上饶市婺源县溪头乡砚山村外庄滑坡成因分析及其防治
摘要
关键词
滑坡;稳定性分析;防治
正文
江西省防震减灾与工程地质灾害探测工程研究中心开放基金(SDGD202108)
中图分类号:P642.22 文献标识码:A
我国是一个地质灾害频发的国家,随着人类工程活动项目的增多,人为作用引发的地质灾害数量在逐渐增多,造成的损失也愈加严重[1, 2]。地质灾害中尤以滑坡地质灾害最为突出,发生的频率最高,特别是在山区地形中危害最广。本文以南方丘陵地区一个典型的道路边坡滑坡为研究对象,在勘查的基础上对滑坡的成因进行了深入的分析,对其稳定性进行了计算,并对该滑坡的工程治理提出了防治建议。
1 灾害点概况
灾害点位于婺源县溪头乡砚山村外庄北侧公路边坡,属低山丘陵区,最高点海拔544.9m,最低点海拔199m。山坡植被发育,部分人为开垦呈梯田状,自然坡度为20-35°。
勘查区域出露地层主要为第四系全新统残坡积层(Q4el+dl)、青白口系河上镇群骆家门组(Pt3l3)灰-灰黑色薄层绢云母板岩。
勘查区属亚热带东南季风气候,历年平均降水量1962.3mm,属多降雨地区。年降雨量与地形高程成正比关系,西南部向东北部递增。降水量在时间上的分布季节性明显,其中1~3月占21.5%、4~6月占46.8%、7~9月占21.2%、10—12月占10.5%。滑坡灾情发生时该地区出现连续的强降雨,24小时平均降雨量达176.7mm[3]。滑坡造成坡脚处公路路面、房屋地面局部隆起破坏,1栋民房围墙出现倾斜,直接威胁滑坡体下方43户142人生命财产安全。
2 滑坡特征
2.1 形态特征
根据现场勘查,滑坡总体呈“长舌状”,主滑方向约217°(图1a)。滑坡体长约172m,平均宽81.4m,滑坡体面积约14000m2,滑坡体积约11.5万m3,平均厚度8.21m。滑坡体前缘人为修建公路进行山体坡脚的开挖,开挖坡度较陡(60-90°),切坡高0-10m(图1b).滑坡体上可见多条拉张裂缝,裂缝延伸最长140m,最大错距达0.8m,最宽约0.2m(图1c)。滑坡后缘位于高程270m处拉张裂缝处,滑坡前缘高程204m,滑坡相对高差66m。
2.2 滑坡结构特征及类型
滑坡由滑坡体、滑带及滑床组成(图1d),各结构特征如下:
1、滑坡体物质组成
上部为黄褐色含砾粉质粘土,土体松散,稍湿,低-中等压缩性和低韧性,内含角砾、碎石颗粒,含量约为10%-20%,厚度1.0~2.2m;下部为全风化绢云母板岩:黄、灰褐色,原岩结构已基本破坏,岩芯呈土块状,含约30%的强风化碎块,厚度7~12.8m。
2、滑带(面)特征
滑坡主滑面位于全风化绢云母板岩与强风化绢云母板岩界线附近,滑带地段有揉搓及挤压片理化现象。滑带物质主要为土黄色、褐黄色粉质粘土偶夹碎石,呈饱和状态。滑带后缘位于基岩面以上残坡积层中,中部及下部位于全风化层与强风化层接触带附近,基本沿岩层面分布;从剖面形态上看,滑面近似呈弧形,后缘相对较陡,前缘逐渐变缓(图1d)。
3、滑床特征
据钻孔资料,滑体下伏基岩为绢云母板岩,滑床上部为强风化绢云母板岩,厚度1.4~5.4m,结构已大部破坏,节理裂隙发育,锤击易碎;下部为中风化绢云母板岩,层厚3.00~5.50m,节理裂隙稍发育,锤击声脆,不易碎。
4、滑坡类型
该滑坡类型按滑坡体的组成物质划分属于残坡积层及全风化层土质滑坡,滑坡基本沿基岩风化壳层面产生滑动(图1d);从滑体厚度上属于中层滑坡,滑坡体厚度在10-25m之间;从运动形式上属于牵引式滑坡,下部先滑,使上部失去支撑进而变形滑动[4]。
