李效萌, 李 甜, 刘金辉, 张群利, 高炳伦

(1.东华理工大学水资源与环境工程学院, 南昌 330000; 2.核资源与环境国家重点实验室, 南昌 330000; 3.江西省勘察设计研究院, 南昌 330000)

目前中外专家学者依据不同的分类标准，对滑坡有多种不同分类，如许强[1]依据滑坡变形破坏的方式，以及时间-变形曲线，将滑坡分为稳定型、渐变型、突发型三类，并给出了形成三类滑坡的力学条件。也有学者[2-3]提出按照滑坡的不同破坏模式，将滑坡分为牵引式滑坡和推移式滑坡，这也是目前生产单位所广泛接受的划分方式。牵引式滑坡一直是工程地质行业广泛关注和研究的热点，关于牵引式滑坡的研究多集中关注大型牵引式滑坡的成因机制、稳定性分析及预测预报，鲜有人研究小型土质牵引式滑坡。因此，尝试探寻小型土质牵引式滑坡稳定性分析方式及其破坏模式。

牵引式滑坡一般是指前缘率先蠕变，后期经过自然冲蚀或人为开挖等因素使坡脚形成侧向临空面，引起前缘蠕变加剧并逐渐向后缘延伸形成后缘拉裂缝，降雨沿拉裂缝入渗，增加坡体自重，降低滑体与滑动面岩土体强度，前缘破坏失稳牵引滑体大规模滑动的现象[4-6]。牵引式滑坡作为一种常见的滑坡类型，在中国山地丘陵地区广泛存在，然而，受勘察分析深度的局限，牵引式滑坡在前缘失稳阶段常常得不到重视，等到大规模破坏才会引起关注，此时再做治理往往耗费巨大。

目前对牵引式滑坡的研究多集中在大型岩质滑坡的治理和监测中，针对小型牵引式残坡积土质滑坡的成因机制、早期识别、演化过程、加固措施的分析和工程实例文献较少[7-8]。针对以上问题以赣东地区某小型牵引式残坡积土质滑坡为例，通过野外调查、滑坡变形特征及稳定性分析，对该小型牵引式残坡积土质滑坡的时空演化过程和失稳破坏模式进行阐述，对今后山区丘陵地区小型牵引式滑坡的研究有很大的参考价值。

1 滑坡自然地理及地质环境条件

1.1 自然地理位置

滑坡位于江西省南城县株良镇江头塅村沙林下组一带，属于赣东丘陵地区，地理坐标为116°27′29″E，27°24′22″N，北至南城县直线距离25 km，南至南丰县20 km，S213省道在其正南约3 km经过(图1)。滑坡处在南城县江头塅村沙林下组NNE方向，滑坡坡脚紧挨民房，直接威胁坡下民房和60户190人的生命财产安全，如若失稳将冲毁房屋、农田，预估经济损失达2 000万以上。

图1 滑坡位置图

1.2 气象与水文

滑坡区属亚热带季风气候区，气候温和湿润，四季变化分明，雨量充沛。年平均气温为18.5 ℃，年平均降雨量为1 714.3 mm，最大年降雨量达2 310.1 mm(1997年)，最小年降雨量仅1 115.1 mm(2003年)，年平均降水日185 d，暴雨3～4 d，最长连续降水24 d(1996年3月8—31日)，最大过程降雨量624.8 mm(1998年6月8—25日)，最大日降雨量144.7 mm(2000年6月7日)。由于受地形和东南季风影响，降雨量在时空分布上差异较大，降雨量主要集中于3—8月份(图2)，约占全年雨量的72.13%。滑坡活动区内地表水系不发育，只发育有一些小溪沟。

图2 年降雨量分布

1.3 地形地貌

滑坡区属构造剥蚀丘陵地貌，山脊呈垅状近东西向展布，最大地形标高约350 m，最小标高约250 m，坡形呈平直形，地形坡度30°～65°，人工切坡坡度60°～80°，地势北高南低，山体植被较发育，覆盖率80%，以毛竹、灌木为主。南侧为沟谷冲积平原，现状为农田，地势较平坦。滑坡隐患体位于山体标高248.5～324.0 m位置，相对高差约75.5 m。

