乐山五通桥区滑坡破坏特征与演化机制研究_王昌强.pdf

2020年第12期西部探矿工程 * 收稿日期 2020-06-03修回日期 2020-06-10 作者简介 王昌强 （1970-） ， 男 （汉族） ， 四川乐至人， 高级工程师， 现从事岩土工程、 地质灾害勘察及设计技术工作。 乐山五通桥区滑坡破坏特征与演化机制研究 王昌强* 四川省煤田地质局一三五队， 四川 泸州 646000 摘要 为深入探索乐山五通桥区滑坡变形机理和发展趋势， 在详细研究该滑坡区域环境和地质条 件的基础上， 结合滑坡体的基本破坏特征， 对该区滑坡的失稳机理及演化机制进行了研究。结果显 示， 五通桥区滑坡的变形特征以滑塌和裂缝为主， 主要变形迹象为后缘裂缝张拉下错和前缘土体溜 滑等。滑坡失稳主要受地层因素、 地形地貌条件、 水的作用和人类工程活动这四个因素影响， 其中大 气降水是滑坡失稳的主要致滑因素。该滑坡在降雨作用下， 滑带土的抗剪强度逐渐降低， 孔隙水压 力不断升高， 坡体稳定性逐渐变差， 其后缘拉裂缝不断扩展延伸， 同时推动下部土体向前滑移， 直至 滑坡体全部失稳， 其破坏模式为典型的推移式滑坡。 关键词 推移式滑坡； 变形特征； 致滑因素； 演化机制 中图分类号 O319.56 文献标识码 A 文章编号 1004-5716202012-0020-04 我国西南地区地质灾害频发， 不但地灾数量众多， 而且灾害种类较全， 尤其以滑坡、 崩塌和泥石流等地质 灾害最为突出， 是中国地质灾害分布最严重的地区。 据统计， 在1949～1990年的40多年间， 西南地区发生 具有重大影响的地质灾害1050次， 导致9000余人死 亡， 造成直接经济损失78亿元， 有200多个市、 县、 区受 到严重影响[1]。在众多的地质灾害中， 滑坡的发生尤为 频繁， 所占比例最高。目前， 已有众多研究人员对滑坡 的启动机制、 成因类型以及发展机制等方面进行了分 析， 并取得了有益的成果[1-6]。季伟峰等[5]对中国西南地 区的主要地质灾害类型及分布进行了探讨， 并提出了专 业的地质灾害监测方法。汪丁建等[3]对强降雨条件下， 滑坡的稳定性的变化规律， 得出强降雨是诱发滑坡的主 要因素， 在降雨条件下坡体稳定性将不同程度降低。丁 俊等[1]对我国西南地区的城市地质灾害开展研究， 针对 不同的地灾类型提出了相应的防治对策。王家柱等[6]对 川南红层区滑坡的发育特征和形成机制进行研究， 对该 类型滑坡的运动特征和演化过程取得了新的认识。 滑坡的发生发展及变形失稳过程， 通常都是多种 因素综合作用的结果。不同类型的滑坡， 其破坏特征 及演化机制均有差异。本文以乐山五通桥区滑坡为 例， 通过野外地质调查以及现场勘探等手段， 结合滑坡 区的工程地质条件， 查明滑坡基本变形特征和预测可 能的发展趋势， 对滑坡的孕育过程和形成原因进行分 析， 深入探讨滑坡的失稳破坏模式和演化机制， 为该地 区边坡防护和防灾减灾提供重要参考。 1滑坡区工程地质条件 1.1区域地形地质条件 滑坡区地处四川盆地西南缘五通桥区杨柳镇， 属 浅丘地貌， 海拔高程380～400m， 相对高程差20m。出 露地层主要为第四系残坡积物 （Q4eldl） 和侏罗系中统沙 溪庙组 （J2s） 砂、 泥岩， 其中粉质粘土呈可塑状， 厚度 1.4～3.5m， 在滑坡坡体范围广泛分布； 下伏基岩为侏罗 系中统沙溪庙组 （J2s） 砂、 泥岩， 岩层产状约为24∠4， 岩体为强风化中风化状态， 岩体裂隙发育， 岩体破 碎较破碎。 1.2气候条件 五通桥区属中亚热带湿润性季风气候， 多年平均 降雨量为1264.2mm， 降雨量主要集中在5～9月， 降雨 量达1056.3mm， 占全年总降雨量的83.6。统计发现 滑坡多发生在本时段， 降雨是诱发滑坡的重要原因。 