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四川江油枫顺乡大院子Ⅰ号滑坡形成条件和影响因素分析

2014-11-21星玉才

中国地质灾害与防治学报 2014年2期
关键词:滑带滑体滑坡体

星玉才

(1.河南省地质矿产勘查开发局第一地质矿产调查院,河南洛阳 471023;2.河南省金银多金属成矿系列与深部预测重点实验室,河南洛阳 471023)

0 前言

汶川“5·12”特大地震,强度大,波及范围广,是我国建国以来最严重的地震灾害;地震不仅造成大量人员伤亡,也造成了大量的房屋倒塌、基础设施损毁等,给灾区人民生命财产造成重大损失。同时,地震诱发了大量滑坡、崩塌、泥石流,严重影响了地震灾区抗震工作和灾后恢复重建工作。江油枫顺乡大院子滑坡是众多灾害中的一个,其危险性及影响较大,一旦下滑将堵塞清江河形成堰塞湖,威胁下游乡镇及村庄的生命财产安全。

1 概述

1.1 地理位置

江油市枫顺乡大院子Ⅰ号滑坡地处四川江油与青川交界,位于枫顺乡最北端五棵树粱上,距江油城区125km路程,距枫顺乡约8km,有6km简易公路,2km斜坡地形不通车,交通极为不便。该滑坡体前缘在“5·12”地震中已下滑,在清江河中形成了一个长约90m、宽约50m、高约20m的堰塞湖坝,抗震救灾时清理花费数百万元。

1.2 地质背景

滑坡所在地为构造侵蚀性中山区,山峰一般均在海拔1000~2000m,山势陡峻,沟谷纵横,谷狭沟深,多呈“V”字型,地形坡度一般30°以上。Ⅰ号滑坡沟底清江河高程 970m,后缘程 1313m,最大高差达343m。

滑坡区地层较为单一,出露主要为寒武系灰、浅灰色变质细-中粒砂岩夹少量灰色粉砂质板岩及第四系残坡积层。

枫顺乡地质构造主要属于龙门山新华夏系纵列构造。龙门山褶带与川西、川北褶带的分界线大致沿江油——灌县大断裂一线。龙门山构造带是早古生代沉降的中心,印支运动使地层发生变质和塑性变形,受强烈挤压,形成北东向褶皱带。前龙门山褶皱带是晚古生代(包括三迭纪)沉降中心,尤其在泥盆纪至石炭纪下陷最强烈,印支运动和燕山运动使地层发生全形褶皱和剧烈的断裂,形成众多的迭瓦式断裂(图1)。

2 滑坡体特征

Ⅰ号滑坡位于枫顺乡最北端的五棵树粱上,青江河窄狭子东150m。滑坡体边界整体呈圈椅状,坡体纵向倾斜长约310m,横宽约200m,从1线剖面看滑坡中部高两侧低,坡度24°,主滑方向195°。顺滑动方向整体呈上陡、中缓、下陡的形态,滑坡周界明显,前缘为地震中崩滑的临空面,高程为1180m,后缘位于五棵树梁上,高程1290~1310m,相对高差约110~130m。滑坡后缘滑壁明显,下错0.5~1.8m,拉张裂缝最宽达1.5m,侧缘地裂缝呈羽列,见图2、图3。

图1 区域地质构造图Fig.1 Regional geological map

图2 Ⅰ号滑坡平面示意图Fig.2 Ⅰlandslide sketch

图3 滑坡地质剖面图Fig.3 Landslide geology section

该滑坡滑体主要由第四系粉质粘土和碎石土构成,厚度约5~10m,平均8.8m;滑床为寒武系油房组砂岩,产状162°~185°∠18°~22°。滑坡体面积 6.2×104m2,体积约55×104m3,属中型浅层土质滑坡,按运动形式属于牵引式滑坡[1]。

3 滑坡形成条件和影响因素及参数敏感性分析

滑坡是多种不利因素共同作用下而形成,内因是其本身的地形地质特征,外因是其形成的诱发因素[2~3]。

3.1 滑坡形成条件

(1)地质结构

该滑体的物质组成为第四系夹少量碎石的粉质粘土和碎石土,滑床为砂岩,产状为 162°~185°∠18°~22°,滑面与地层倾向河坡向相同。滑体主要为碎块石土,碎石含量较高,可达40% ~50%,碎石径一般在0.5~20cm,滑体透水性较好,降雨在重力作用下入渗至滑坡体内,增加坡体自重,软化土体,影响坡体稳定性。

(2)地形地貌条件

较陡的地形和前缘临空是形成滑坡的重要因素之一,大院子Ⅰ号滑坡前缘距清江河相对高差约200m,下部(已滑后)地形坡度约50°,上部变形区坡度约25°,这也就是被下部牵引而未完全滑落的原因之一。