1.4 地质环境条件

1.4.1 地层及岩土体工程地质特征

滑坡区内出露的岩层主要为震旦系尚源群砂质板岩和第四系粉质黏土。根据区域地质资料以及野外调查资料综合分析，现将各地层叙述如下。

(1)第四系(Q)。按地质成因分为残坡积层(Q2el+dl)和冲洪积层(Q4al+pl)。①残坡积层(Q2el+dl)，分布于区内山体的表层，主要为碎石土，松散～稍密，碎石粒径一般2～5 cm，以砂质板岩为主，细粒成分主要为粉质黏土，残坡积层厚度为3～8 m，表层0.5 cm含较多植物根系；②冲洪积层(Q4al+pl)，分布于滑坡区的山前沟谷平原。现状为农田和村庄，农田上部为耕植土，厚度约0.5 m，下部为砂砾石层；村庄上部为杂填土，下部也为砂砾石层。

(2)震旦系尚源群(Zsh)砂质板岩。③砂质板岩，主要为滑坡区内的山体，表层为全-强风化层，全风化层结构较松散，坡脚出露基岩产状190°∠35°，岩石较破碎，强风化层节理裂隙发育，多呈微张状，连续性较好。

1.4.2 地质构造与地震

(1)地质构造。根据区域资料，滑坡区所在区域构造单元上属华南褶皱系赣中南褶隆的赣州—吉安拗陷带，以震旦系变质岩层为基底，构造运动较为强烈，其中以燕山期构造运动较为强烈，以褶皱、断陷单斜盆地和断裂为主要构造形迹，根据其力学性质、展布方向和形态特征，分为NE向、NNE向、NW向构造，滑坡区内断裂构造不发育。地层产状总体倾向南，产状190°∠35°，岩石较破碎，节理裂隙较发育。

(2)地震。根据建设部频发的《建筑抗震设计规范》[9]，滑坡区设计基本地震加速度<0.05g(g为重力加速度)，相应于地震烈度小于Ⅵ度区，区域地壳稳定性较好。

1.4.3 水文地质特征

根据地下水赋存条件，区内含水岩组可分为：松散岩类孔隙含水岩组、基岩裂隙含水岩组两大类，以孔隙水为主，裂隙水次之。

(1)松散岩类孔隙含水岩组：由于第四系残坡积层主要分布于低丘岗地山间洼地地段，黏结度差，透水性强，低洼地段富含孔隙水，据野外调查，低丘岗地区松散岩类孔隙水主要赋存在于第四系残坡积层下部的粉质黏土孔隙中。地下水水位埋深一般为1～3 m，水位年变幅为1～1.5 m，由于粉质黏土中黏粒含量较高，渗透性较差，单井涌水量一般小于50 t/d，富水性差。地下水主要受大气降水补给，一般具径流路径短，水循环交替快等特点，沿地下短暂径流，后在坡脚以渗流、泉流等形式排泄于山前沟谷。

(2)基岩裂隙含水岩组：震旦系尚源群(Zsh)砂质板岩组成，总体富水性弱。基岩在风化、构造作用下，形成纵横交错的网状裂隙，为地下水的储存提供了空间，地下水以风化裂隙水为主，除受地形、植被、降水等因素影响外，主要受地层岩性及风化程度的控制。年水位变幅为1～1.5 m，据收集区域水文地质普查报告资料涌水量0.1～1 L/s。地下水主要接受大气降雨补给，局部来自松散岩孔隙水垂向渗入补给，径流途径短。

2 滑坡的基本特征及成因分析

2.1 滑坡边界、规模及形态特征

通过对滑坡区进行详细的踏勘、调查，发现该滑坡的变形迹象主要表现为：①滑坡体中发育2处小滑坡，造成房屋受损;②后缘裂缝发育，残积土体开裂、错动；③雨季坡脚有地下水溢出等。目前滑坡在不同的部位均有不同程度的变形，滑坡体特征描述如下。

滑坡体平面上呈近似半圆形(图3)，潜在滑动主方向216°，前缘坡脚高程约248.5 m，滑坡后缘高程为324.0 m左右，相对高差约75.5 m，地形起伏高差变化大；前缘坡面呈阶梯状，后缘受裂缝控制，东西两侧周界明显，坡面整体呈中、下陡上缓状，总体坡度约42°。滑坡东西向宽160 m，长约76 m，滑体以残坡积粉质黏土为主，平均厚度约6.0 m，总体积约7.3×104m3，为小型牵残坡积引式土质滑坡。现场调查查明该滑坡体先后发生过2处小滑坡(图4)，分别为滑坡体1(编号HP1)、滑坡体2(编号HP2)，以下简称HP1、HP2。

