APP下载

南部县杨家沟滑坡成因机制及稳定性分析

2014-07-02王宏益吴正军邵东桥

关键词:滑体后缘前缘

王宏益,姜 鑫,吴正军,邵东桥

(甘肃省地矿局第三地质矿产勘查院,兰州730050)

0 引言

2012年7月6日,杨家沟降雨量达208.7mm,暴雨致使滑坡于次日开始加速变形,滑坡前部变形强烈,形成多条横向拉张裂缝,且滑坡前缘剪出推移,致使滑坡后部因失去支撑而开始缓慢变形,严重威胁坡脚居民和潆盘公路过往的行人车辆的生命财产安全。本文根据该滑坡的变形破坏特征,对其成因机制及稳定性进行分析,在此基础上提出相应的治理措施,对确保居民生命财产安全及潆盘公路的畅通具有重要实际意义。

1 滑坡地质环境条件

滑坡区位于宽谷圆缓浅丘地带,斜坡海拔290~420m,相对高差50~130m,斜坡整体呈台阶状,坡度10°~30°。

滑坡区位于公山庙背斜北翼,距离公山庙背斜核部约5km;滑坡区未发现断层活动现象,地震基本烈度为Ⅵ度,地震动峰值加速度为0.05g。

2 滑坡基本特征及形成演化机制

2.1 滑坡基本特征

杨家沟滑坡是崩滑堆积体沿基覆界面滑动的小型土质滑坡,呈“簸箕”状产出,滑坡高度20~26m;滑坡后缘宽度80m,前缘宽度120m,平均宽度100m;滑坡纵向长度70m,面积约6.5×103m2;滑体顶部和前缘厚度较小,中部厚度较大,厚度4~8m,平均厚度约6.5m,规模4.3×104m3,主滑方向SW71°(如图1~2)。

滑体前、后缘较薄,中部较厚,物质成分为块碎石土,其呈浅红色,堆积杂乱、结构较松散;滑床岩体为强风化的紫红色泥岩、灰白色粉砂岩不等厚互层,岩层产状300°~330°∠2°~7°;滑带厚度一般10cm,物质成分为粉质黏土夹碎石,呈黄褐色,湿润,呈可塑状,强度低(如图2)。

2.2 滑坡形成演化机制

2.2.1 滑坡前缘表层滑塌

由于滑坡前缘表层堆积体较松散,强降雨致使其产生3处规模较大的浅层局部滑塌(编号HT1~HT3),方量110~180m3,前缘滑塌致使滑坡稳定性进一步降低(如图3)。

2.2.2 滑坡前部滑动

由于块碎石土结构较松散,自身稳定性较差,利于降雨下渗,而滑床岩体为隔水层,且前部老公路平台不利于地表水的排泄。降雨下渗至基覆界面处富集、运移,改变土体物质成分或结构,致使土体强度降低,滑坡前部产生横向拉张裂缝,滑体上房屋破坏(如图4),裂隙中静水压力及基覆界面处浮托力作用,滑坡稳定性进一步恶化,致使滑坡前部向前缘临 空方向滑动(如图5)。

图1 杨家沟滑坡工程地质平面图

图2 杨家沟滑坡工程地质纵剖面图

图3 滑坡前缘表层滑塌

图4 房屋变形破坏特征

2.2.3 滑坡后缘变形

滑坡前部滑动,致使滑坡后部因失去支撑而开始缓慢变形,后缘产生横向拉张下错裂缝(如图6),为典型的牵引式滑坡(如图5)。

图5 杨家沟滑坡形成演化图

图6 滑坡后缘拉张下错裂缝

3 滑坡稳定性分析及治理措施

3.1 滑坡稳定性分析

3.1.1 计算参数选取

结合岩土体物理力学参数试验成果与反演分析,综合确定岩土体相关物理力学参数(见表1)。滑体:天然重度γ=20.1kN/m3,饱和重度γw=20.9kN/m3;滑带:天然重度γ=19.6kN/m3,饱和重度γw=20.5kN/m3。

