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庐江县冲口滑坡形成机理及稳定性分析

2020-09-10刘彦鑫

看世界·学术上半月 2020年4期
关键词:稳定性分析形成机理滑坡

摘要:庐江县冲口滑坡是因建房切坡加连续降雨而引起的小型滑坡,文章阐述了该滑坡的基本特征,重点分析了该滑坡的成因、形成机理及稳定性,最后对该滑坡的治理提出了综合治理方案。

关键词:滑坡;形成机理;稳定性分析;滑坡治理

引言

冲口滑坡位于安徽省庐江县龙桥镇凌安村。该滑坡始发于上世纪70年代,最近的一次滑动发生在2011年6月。现状滑坡后缘高程72.0~73.31m,前缘高程55.0~62.3m,相对高差10.0~18.0m左右。地形坡度15°~35°,前缓后陡。滑坡呈圈椅状,在标高72.0m处形成一高约0.8m陡坎,构成滑坡后壁,后部呈弧形见擦痕,坡体上部为残坡积物构成。滑坡后缘宽约25.0m,前缘宽约79.0m,纵长约40.0m,滑坡体厚1.50~3.00m,平均厚2.18m,面积约2.8×103m2,体积约6.1×103m3,滑坡主滑方向81°,屬牵引式小型浅层土质滑坡。

一、地质环境概况

地貌属低山剥蚀地貌,地势西高东低,坡向向东,斜坡呈箕斗状,前缓后陡,地形坡度15°~35°;区内最高点海拔高程145m,最低点高程45m,相对高差为100m。区内多年平均降水量1167.1mm,日最大降雨量190.9mm,1小时最大降雨量为67.0mm;汛期5-9月份降雨量占全年降水量的61%。滑体物质组成主要为残坡积粉质粘土,局部为粘土夹碎石,钻探揭露厚度1.5m-3.0m。区域上位于郯庐断裂带南东的庐枞火山盆地(向斜盆地)北东翼部,南北向及北西向构造发育,滑坡区内未见有断层分布。区内地下水类型主要有松散岩类孔隙水和基岩裂隙水两种类型,其中松散岩类孔隙水对滑体稳定性影响大。区内不良地质作用主要有前缘建房切坡导致的小型崩塌等。人类工程活动主要表现在村民对坡体的开垦种植,村民建房中不同程度的切坡、开挖坡脚等人类工程活动,均对地质环境有破坏作用。

二、滑坡成因及机理分析

(一)滑坡成因分析

依据调查,综合滑坡体的形态特征及所处地质环境条件分析,滑坡是由所处的地质环境条件、人为因素和气象因素共同作用下而形成的。

1 地形地貌

滑坡区地貌属低山剥蚀地貌,地势整体西高东低,斜坡地形较陡,坡度15°~35°,前缓后陡及箕斗状的斜坡易于汇聚上游山坡的地表径流,地表水入渗增加滑体重量,降低滑带抗剪切强度,使后部较陡的松散土石体失去前部抗滑力支撑后,产生变形。

2 地层岩性

现状斜坡上残坡积层厚度1.5~3.0m,滑动前最大厚度4.5m,为粉质粘土夹碎石,从上向下碎石含量逐渐增加,结构松散,透水性强,有利于地下水的入渗,利于滑体的变形。滑床为次火山岩粗安岩,由于组成成分不含石英,上部全风化~强风化,岩体风化后呈土状、砂状,全风化厚度1.3~6.0m,雨季上层滞水下渗至此软弱结构面径流缓慢,造成饱水,形成滑动带,该滑坡属于浅表层土质滑坡,松散层与强风化层接触面是该滑坡的主控滑面。

3 降水

降水是滑坡形成和发展的主要诱因之一,连续的降雨入渗后,导致土体和强风化岩体在水的浸润作用下,容重增大,增大下滑力,致使斜坡的整体稳定性变差,粘聚力及内摩擦角下降,阻滑力下降,易沿基覆界面和岩层面滑移失稳。