图3 滑坡平面分布

图4 滑坡特征

HP1：该滑坡发生于2010年6月，滑坡体宽20 m，纵向长约15 m，滑体厚度约2.0 m，方量约600 m3，主滑方向196°，滑体以粉质黏土为主，碎石含量20%左右，直径2～20 cm。滑落距离达10 m,冲毁两间简易房，大部分滑坡堆积体已被清理。

HP2：该滑坡发生于1998年7月，滑坡体横向宽30 m，长20 m，滑体厚度约3 m，体积1 800 m3，主滑方向200°，因当时坡体距离建筑物较近(约0.6 m)，滑体冲到建筑物二楼，直接导致房屋墙体倒塌，造成1人受伤。为提高滑体的稳定性，村民用块石干砌了一长20 m、高1.2 m简易挡土墙支挡。现坡脚及房屋内滑体基本清理，坡面未做处理，基本保持原状。

该小型牵引式残坡积土质滑坡平面上呈筲箕型，滑坡后缘呈圆弧形，具有后缘较陡，中部下凹和前部突起的特点(图5)；滑坡发育于松散残坡积层中，滑体由粉质黏土组成，含少量碎石，土石比一般为8∶2～6∶4。滑体结构松散，滑坡的发生与降雨有密切的关系，雨水下渗饱和土体，大大降低了滑带土的强度，造成土体的下滑。

图5 滑坡剖面示意图

野外调查发现标高310.0 m左右位置发育有多条近似东西向的拉张裂缝，该拉张裂缝形成于2010年6月，平面上呈圆弧状，延展性较好，汇入后整体形成两条主裂缝，分别为拉张裂缝1[图6(a)]、拉张裂缝2[图6(b)]，裂缝1宽2～10 cm，最宽达15 cm，长约18 m，深1～2 m；裂缝2宽5～20 cm，长约23 m，深1～3 m。两条裂缝形成时是基本连接，走向279°，现被杂草及黏土填埋呈分离状。

图6 滑坡裂缝(1∶50)

2.2 滑坡物质组成及结构特征

2.2.1 滑体

滑坡体物质组成主要为砂质板岩风化形成的残坡积粉质黏土，褐色、棕黄色，可塑状，组分以黏粒、粉粒为主，中等干强度，韧性中等，局部碎、块石含量较高，土石比8∶2～6∶4，块径大多以3～20 cm为主，最大达50 cm。滑体平均厚度为6.0 m。

2.2.2 滑带

滑带主要为残坡积粉质黏土与全风化砂质板岩接触带，主要为粉质黏土(含碎石)，滑带厚度0.3 m左右，厚度变化趋势为：后部薄-中部厚-前部薄，碎石含量10%～20%，粒径一般以2～3 cm为主，大者达10 cm，呈次圆～次棱角状。黏土稍湿，可塑～软塑。遇水易软化，有滑腻感。长期降雨或短时间雨量较大时，地下水自坡面下渗至滑移面，使滑带土体饱和、软化，导致滑体沿全风化基岩上部产生滑动变形。

2.2.3 滑床

滑坡滑床主要由强风化砂质板岩构成，风化强烈，裂隙发育，下部为中风化片麻岩，岩芯呈长柱状。其中主要两组节理裂隙分别为：节理①：产状190°∠70°、延伸长4 m、间距0.5 m；节理②：产状260°∠85°、延伸长7 m、间距0.4 m。地层产状与滑坡方向交角10°，为顺向坡，为滑坡的形成提供了有利的地质条件。

2.3 滑坡成因分析

根据该地段的地质环境条件和滑坡体情况，其滑坡影响因素分析如下。

2.3.1 地形地貌

研究区属丘陵地貌地区，成因类型为剥蚀、侵蚀。该滑坡山体坡面整体坡度42°左右，自然坡面延展性较好，地势相对高差75 m。此种地貌特征，在人工切破形成较大临空面后，加上诱发因素如强降雨引起的地表水的浸润、冲刷作用，地下水水位升高等，极易形成沿残坡积土与全风化砂质板岩接触带的滑坡。

2.3.2 地层

滑坡体表层残坡积粉质黏土(含碎石)层较厚，平均厚约6.0 m，局部最大厚8.0 m。下伏基岩为全风化砂质板岩，岩层风化强烈。残坡积层与全风化层接触带成黏土状，可塑状，在地下水的浸润条件下呈软塑状，强度较低，易于演化成滑动带。

