候区之中高山暖温带,气候具雨热同季、干湿季节分明。该区虽降雨量偏小,季节性强,降雨主要集中在5月～9月,在雨季为地下水补给提供了较充足来源,地下水类型为松散岩类孔隙水以及碎屑岩类裂隙水两类,水化学类型为重碳酸钙型水。滑坡体上冲沟发育,常年性水冲沟有1条,沟水在雨季量明显增加,其余冲沟均为季节性冲沟。
根据野外调查,古滑体前部有出露泉点多处,滑坡前缘剪出口土岩接触面上,呈线状分布一泉群。在营地内也有泉眼出露,因为滑坡在变形滑动过程中在侧缘形成剪切裂缝,中部形成陡坎,为泉水出露提供了条件,说明滑坡体内部含有丰富的地下水。
滑坡体前部为美姑河,流向自西向东。美姑河水流湍急,水网密集,滑坡区位于美姑河中段右侧,由于河谷在滑坡前缘呈不对称的V字形,滑坡前缘受河流冲刷严重。
3古滑坡前部局部复活体变形特征
根据地表测绘成果,结合勘察资料,根据滑坡体的变形迹象与变形程度将滑坡体分成东区和西区两个区。
1)西侧:
变形主要集中在307省道以下的滑坡前缘,有数条近东西走向弧形裂缝,下错明显。特别是今年对岸的茨菠罗沟因暴雨引发泥石流造成美姑河河道堵塞,美姑河右岸岸坡被冲毁长600余米,滑坡西侧滑体处在该段被冲刷严重的部位,受今年洪水和泥石流冲刷的影响,导致滑坡西侧裂缝不断向上发展,变形加剧,西侧前缘滑体已局部垮塌。滑坡西侧地形上以西侧冲沟为中心呈圈椅状,公路旁树木以及西侧冲沟旁树木明显倾斜,地下水出露泉点较多,水量较大。
2)东侧:
由于前缘受今年雨季美姑河洪水冲刷影响,只有少量弧形拉张裂缝,自307省道公路以下至滑坡前缘无明显变形现象。而307省道公路以上至公司营地内变形明显,而且变形不断加剧,裂缝增多,裂缝长度、宽度增大。有多条裂缝自一期营地向东经过东侧围墙一直延伸至二期营地,方向为近东西向,并经过二期营地外侧围墙,向外延伸,且滑坡东区后缘裂缝已经逐步贯通,后缘以后地表下挫明显,形成反坡。
4古滑坡体前部局部复活的机理分析
4.1 滑体内部物质及水的组成特性为滑坡体局部复活创造了良好的物质基础
滑坡滑床为泥岩隔水层,透水性差,其中细砂岩为基岩裂隙水含水层,其透水性中等,水被滞留在滑坡体的上部。滑带土为以灰褐色为主的粉质黏土或含角砾粉质黏土,角砾含量不超过30%,且表面光滑,岩质成分多为紫红色、红褐色泥岩、砂质泥岩多,在地下水长期的物理化学作用下,呈可塑状或软塑状。而滑床泥岩化学成分为SiO2,FeO,Al2O3,CaO与MgO等。而水的化学类型主要为重碳酸钙型水,水中富含游离的CO2,pH值在8.1～8.5之间变化,属弱碱性环境。此类岩石将与地下水发生一系列的物理、化学反应(如钙华的析出—溶蚀反应、铁离子的氧化—还原反应、溶胶—凝胶反应),此类岩石在弱碱性的环境下,水华溶胶过程占优势,削弱了岩石的胶结作用,使岩石强度降低。而游离二氧化碳的存在,使岩石中碳酸盐的结晶析出速度加快,有利于基岩的泥化,使滑带土软弱层进一步的加厚、软化。再者地形倾向与岩层倾向一致,为滑体复活提供了主动力。只有滑带土软弱层的存在,尚不足引起滑坡,而是合适的地形式滑坡形成的重要条件。地形倾向与岩层倾向一致,为滑体复活提供了主动力。而美姑河下切尔形成的巨大临空面为滑坡变形提供了空间。
4.2 美姑河连年的冲刷和水的作用是古滑坡前部局部复活的重要诱发因子
滑坡前缘美姑河是常年性河流,枯季流量小,水位低,对滑坡影响小。到主汛期河水暴涨,水位涨幅大,流速急、弯曲较多,对复活体前缘的冲刷侵蚀强烈。河流的下切和侧蚀冲刷,既增加了斜坡的高度,又削弱了坡脚的支撑力,改变了坡脚的应力状态,造成坡脚应力集中而发生破坏。特别是复活体西面迎面而上,受河流冲刷最严重,复活体前部产生拉裂、下挫,导致滑坡西区牵引式变形破坏形势。特别是今年对岸的茨菠罗沟因暴雨引发泥石流造成美姑河河道堵塞,河道向滑坡一侧迁移,使河道冲刷更严重,复活体前部垮塌严重(特别是西侧)。
而复活体东区受河道冲刷轻微,前部变形不明显。由于西区上部多处有泉眼出露,泉水和农民灌溉用水直接排于地表。在二期营地内发现大面积的汇水,已经形成大范围的湿地。由于东侧常年受到水的浸泡,水慢慢渗入到滑体内部,加上水的化学作用,逐渐降低了滑带土的抗剪强度,使滑坡体中后部产生了拉裂变形,形成了东区后推式蠕滑变形模式。
加上雨季的到来,雨水与地表水顺着地表,特别是顺着已经产生的裂缝渗入滑坡体内部,降低了滑带土体的力学性质,加上水在坡体内产生水压力(静水压力和动水压力),托浮力,加剧了东区与西区滑体的变形。
4.3 人为因素对古滑坡体前部局部的变形产生了不利影响
滑坡上瓦尼村随着人口增加、生活烧柴及牲畜放养,对上部植被破坏日益明显,导致上部地表水渗透加剧,对下部滑体稳定造成不利影响。营地及开关站大规模建设,相对密实地表土层被开挖掉,下部松散土层露出地表,破坏了原有地表的排水系统,使地表水更容易渗入到滑体中降低滑带土抗剪强度,加大不稳定因素;在营地及开关站内兴修了多幢2层～3层楼房及开关站相应设施,产生了一定荷载,起到了助滑作用。
5结语
拉马古滑坡中前部复活体规模巨大,调查分析和计算表明,现在处于累进性蠕滑变形阶段。建议滑坡体前缘采取柔性结构防护,防止美姑河对前岸的进一步冲刷,同时起到压坡角作用,中部应采取支挡结构,并辅以地表、地下排水以及裂缝夯填封闭的综合治理措施。很多工程项目,城镇乡村在进行选址时出现了一些问题,给我们留下了深刻的教训,教育我们要按自然规律办事,对地质灾害给予充分的认识。
摘要：在分析拉马古滑坡变形特征的基础上,对古滑坡体前部局部复活成因进行了深入的研究,研究表明,古滑坡体前部局部复活的最重要原因是美姑河连年对滑坡前缘的冲刷与坡体上丰富的水系对滑坡体的诱发作用,其次滑坡体物质组成为滑坡体复活创造了基础。
关键词：古滑坡复活,变形特征,成因机理
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