3.2 滑坡影响因素

(1)地震

“5·12”地震前,Ⅰ号滑坡处于基本稳定状态。在地震波强烈影响下,改变岩土体原有应力状态,在滑动方向的地震力加大了下滑力,使原坡体前缘崩滑临空,失去原有阻力作用,破坏坡体整体平衡。

(2)强降雨

在地震及其后的一段时间,发生连续降雨,雨水直接沿裂缝进入滑体,增加滑体自重,降低滑带土抗剪强度,加速滑坡变形破坏,因此降雨是滑坡发生的主要诱因之一。

3.3 滑带土抗剪强度参数敏感性分析

滑坡主要受地形地貌、地层因素、地震和强降雨和区内地质构造的影响[4]。地层上部是第四系松散坡积物,下伏为基岩层,由于受区内地层岩性和地质构造的影响,滑坡区基岩有一定程度风化,呈碎裂结构。

滑坡稳定性的因素是综合的,对滑坡稳定性敏感因素进行分析,从而更好地正确认识滑坡形成机制。

根据试验参数[5],取滑带土 C=9.8kPa、Φ =21.9°,选择主剖面计算滑坡体在天然状态下,其稳定系数为Fso=1.022。滑带土C、Φ值敏感区间值选取为:C值在 6.8~12.8kPa,Φ 值在 18.9°~24.9°,在敏感性分析计算结果见表1、图4和图5。

表1 主剖面C、φ值敏感性分析一览表Table 1 Principal section C and Phi value sensitivity analysis data sheet

图4 Ф值敏感性分析图Fig.4 ф value sensitivity analysis chart

图5 C值敏感性分析图Fig.5 C value sensitivity analysis chart

根据上述分析关系图得出下述结论:①滑带土层C、Ф值均与稳定系数K呈正相关;②C值每增加或降低1kPa,K值增加或降低0.016;③Ф值每增加或降低1°,K值增加或降低0.042~0.045。

4 结语

该滑坡体裂缝发育,具有滑坡体的典型特征,实验选取C、Ф计算与实际情况基本相符,在天然工况下整体处于基本稳定状态,但地震或暴雨工况下处于欠稳定状态。一旦整体滑塌将堵塞清江河河道,危险性重大,因此应加强对该滑坡的监测和防治。

滑坡的形成主要受内因(地质结构、地形地貌等)和外因(地震、降雨)的综合影响,而滑带岩土是受影响极为敏感的部位。通过研究分析,滑坡体滑带土C、Ф值与滑坡稳定性正相关,稳定系数K随C、Ф值的变化而变化,其幅度与滑带土的性质、含水量及滑面坡度等关系密切,亦较为敏感。鉴于C、φ值在计算滑坡稳定性及防治工程设计中的意义重大,建议在滑坡勘查中取样、实验工作阶段应该高度重视,以减少不必要的误差,确保勘查成果的准确可靠。

[1]郭翔,綦莹.陕西旬阳党家坝滑坡特征及防治设计[J].中国地质灾害与防治学报,2013,24(1):25-32.GUO Xiang,QI Ying.Evaluation and treatment of Dangjiaba landslide in Xunyany'shaanxi province[J].The Chinese Journal of Geological Hazard and Control,2013,24(1):25-32.

[2]尹洪峰,刘彦书.老房子滑坡稳定影响因素敏感性分析[J].长春工业学院学报,2005,6(1):1-4.YIN Hongfeng,LIU Yanshu.Sensitivity analysis of factors influencing Laofangzi landslide stability[J].Changchun Inst Tech.(Nat.Sci.Edi.),2005,6(1):1-4.

[3]姚爱军,易武,王尚庆.杨家岭1#滑坡稳定性影响因素及敏感性分析[J].工程地质学报,2004,12(4):390-395.YAO Aijun,YIWu,WANG Shangqing.Factorsfor instability of theland slide no.1 in Yangjialing and their sens itivity analysis[J].Journal of Engineering Geology,2004,12(4):390-395.

[4]刘长春,殷坤龙,李远耀.巴东县文家滑坡稳定性计算及其敏感性分析[J].水文地质工程地质,2010,37(1):113-117.LIU Changchun,YIN Kunlong,LI Yuanyao.Stability calculation and sensitivity analysis of Wenjia landslide,Badong country[J].Hydrogeology & Engineering Geology,2010,37(1):113-117.

[5]河南省地质矿产勘查开发局第一地质调查队.四川省江油市枫顺乡大院子滑坡应急勘查报告[R].2010.First Geological Survey Team,Henan Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development.The emergency survey report of dayuanzi landslide Jiangyou city Sichuan province[R].2010.

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