2.3.3 降雨

滑坡所在区域记录的最大过程降雨量为624.8 mm，最大日降雨量为144.7 mm，属于汛期突发的强降雨或连续降雨，这是滑坡形成的直接诱发因素。降雨对滑坡发育形成的激发作用主要表现为三个方面：①地表水渗入坡体后在某一局部形成较高的水头，从而在坡体内造成较高的孔隙水压力，增强了坡体的下滑能力；②雨水渗入坡体所造成的地下水浮力，降低了滑体自重所产生的岩土抗滑摩擦阻力；③渗入坡体的雨水对滑动面上岩土起到软化作用，降低了滑动面岩土的抗剪强度，有利于坡体的滑动。

2.3.4 人为因素

(1)滑坡坡脚因切坡建房均有一定高度的切坡，切坡使滑坡前缘有了一定的临空面，人为破坏山体的原有平衡状态，对滑坡的稳定性造成了一些不利影响。

(2)村民在滑坡体上种毛竹或其他农作物，砍收后原有植被对雨水的吸附力降低，雨水直接进入滑坡体内，致使滑带土饱和，降低其强度指标。

综上所述，该滑坡为赣东丘陵地区典型的小型牵引式残坡积土质滑坡，总体积约7.3万m3。产生主要原因有：①原始地形(顺坡、高陡)与地层构造(节理裂隙发育、岩石较破碎)为滑坡的形成提供了地质基础和物质基础；②滑坡坡脚切坡建房，产生临空面，坡度变陡，改变了原斜坡的稳定平衡状态，山体重心前移；③在连续强降雨条件下地表水渗透入残坡积(含碎石)土层中，残积土层底部黏土层起到饱和、软化和润滑的作用，大大降低了滑体的强度，从而降低滑坡稳定性，形成以粉质黏土与全风化砂质板岩的接触带作为滑动带的滑坡。

3 滑坡的稳定性及失稳破坏模式分析

3.1 滑坡稳定性分析

据滑坡的岩土特性，最有可能产生滑动的为HP2所在的B-B′剖面，滑面为残坡积层和全风化层的接触面，因此，选取危险性最大、最具代表性剖面B-B′作稳定性分析。

3.1.1 计算参数的确定

计算参数的取值主要通过以下两种途径综合分析确定。

(1)参考经验成果。参考南城县地质灾害《南城县万坊镇双港口村滑坡地质勘察报告》[10]中所用参数：滑体(粉质黏土①)取天然重度18.5 kN/m3；饱和重度19.8 kN/m3。滑带天然抗剪强度：黏聚力C=25.4 kPa，内摩擦角φ=16.6°。

(2)反演分析。对于滑带土饱和状态下强度指标采用反演分析计算，选取已滑HP2、变形迹象最明显的主剖面(B-B′)作为反演计算模型，反分析工况为自重+50年一遇暴雨，取滑坡稳定系数K=1.00。按《岩土工程勘察规范》[11]中推荐的极限平衡剩余推力法进行抗剪强度参数反演计算，反演分析成果如图7所示。

从B-B′剖面反演分析成果图(图7)可知，当K=1.00，内聚力C从20 kPa升至27 kPa时，内摩擦角φ从20.3°降至17.7°，因此，该滑坡滑带土的内摩擦角φ在17.7°～20.3°取值。

图7 B-B′剖面反演分析成果图

(3)滑体、滑带参数的确定。结合地区经验，滑坡体土体力学参数选取如下：滑体(粉质黏土①)取天然重度18.5 kN/m3；饱和重度19.8 kN/m3。滑带土位于粉质黏土与全风化片砂质板岩接触带，该层主要以粉质黏土(含碎块石)为主，结构松散，黏结性差，厚度较薄，平均厚度0.3 m，其力学性质与滑体(粉质黏土)相近，因此饱和抗剪强度必须考虑碎石含量对其参数的影响，并结合反演分析成果，类比相似工程实践经验，最终确定滑带土计算参数为：天然抗剪强度：C=25.4 kPa，φ=16.6°；饱和抗剪强度：C=24.2 kPa，φ=15.8°。滑坡力学参数计算参数采用值如表1所示。

