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舟曲县毛家村滑坡形态特征及稳定性分析

2021-07-20董浩阳

河南科技 2021年4期
关键词:形态特征滑坡

董浩阳

摘 要:本文通过区域调查对甘肃省舟曲县毛家村滑坡的形态特征进行了分析,计算了滑坡在不同工况下的稳定性系数。结果发现,在天然状态下,滑坡基本稳定;在工况2(自重+暴雨)和工况3(自重+地震)下,滑坡基本不稳定或处于欠稳定状态,无论哪种情况,都需要立即对滑坡进行治理。

关键词:滑坡;形态特征;稳定性系数

中图分类号:P642.22文献标识码:A文章编号:1003-5168(2021)04-0147-03

Abstract: This paper analyzed the morphological characteristics of Maojiacun landslide in Zhouqu County, Gansu Province through regional investigation, and calculated the stability coefficient of the landslide under different working conditions. It is found that the landslide is basically stable in its natural state; under working condition 2 (self weight + heavy rain) and working condition 3 (self weight + earthquake), the landslide is basically unstable or in an under-stable state, in either case, the landslide needs to be treated immediately.

Keywords: landslide;morphological characteristics;stability coefficient

甘肅省是滑坡灾害多发区,受气候、地形地貌、地质构造、地层岩性等条件控制,滑坡分布在时空上具有不均衡性、集中性等特点[1]。地处青藏高原东侧的舟曲县更是滑坡和泥石流灾害的多发区。有许多学者对该地区的滑坡进行了研究。

李树德[2]对白龙江流域各个滑坡的活动性进行了探讨。穆鹏[3]、郭长宝等[4]对白龙江流域江顶崖滑坡成因及机理进行了分析。宋丙辉等[5]对白龙江流域泄流坡滑坡滑带土进行了直剪试验,探究了不同含水率对其失稳滑动的影响。畅益锋等[6]对泄流坡滑坡的变形特性进行了研究,发现人类活动是诱发其变形的主要因素,并针对其活动规律进行了设计管理。

1 区域概况

舟曲县隶属于甘肃省甘南藏族自治州,地处南秦岭山地,岷山山系呈东南-西北走向贯穿全境。地势西北高,东南低。海拔介于1 173~4 504 m。冬春干燥,夏秋多雨,降水主要集中在5—9月,暴雨和连降雨最多的月份是5—7月,大雨主要集中在7—8月,平均降雨量为435.8 mm。该区新构造运动十分活跃,新构造运动形式为山地隆起、河流下切以及断裂复活等,因此当地形成典型的高山峡谷地貌,是泥石流、滑坡灾害的多发地区。

2 滑坡特征

滑坡地处舟曲县东北部的东山镇毛家村(见图1),滑坡体位于岷江右岸,前缘挤压岷江河道。调查发现,该滑坡为一中型牵引式堆积层滑坡,为牙豁口老滑坡堆积体层内滑坡。据调查,该滑坡发生于2017年,主要原因是修建公路时进行了开挖,致使前缘形成高陡的陡坎,在2017年汛期岷江江水的冲刷下,最终诱发滑坡灾害。

滑坡体平面形态呈长舌状,受人为修建道路对滑坡开挖的影响,剖面形态呈台阶状。滑坡体沿主滑方向的长度为134 m,平均宽度约为87 m,总面积为0.89×104 m2(见图1),滑体具有中部厚、后部和前部薄的特点,平均厚度约为11.1 m,总体积为9.88×104 m3;受人为开挖的影响,滑体中后部坡度较为平缓,约为11°,下部受人为修路开挖的影响,形成一高约25 m、坡度36°的陡坎;滑体主滑方向的倾度为54°,前缘高程为1 296 m,后缘高程为1 350 m,相对高差为54 m。

依据钻孔揭露,滑体厚度的变化规律是纵向上中部厚、前部最薄,后部次之;横向上中部厚,两侧薄。其中,前部厚度为6.6 m,中部厚度为17.4~18.3 m,后部厚度为5.7~9.4 m,平均厚度为11.1 m。