2乐山五通桥区滑坡基本特征 2.1滑坡规模及形态特征 乐山市五通桥区滑坡位于五通桥区杨柳镇多宝村 2组国道G213旁村民屋后斜坡上， 滑坡总体上呈东高 西低， 平面形态呈 “圈椅状” ， 主滑方向约245～288， 与 20 2020年第12期西部探矿工程 坡向基本一致， 滑坡前后缘相对高差约20m。滑坡纵 向长约30～50m， 横向宽约90～100m， 滑体厚度约3～ 5m， 滑坡面积约2.94103m2， 滑坡体积约1.08104m3， 属 小型堆积体滑坡， 见图1。 图1滑坡形态 2.2滑坡边界特征 （1） 滑坡后缘以拉裂槽为界。2018年6月30日发 生强降雨后， 在滑坡后缘形成一条明显的拉裂槽， 槽深 达3.0～4.0m， 宽约3.5～7.0m， 走向约175～210， 基本 贯穿于整个滑坡后缘， 延伸长度达50m， 见图2。 图2滑坡后缘拉裂缝 （2） 滑坡前缘以斜坡陡坎为界。该地段为陡坎， 上 部覆盖层薄， 下部基岩出露， 且该部位覆盖层有滑塌变 形迹像， 推测该陡坎为滑坡前缘剪出口， 见图3。 （3） 滑坡两侧边界明显， 左侧以剪切裂缝L2、 L3为 界， 右侧以低洼冲沟为界， 边界较为明显。 2.3滑坡变形特征 根据现场调查， 滑坡区于2018年6月30日强降雨 后， 开始出现变形， 在后缘形成拉裂槽， 坡体侧缘形成 剪切裂隙， 坡体侧缘及前缘发生土体溜滑等现象。其 中拉裂槽基本贯穿于整个滑坡后缘， 延伸长度约50m， 大致圏椅状。在滑坡左侧下部斜坡， 产生浅表滑塌， 滑 塌区纵向长约 16m， 横向宽约 9m， 滑塌厚度约 1.0～ 1.5m， 滑塌方量约100m3， 滑塌物堆积在下部围墙内侧； 在滑坡体中部及侧缘形成7条长度不一的变形裂缝， 缝 宽2～10cm， 延伸方向大致与滑坡主滑方向或垂直或平 行； 前缘剪出口附近， 浅表覆盖层下错滑动水平距离约 3m， 覆盖层滑塌厚度约2.5m， 整体滑塌体积约100m3， 滑塌至下部居民房屋墙脚和下部平地， 见图4。 图4滑坡剪出口 2.4滑坡物质结构特征 2.4.1滑体特征 滑体为第四系残坡积含碎石粉质粘土层及强风化 岩层， 厚度一般约3～5m， 结构较松软， 饱水后易软化， 连续分布。空间分布具以下特征 粘粒含量相对较高， 呈可塑状， 碎石含量较少约5左右， 主要为砂岩碎块， 粒径一般1～3cm； 强风化层岩体破碎， 有明显软弱层， 岩质极软、 岩体破碎， 透水性较差， 地表水下渗后易形 成滞水。 2.4.2滑带特征 根据钻孔揭示， 强风化岩层中发育有软弱层， 结合 滑坡后缘拉裂槽底部为强风化岩层， 故推测滑面沿强 图3滑坡前缘陡坎 21 2020年第12期西部探矿工程 风化与中风化岩层交界位置处滑动。钻探揭示滑带特 征见图5。 图5强风化位置存在软弱层 2.4.3滑床特征 根据钻探揭示， 该滑坡滑床为侏罗系沙溪庙组泥质 砂岩、 砂质泥岩 （J2s） ， 主要矿物成分为石英、 长石， 细粒 结构， 中厚层状， 其浅部岩体破碎， 易遭受水的侵蚀软 化， 失水易开裂崩解， 中下部岩体较完整， 稳定性较好。 钻探过程中进行简易水文观测， 在岩体浅表泥浆 液漏失严重， 裂隙发育， 钻探深度进入基岩一般超过 5～8m以上， 岩体较完整， 未发现岩层内有滑动迹象， 结合周边基岩出露分析， 下伏基岩稳定性较好， 不存在 深部岩层滑动。 3滑坡演化机制研究 3.1滑坡控滑因素 五通桥区滑坡坡体主要由第四系残坡积层和下伏 基岩 （砂质泥岩、 泥质砂岩） 组成， 上覆土层和浅表强风 化层结构松软， 当该层饱水后， 易沿软弱面产生滑塌变 形， 因此为滑坡的形成提供了良好的物质基础。 其次五通桥区杨柳镇持续降雨， 导致岩土体达到 饱和状态， 岩土体自重增加， 抗剪强度大大降低， 滑坡 后缘产生滑塌、 下错变形， 滑坡稳定性降低至临界状 态； 在6月30日强降雨 （降雨量228.2mm） 的加成作用 下， 后缘形成贯通的拉裂槽， 底部形成完整滑面， 滑坡 产生整体滑动。 因此该滑坡主因是降雨。