图1 滑坡体特征。(a)勘查平面图;(b) 滑坡前缘;(c)滑坡后缘;(d)滑坡剖面图
3 滑坡成因分析
该滑坡的形成是由所处的地质环境条件、气象因素和人为因素共同作用下而形成的。
①地质环境条件
本区属侵蚀构造低山丘陵地貌,相对高差较大,斜坡坡度较陡,表层残坡积及全风化岩层厚度大,结构松散,泥质含量高,遇水易软化,内聚力小,易产生崩滑等地质灾害。
②气象因素
滑坡发生前连续几天强降雨,全县平均降雨量201.6mm,是隐患形成的主要诱发因素。
③人为因素
滑坡体前缘人为修建公路进行开挖,破坏了山体自然平衡,在坡脚形成陡立面,山体重心前移,在持续强降雨的作用下导致坡脚局部变形从而引发整体失稳[5]。
4 滑坡稳定性分析
4.1计算模型及方法选取
该滑坡的计算模型是在野外工程地质测绘和调查等基础上建立的。选取具有代表性剖面进行相关计算,滑坡剖面是根据该滑坡滑动方向及滑动机制连接而成,滑坡滑面形态为圆弧型。根据钻孔分析,未揭露明显滑动面,滑坡按均质土体考虑,由边坡失稳形成。使用理正岩土分析软件,利用圆弧法模拟分析滑坡体天然状态(自重工况)和饱和状态(自重+暴雨工况)下稳定性,模型参数取值见表1。
表1 滑坡体计算参数
状态 | 名称 | 承载力特征值 | 重度 | 抗剪强度参数 | |
kpa | (kN/m3) | C(kpa) | φ(°) | ||
天然 | 含砾粉质粘土 | 180 | 18.0 | 10 | 11.3 |
全风化绢云母板岩 | 220 | 19.0 | 17.2 | 19 | |
强风化绢云母板岩 | 350 | 22.0 | 30 | 35 | |
中风化绢云母板岩 | / | / | 45 | 70 | |
饱和 | 含碎石粘土 | 150 | 19.0 | 8.4 | 9.56 |
全风化绢云母板岩 | 200 | 20.0 | 13.66 | 15.72 | |
强风化绢云母板岩 | 350 | 22.0 | 27.82 | 32.56 | |
中风化绢云母板岩 | / | / | 45 | 70 |
4.2 稳定性分析
计算结果为:自重和自重+暴雨工况下剖面安全系数分别为1.191和0.986。如果安全系数小于1,说明滑坡体处于不稳定状态[5]。
5结论
(1)研究体属于土质切坡,根据模拟分析可知,在天然状态下,处于稳定状态,但在持续暴雨影响下,会处于不稳定状态,易发生整体滑动。
(2)为防止滑坡进一步下滑,可按照截排水沟+抗滑桩+坡面绿化方式对滑坡体进行加固治理。
参考文献
[1] 刘江波. 建设项目地质灾害危险性评估分区定量方法研究[D].昆明:昆明理工大学,2006.
[2] 刘铮. 最新矿山地质勘探技术手册[M].北京:中国工程技术出版社,2007.
[3] 江西江汇地质工程勘察院. 江西省婺源县溪头乡砚山村外庄滑坡治理工程勘查报告[R]. 江西上饶: 2017.
[4] 中华人民共和国国土资源部.滑坡防治工程勘察规范[Z].2016.
[5] 陈振平,毕晨洁,吴珍云,等.切坡角度及含水率对江西上饶黏土质边坡稳定性影响的有限元模拟[J].实验室研究与探索,2023,42(10):47-51+147.
作者简介:石祖峰(1981- ),男,硕士研究生,水工环高级工程师,主要从事地质灾害危险性评估、勘查、设计等工作. 江西省地质局第八地质大队.
...