表1 岩土力学参数计算参数建议值

3.1.2 计算方法、工况及稳定性判别依据

滑坡滑面呈折线形，采用折线滑动法(传递系数法)计算滑坡稳定性系数，计算公式选自《滑坡防治工程勘查规范》附录E.1.2[12]。根据场地情况，滑坡稳定性计算选择工况Ⅰ：自重；工况Ⅱ：自重+50年一遇暴雨两种工况进行计算。滑坡的稳定性判别是根据计算成果，依据《滑坡防治工程勘查规范》表12[12]进行稳定性评价(表2)。

表2 滑坡稳定状态划分

3.1.3 计算结果

根据场地实际情况，并对滑坡可能产生的危险剖面B-B′(图8)进行了验算。计算参数取值采用表1中建议值。

A为滑块面积；L为滑块长度；S为滑块体积

计算结果如表3所示。通过剖面稳定性计算成果可以得出(表3)：滑坡剖面B-B′，与场地现状吻合，天然状态下滑坡处于基本稳定状态，但受暴雨影响，滑坡处于欠稳定状态，有可能发生局部或整体滑动。

表3 滑坡滑体稳定性分析计算成果

3.2 滑坡失稳破坏模式

通过野外调查、滑坡变形特征及稳定性分析，对该小型牵引式残坡积土质滑坡失稳破坏模式总结如下。

(1)前期蠕变—坡体蠕动阶段：降雨较少，入渗量等于或小于排泄量，滑坡体静水压力较小。滑坡体前缘坡脚开挖，导致土质滑坡前缘关键阻滑体丧失，同时坡形变化引起滑坡体内部应力重分布，局部应力集中引起滑体局部蠕滑。

(2)中期变形—滑动面贯通阶段：滑坡坡体高陡，地层陡倾，滑床为砂质板岩，岩层倾向与滑坡主滑方向相近，为典型顺向坡；滑体组成物质为残坡积粉质黏土，内部裂隙发育，残坡积土厚度大约6.0 m，土体结构松散、黏聚力差、抗拉强度低；上覆残坡积土为粉质黏土与全风化砂质板岩接触带的平均厚度约0.3 m，易于形成滑动面。降雨入渗引起滑坡岩土体物理力学性能改变，滑体自重增加，滑带土趋于饱和，强度降低，基质吸力消失，有效应力增加；滑坡抗滑力降低，下滑力升高，滑动面逐渐贯通。

(3)后期破坏—滑坡破坏阶段：滑体前缘多次人工开挖，导致坡体推挤鼓胀，引起斜坡变形不协调，形成后缘拉裂缝。已经滑动的部分滑体与稳定状态的后缘土体脱离，抗滑力进一步下降。坡面无排水系统，短时间的强降雨沿滑体和后缘拉裂缝充水下渗，地下水位快速升高，水位线变陡，形成高压水头，渗透压力升高，静水压力和动水压力的共同作用下滑体向前推移，排泄通道被堵塞后，滑动体和滑动面的岩土体内形成超孔隙水压力，岩土体结构被破坏，滑坡稳定性显著降低直至失稳破坏。

4 结论与建议

通过现场调查，较全面地研究了赣东地区小型牵引式残坡积土质滑坡的区域地质条件，在此基础上分析了滑坡变形迹象和可能的破坏模式。从而得到以下结论和认知。

(1)通过野外调查滑坡的基本特征及成因，表明该滑坡为赣东丘陵地区典型的小型牵引式残坡积土质滑坡。产生主要原因有:①原始地形(顺坡、高陡)与地层构造(节理裂隙发育、岩石较破碎)为滑坡的形成提供了地质基础和物质基础；②滑坡坡脚切坡建房，产生临空面，坡度变陡，改变了原斜坡的稳定平衡状态，山体重心前移；③在连续强降雨条件下地表水渗透入残坡积(含碎石)土层中，残积土层底部黏土层起到饱和、软化和润滑的作用，大大降低了滑体的强度，从而降低滑坡稳定性，最终导致滑坡破坏。

(2)滑坡失稳破坏模式分析得出，小型牵引式残坡积土质滑坡破坏模式经历三个阶段，分别为:①前期蠕变—坡体蠕动阶段;②中期变形—滑动面贯通阶段；③后期破坏—滑坡破坏阶段。

(3)建议对赣东乃至华南地区类似于沙林下小型牵引式残坡积土质滑坡开展变形监测和预警工作，尤其在雨季和持续降水时段，必须加强对坡体变形、拉裂缝位移的监测，派专人守护现场，同时加强对前缘、陡坎、后壁、裂缝等情况的巡查，发现异常及时通知当地居民、行人紧急避险。