在强降雨作用下， 滑坡 区内产生滑塌、 拉裂、 错动等变形， 从滑坡的裂缝分布 位置、 走向及发育情况分析， 滑坡最先变形出现在后 缘， 随后通过后缘土体外倾挤压下部土体。因此， 五通 桥区滑坡主要是因为暴雨和滑坡后缘土体形成拉裂 槽， 其外侧土体对下部土体形成挤压、 推移， 为典型的 推移式滑坡。 3.2滑坡影响因素分析 滑坡的发生不仅与内部因素密切相关， 还与气象、 水文、 地震等外动力条件等有关。经勘查认为， 外动力 条件是五通桥区滑坡形成和发展的主要诱发因素。此 外， 还受下面四个因素的影响。 （1） 地层因素 滑坡体主要为第四系残坡积层 （Q4el dl） 粉质粘土夹少量碎块石， 该层结构松散， 软硬相间， 物理力学性质较差， 渗透性较好， 下部强风化岩层较破 碎， 岩质较软， 发育有软弱夹层， 在地表水的作用下， 在 强风化层内易形成滞水， 导致软弱层进一步软化， 从而 可能导致坡体的稳定性逐步降低。 （2） 地形地貌条件 五通桥区滑坡所处地段为一斜 坡地貌， 滑坡区前缘陡、 中部分布较多台坎， 后缘以外 为缓坡台地地貌， 这种陡坎和临空面发育， 切割强烈的 地形条件， 不利于坡体稳定。 （3） 水的因素 五通桥区滑坡在6月30日滑动以前 一个月内， 曾多次发生降雨， 在6月30日时降雨量达到 228.2mm， 降雨量较大。降雨 （特别是连续降雨或强降 雨） 将导致土体含水量大幅上升， 土体增重； 土体抗剪 强度降低， 从而诱发滑坡滑动。 （4） 人类工程活动 在该滑坡体上农业耕作， 人为 改变了原始地形， 对滑坡的稳定性造成了一定影响。 在以上各种因素的综合作用下， 最终导致坡体变形的 发生。 滑坡的发生发展是多方面因素共同作用的结果， 本文滑坡的致滑主因是强降雨的作用， 协同其他辅助 因素逐步失稳。 3.3滑坡破坏模式分析 该滑坡形成主因是由于降雨诱发， 在强降雨作用 下， 大量地表水下渗， 从而增加了滑体自重， 降低了滑 带土抗剪强度， 隙水压力急剧升高， 在重力作用下滑坡 后缘临空位置处发生拉裂形成较大拉裂槽， 并外倾挤 压、 推移下部土体造成滑动， 表现为推移式滑坡。 目前， 该滑坡的后缘变形较为严重， 如再遇暴雨， 则发生复滑的可能性大幅度上升， 从而导致场地发生 整体滑动失稳， 应及时地采取紧急支护措施， 建立雨水 疏通通道， 防止大规模滑坡的发生。 4结论 （1） 五通桥区滑坡的主要变形特征以滑塌和拉张 和剪切裂缝为主， 变形主要形成于降雨过程中， 受降雨 影响严重。 22 2020年第12期西部探矿工程 （2） 该滑坡失稳的内在机理是上覆土层和浅表强 风化层为滑坡提供了物质基础， 受持续降雨影响， 土体 力学性质变差， 产生蠕变变形， 最终在强降雨作用下， 滑坡后缘拉裂缝贯通， 形成完整滑面， 导致滑坡最终失 稳。 （3） 滑坡失稳主要受地层因素、 地形地貌条件、 水 的作用以及人类工程活动等因素影响。其中， 地层因 素主要是覆盖层结构松散， 渗透性好， 地表水能快速下 渗， 导致坡体的稳定性逐渐降低； 地形地貌条件主要是 该地区陡坎发育， 为滑坡的变形提供了临空面； 水的影 响是滑坡的触发性因素， 连续的降雨以及强降雨等因 素的综合作用， 导致土体饱和自重增加， 岩土体的抗剪 强度降低， 从而层致最终的滑坡。 （4） 该滑坡是受降雨作用影响， 大量地表水入渗， 土体含水量大幅度增加， 滑带土的抗剪强度降低， 孔隙 水压力不断升高， 坡体的自稳能力逐渐降低。在重力 作用下， 坡体后缘拉裂缝位置不断变形， 形成较大的拉 裂槽， 并逐渐向下滑移， 推动下侧土体发生整体滑动， 最终导致滑坡体失稳， 为典型的推移式滑坡破坏模式。 参考文献 [1]丁俊,魏伦武,赖绍民,等.我国西南地区城市地质灾害与防治 对策[J].中国地质灾害与防治学报, 2004,15 增刊119-122. 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