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张家坪村滑坡体基本特征及滑坡稳定性评价

2021-11-29

中国金属通报 2021年10期
关键词:坪村后缘滑坡体

孙 源

(湖南省有色地质勘查局二四五队,湖南 吉首 416000)

我国国土面积辽阔,地势变化复杂,人员出行频繁,导致我国在工程施工过程中,时经常出现边坡失稳和滑坡的现象。因此,进一步分析研究边坡稳定性与滑坡治理方式。现如今,在进行地质灾害治理的过程之中,得要注重边坡稳定性与滑坡两点。在具体施工的过程之中,得要预先深入到施工现场之中来进行全方位的勘察;另外还得要细致分析研究可能会引发边坡稳定性的主要因素,随即作出科学化的判断;便于后期运用科学、合理化的治理与措施来进行施工,从而来在最大限度之上来提升治理水平与效率[1-3]。

1 工程背景

XX县XX镇张家坪村滑坡位于XX县XX镇张家坪村,据现场踏勘,该滑坡为老滑坡,1987年6月,因雨季较长,村民在滑坡体上大肆修筑房屋,致使滑坡后缘突现长约50m,宽5~20cm,深0.5~1.0m的张拉裂缝,滑坡中部2户人家中6间房屋均出现开裂现象,且地面出现不均匀沉降,前缘处还出现一个塌坑,直径达1.5m,深约2.0m,雨季时冒浑水,且冒水量较大,后期村民已对塌坑进行了回填,并在坡顶处修筑简易排水沟。

1994年6月,因连续强降雨,造成该区域中部发生小面积滑塌,滑塌方量约3000m3,冲毁房屋3间,直接经济损失3万余元。

2011年5月,滑坡中后缘部分小型蓄水池水量明显变小,前缘低洼地方出现少量渗水现象,后缘裂缝有扩大趋势,延长约5m,扩宽5cm,中部民房背部雨季期间,干砌挡墙处有水流渗出,且水质浑浊。

该滑坡引起各级政府和相关主管部门的高度重视,并对滑坡采取应急预案,树立警示牌,并组织村民在雨季期间加强对滑坡的监测。

2012年12月安装了裂缝监测仪器,直至今日,滑坡后缘裂缝仍在逐渐扩大中。

2020年6月对滑坡及滑坡后缘崩塌区域进行了应急治理设计。

2 滑坡与滑坡体的基本特征

2.1 滑坡的基本特征

根据对滑坡边界的分析,滑坡是基于位错,表面变形裂缝,山谷和陡峭山脊的起伏和微起伏特征。滑坡平面形态呈不规则形,自东向西滑动,滑坡两翼均见基岩出露,界线明显;后缘以张拉裂缝变形消失处及陡坎微地貌为界,;剪出口经走访调查位于民房与坡体之间错落陡坎处。滑坡后缘高程340m,前缘高程284m,相对高差56m。山坡较为缓,一般坡度约为15°~30°,原滑体上的住户已经搬迁。滑坡宽约184m,纵长约119m,滑坡体厚0.10m~7.90m,平均厚 3.84m,面积约2.19×10 4m2,体积约 8.41×104m3,滑坡主滑方向 270°。

本滑坡为自然形成的(成因)小型(规模)浅层土质(滑体厚度及物质组成)推移式(力学性质)滑坡。

2.2 滑坡体的基本特征

2.2.1滑体

由含碎石粉质粘土组成,黄褐色、褐黄色,稍湿-湿,可塑,夹碎石土,碎石含量占15%~35%。根据勘探点揭露,层厚1.50m~7.90m,平均厚度3.84m。

2.2.2滑面(带)

通过工程地质类比、钻探、模型模拟计算与现场滑坡特征综合分析,本滑坡的滑动面(带)为土岩接触面。较完整的中风化灰岩为相对隔水,在接触面附近地下水相对富集,由于含碎石粉质粘土遇水易软化,水理性质差,在地下水的长期浸润作用下形成软弱土层。滑动面(带)大致呈不规则折线,滑面倾角一般为9°~60°,如图1所示。

2.2.3滑床

滑床为寒武系下统清虚洞组中风化灰岩,薄~中厚层状,分布稳定,厚度较大。

2.2.4剪出口

滑坡前缘剪出位置主要位于民房与坡体之间错落的陡坎处,出露标高约284m左右。

2.2.5滑坡类型

本滑坡为自然形成的(成因)小型(规模)浅层土质(滑体厚度及物质组成)推移式(力学性质)滑坡[4]。

3 张家坪村滑坡形成机制分析

3.1 地形地貌因素

滑坡区的地貌类型属丘陵剥蚀地貌,地势整体东高西低,丘陵山体呈浑圆形,滑坡纵向上坡度大体相等,中部稍缓,后缘稍陡。相对高差57.5m~62.5m。这为滑坡的产生提供了有利条件。

3.2 岩性因素

山体滑坡上部为第四系含碎石粉质粘土,组成物质结构松散,力学性能差,抗剪强度低,而下部基岩透水性差,形成一个相对阻水面,岩土结合处在地下水的长期作用下,容易相处相对软弱层。

3.3 降雨因素

降雨对地质边坡的影响主要表现在三个方面:岩体强度的下降,地下水位的增加和边坡上水的孔隙压力的增加。对于许多山区的岩质斜坡,岩体结构的强度是稳定性的基础,而水的干扰对结构的固体表面影响很小,并且主要影响弱岩石结构的表面。长时间的雨水渗透。填充的软材料的强度将逐渐降低,而抗剪强度将逐渐降低,从而导致边坡不稳定。这种类型的现象在风化强烈和岩层薄弱的地区尤为常见。