该滑坡的滑体主要由碎石土和炭质板岩碎屑组成,在剖面上具有两层结构,如图2所示。上部为碎石土,土体呈黄褐色,成分为灰岩碎石和粉质黏土,其由二者混杂堆积组成;下部以灰黑色炭质板岩碎屑为主,含少量灰岩角砾。

3 稳定性分析

3.1 定性分析

滑体平均坡度为12°。后缘发育高陡后壁,有小规模滑塌发育;前缘临空,坡度为36°,有间断性地表水流经,其舌部有滑坡体下滑后挤压形成的扇状裂缝;滑体中后部滑坡平台前缘发育拉张裂缝,存在积水地形。在自然状态下,滑体中后部有失稳下滑、发生浅层滑坡的可能;在强震、暴雨工况及江水冲刷下,滑体失稳的可能性大。

3.2 定量计算

3.2.1 计算参数的选取。滑坡稳定性定量评价是按土体莫尔强度理论及滑坡动力学平衡原理,利用传递系数法,将滑坡体分为8块(见图3),验算滑坡体的稳定性。

式中:[K]为稳定系数;[Wi]为第[i]条块的重量,kN/m;[ai]为第[i]条块滑面倾角,°;[Ci]为第[i]条块内聚力,kPa;[Фi]为第[i]条块内摩擦角,°;[Li]为第[i]条块滑面长度,m;[A]为地震加速度;[rv]为孔隙水压力比;[Rn]为抗滑力;[Tn]为下滑力;[ψj]为第[j]块段的剩余下滑力传递至第[j]+1段时的传递系数。

在进行试验时,笔者发现所取土样接近饱和状态,因此只需要对天然状况的数据进行微调即可。滑带土综合取值如表1所示。

3.2.2 计算工况。工况I为自重;工况Ⅱ为自重+暴雨;工况Ⅲ为自重+地震。暴雨标准如下:根据《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(GB/T 32864—2016),暴雨强度重现期采用50年标准。地震荷载标准如下:根据《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010),舟曲县设防烈度为8度,地震动峰值加速度按50~100年超越概率为10%计算,取0.2g(重力加速度)。

3.2.3 稳定性计算结果。按照上述计算方法及工况对毛家村滑坡进行稳定性计算,计算结果如表2所示。在与滑坡稳定状态分级表(见表3)进行对比后,笔者得出以下结论:在工况1(自重)情况下,滑坡基本稳定;在工况2(自重+暴雨)情况下,滑坡容易失稳;在工况3(自重+地震)情况下,滑坡容易失稳。

4 结语

毛家村滑坡滑体平面形态呈长舌状,滑坡体沿主滑方向的长度为134 m,平均宽度约为87 m,总面积0.89×104 m2;滑体主滑方向的倾角为54°,前缘高程为1 296 m,后缘高程为1 350 m,相对高差为54 m。本文對毛家村滑坡进行定性分析,结果发现,滑坡失稳的可能性较大。对毛家村滑坡进行稳定性计算并与滑坡稳定状态分级表进行对比后,笔者得出以下结论:在工况1下,滑坡基本稳定;在工况2下,滑坡容易失稳;在工况3下,滑坡也容易失稳。

参考文献:

[1]吴玮江.甘肃滑坡灾害[M].兰州:兰州大学出版社,2006:22-23.

[2]李树德.武都白龙江流域滑坡活动性探讨[J].水土保持通报,1997(6):28-32.

[3]穆鹏.甘肃舟曲江顶崖滑坡成因及稳定性分析[J].中国水利,2011(4):50-52.

[4]郭长宝,任三绍,李雪,等.甘肃舟曲南峪江顶崖古滑坡发育特征与复活机理[J].现代地质,2019(1):206-217.

[5]宋丙辉,谌文武,吴玮江,等.甘肃舟曲泄流坡滑坡滑带土的抗剪强度特性[J].兰州大学学报(自然科学版),2011(6):11-16.

[6]畅益锋,李仁华.白龙江泄流坡滑坡变形特征及成因分析[J].中国地质灾害与防治学报,1999(1):93-95.

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