4 植被因素

滑坡体为竹园,土层裸露,虽然毛竹根系发育,可以固定土体防止雨水入渗,但对毛竹周期性采伐,遗留的残根腐烂引导地表水入渗冲刷,甚至形成土洞,破坏了土体结构和稳定性。

5 人类工程活动

坡脚修建民房存在切坡,切坡高2~6m,形成坡度70°~85°度的高陡临空面,未采取相应的护坡措施,导致初期发生崩塌。边坡的不合理开挖及临空面崩塌破坏了边坡的结构,从而打破了斜坡体原有的应力平衡,使斜坡坡脚支撑(抗滑力)减弱,导致斜坡体松散层局部复活变形,引发滑动连锁反应。

(二)滑坡机理分析

坡体松散层孔隙发育,随着降雨入渗,土体软化,重力增加,特别坡体前缓后陡,使得坡体前缘局部应力集中,下滑力增加,而地下水活动降低了土体抗剪强度;其次下部强风化基岩渗透性低,遇水易软化,雨水下渗后易顺坡沿此软弱结构面渗流,成为滑动带润滑剂;坡体前缘由于建房切坡形成高陡临空面导致斜坡前缘崩塌,破坏了原坡体结构,使坡脚失去支撑,导致坡体失稳。

三、滑坡稳定性计算分析

(一)滑坡稳定性计算方法

关于滑坡的稳定性计算分析,前人已经作过很多的研究。冲口滑坡的破坏模式为折线形平面滑移。本滑坡的稳定验算采用《滑坡防治工程勘查规范》(GBT32864-2016)推荐的计算公式进行。

其中:

式中:为稳定性系数;为第计算条块自重与建筑等地面荷载之和(kN/m);

为第条块内聚力(kPa);为第条块内摩擦角(°);

为第条块滑动面长度(m);为第条块滑面倾角(°),反倾时取负值;为第条块地下水流向,一般情况下取浸润线倾角与滑面倾角平均值(°),反倾时取负值;为地震加速度(单位:重力加速度g);为第块段饿剩余下滑力传递至第块段时的传递系数();为第条块地下水渗透压力产生的垂直滑面分力(kN/m);为第条块地下水渗透压力产生的平行滑面分力(kN/m);为水的容重(kN/m3);为孔隙压力比。

(二)滑坡参数及其稳定性计算

根据滑坡土体土工试验结果,结合地区经验、特别是根据目前该滑坡所处的状态进行反算分析及相关技术资料,综合确定参数如下:①滑体土天然重度18.1kN/m3,C值45.5kPa,φ值15.8°,饱和重度18.9kN/m3。②滑带土天然状态C值10.5kPa,φ值15°;饱和状态C值8kPa,φ值13°。计算工况一:自重(天然工况);工况二:自重+暴雨(坡体饱水)。

根据滑带土计算参数,经计算,在天然工况下滑坡稳定系数为1.087,处于基本稳定状态;在暴雨工况下稳定系数为0.986,处于不稳定状态。

四、滑坡治理方案

依据滑坡体形变现状,结合滑坡稳定性分析结果,既要做好治理防治保护工作,也要做到群防群治工作,确保滑坡体稳定,其防治措施建议如下:(1)加強滑坡变形、地下水位变动监测,进行定期巡视观测。(2)建立一个完整的截排水系统,切断地表水补给地下水流通道,避免水体流入渗入,影响坡面稳定;(3)坡脚设计抗滑措施,建议采用抗滑桩和挡墙。

结语

(1)冲口滑坡主要是由所处的地质环境条件、人为因素和气象因素共同作用下而形成的。

(2)滑坡的主要原因是坡脚的卸荷、土坡内存在软弱夹层,在降雨条件下导致大量的地表水渗入,降低了滑动面上土体强度。最后产生了山体滑坡。

(3)滑坡治理工程应在准确分析论证后尽早及时治理,根据滑坡体工程地质条件及场地地质环境条件,采用减、排支挡的综合治理措施进行治理。

参考文献:

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作者简介:

刘彦鑫(1987—),男,汉族,籍贯:安徽太和,本科,助理工程师,主要从事地质灾害勘查、设计与矿山治理工作。

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