在下大雨的情况下,这将导致山区地下水位的增加,这将改变土壤的水文地质条件。在某些情况下,地下水位会急剧上升,在某些地区水位会上升。受到限制。对于薄薄的岩石和土壤厚度以及平缓的斜坡,当地下水位于略微风化的地层之上时,雨水会从岩石和土壤的孔隙中渗出。不断上升的水位需要更多的地表水来补水,但是在相同的降水条件下,更低的水位上升却较少。结合岩石和土壤中裂缝的发展,岩石破裂后渗透系数变高,而水位上升后则易于释放。雨水使地下水位上升,边坡的孔隙压力增加,长时间的大雨使孔隙压力继续增加,对边坡的稳定性产生破坏性影响。

3.4 人类活动因素

在许多与滑坡和地质灾害有关的事故中,人类活动是影响斜坡稳定性的重要因素之一。特别是近年来,许多郊区开始了大规模的基础设施建设,铁路和公路建设已扩展到山区。在施工过程中,这将直接影响边坡的稳定性。在建设工程中,不合理的边坡开挖和边坡开挖将破坏边坡的整体结构,容易发生滑坡,滑坡等地质灾害。除此之外,不合理的开挖和爆破作业将影响斜坡的稳定性。例如,在开挖和爆破过程中会产生巨大的振动。由于开挖和爆破作业的频率很高,这将导致岩体变形。发展成裂缝,这会降低边坡的稳定性。

4 张家坪村滑坡稳定性

4.1 稳定性宏观分析

4.2 稳定性分析方法

根据该滑坡的特征,本滑坡为折线形滑面,故采用折线滑动法进行定量分析,并根据分析结果得出:滑坡体在工况Ⅰ(自重状态)处于稳定状态,在工况Ⅲ(自重+暴雨)下处于基本稳定~不稳定状态,应及时进行支挡。

5 张家坪村滑坡体滑坡防治工程建议

5.1 防治目标及原则

5.1.1防治目标

(1)治理工程应确保滑坡体稳定,按20年一遇暴雨进行设计,设计基准期内(50年),不产生整体或局部的滑移破坏。

(2)防治工程应选用安全可靠、经济合理、施工简便的成熟技术,便于维护、管理。

(3)防治工程应尽可能美化生态环境,与自然景观相协调。

5.1.2防治原则

(1)治理坚持“以人为本”原则,结合保护对象,对滑坡进行综合治理,做到一次性治理。

(2)治理工程措施应充分吸取当地成功的治理经验,做到方案可行,技术可靠,经济合理。

通过引发学生观念上的冲突来创设问题情境,提高学生的认知能力。如学生初学“质量守恒定律”时,知道任何化学反应都遵守该定律,紧接着教师演示:验证碳酸钠与稀盐酸反应前后的质量,结果质量不守恒。教师进一步提出问题:该反应不遵守质量守恒定律吗?原因是什么?如何改进实验以符合质量守恒定律?又如,在教学“金属的化学性质”时,教师设置问题情境:钠与硫酸铜溶液反应会生成什么?学生几乎异口同声地回答:“生成铜和硫酸钠。”接着教师让学生观察演示实验:将适量钠投入硫酸铜溶液中。结果实验现象与学生实验前的答案形成认知冲突,学生迫不及待地想探个究竟。

(3)结合现场条件,充分利用资源,避免重复工程,节省投资。

(4)结合当地环境条件、人文条件,做到地质灾害恢复治理与生态、环境保护和谐统一。

5.2 防治方案建议

方案一:抗滑桩工程+地表截、排水工程+坡面生态工程。

方案简介:在滑坡体前缘部位采用抗滑桩进行支挡,桩基础以中风化灰岩桩端持力层;滑坡区坡面及后缘因拉张裂缝作用,对坡面进行有效防护,并对现有地面裂缝及滑坡上裂缝进行回填加固;建议对滑坡后缘及保护对象周围修建截排水沟。

方案优点:结构较轻巧,利于施工期间边坡的稳定性。

方案缺点:施工欠方便,造价偏高。

方案二:格构锚固+重力式抗滑挡墙+截排水沟+绿化。

方案简介:在滑坡体后缘坡面用格构锚杆进行护坡;滑坡体前缘设置重力式抗滑挡墙;建议在坡顶及坡脚处设置截排水沟;同时对坡面进行绿化。

方案优点:施工工艺简单,取材容易,造价较低。

方案缺点:采用重力式挡墙支护结构笨重,占用土地资源,边坡开挖的工程量较大,施工期的挡墙施工开挖可能诱发加剧边坡活动,施工过程中边坡的安全稳定性降低。

最终推荐综合治理施工方案:滑坡体前缘设置抗滑桩+截排水沟+坡面生态工程[5,6]。

6 结语

实际上,地质灾害是由于岩体和地质结构的异常变化而引起的突发性灾害,但这不可避免地会影响到侧鞘,因此,斜坡的稳定性结构将大大低于以前。然而,引起滑坡灾害的主要因素主要集中在边坡稳定性不足和抗滑性低。因此,对边坡稳定性和滑坡治理方法进行进一步的分析研究。本文结合张家坪村地质滑坡体现况,对滑坡稳定性分析及防治措施展开概述,以期起到一定借鉴作用。

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