表1 滑带土抗剪强度参数取值表

3.1.2 计算工况确定

杨家沟滑坡具有地下水贫乏的特点,且滑坡区地震基本烈度为Ⅵ度,仅考虑以下2种工况:

(1)工况Ⅰ:自重(天然),仅考虑滑体自重及附加荷载,采用滑带(面)土天然状态下的C、φ值和滑体天然容重;

(2)工况Ⅱ:自重(天然)+暴雨(滑体1/2饱水),滑坡前部滑动区采用滑面饱水状态下的C、φ值,采用滑体1/2饱水时的容重,其余采用滑带(面)土天然状态下的C、φ值,采用滑体1/2饱水时的容重。

3.1.3 计算成果分析

选取中轴剖面(如图3)为计算剖面,选取滑坡前部破坏与整体破坏2种计算模型,采用传递系数法进行稳定性计算,计算成果见表2。

表2 杨家沟滑坡稳定性系数计算成果表

杨家沟滑坡在自然工况下稳定性较好,处于稳定状态;暴雨是影响滑坡的主导因素,滑坡在暴雨工况下处于不稳定—欠稳定状态;滑坡前部稳定性受降雨影响最为显著,其稳定性较滑坡整体稳定性较差。

3.2 滑坡治理措施

在查明杨家沟滑坡的变形破坏特征及形成演化机制的基础上,依据滑坡稳定性计算结果,结合滑坡所处地质环境条件,提出相应的治理措施:

杨家沟滑坡变形破坏的主要诱发因素为降雨,降雨是影响滑坡稳定性的主要因素。因此,在滑坡体后缘修筑截排水沟,将汇水排至已修排水设施内。结合滑坡地形特征,在滑坡前缘布设桩板墙,并辅助裂缝填封,以削弱水对滑坡稳定的影响。因此,本文提出“桩板墙+地表截排水+裂缝夯填”的综合治理措施。

4 结语

(1)杨家沟滑坡是崩滑堆积体沿基覆界面滑动的小型土质滑坡,其运动形式为牵引式滑坡。滑坡变形破坏的主要诱发因素为降雨。

(2)杨家沟滑坡在自然工况下处于稳定状态,而在暴雨工况下处于不稳定—欠稳定状态。滑坡前部稳定性较滑坡整体稳定性较差。

(3)采用“桩板墙+地表截排水+裂缝夯填”的综合治理措施,确保滑坡上居民生命财产安全及潆盘公路的畅通。

[1]张倬元,王士天,王兰生.工程地质分析原理[M].北京:地质出版社,1994:315-338.

[2]沈军辉,王兰生,赵其华,等.二郎山榛子林滑坡形成演化机制及整治对策[J].成都理工学院学报,2000,27(2):184-188.

[3]黄润秋.20世纪以来中国的大型滑坡及其发生机制[J].岩石力学与工程学报,2007,26(3):434-454.

[4]王士天,张倬元,詹铮,等.甘肃洒勒山高速滑坡的基本特征及其形成的动力学机制[J].成都地质学院学报,1988,15(2):184-188.

[5]李满意,王宏益,张晋.四川省茂县茶山村滑坡成因机制分析及稳定性评价 [J].中国 水运,2011,11(9):248-250.

猜你喜欢

滑体后缘前缘
一种飞机尾翼前缘除冰套安装方式
滑坡碎屑流颗粒分选效应的数值模拟
立式旋压机纵向进给机构液压配重设计
万梁高速某滑坡降雨入渗稳定性及处治技术研究*
机翼后缘连续变弯度对客机气动特性影响
露天矿反铲挖掘机处理滑体的方式
柔性后缘可变形机翼气动特性分析
多排螺旋CT及后处理技术在胫骨平台后缘骨折诊断中的价值
TNF-α和PGP9.5在椎体后缘离断症软骨终板的表达及意义