青松岭镇花市村崩塌地质灾害特征及稳定性分析

陈芬芬　王亚民

摘要：治理区位于燕山山脉中段，属构造剥蚀低山地貌，其微地貌单元属低中山侵蚀切割沟谷地貌，区内总体地势东西高南北低，局部岩石裸露，地质灾害频发。本文对地质灾害发育特征与运动特征进行详细分析，进而对危岩形成的影响因素及形成机制分析，最后对危岩稳定性进行深入研究，研究结果为改善生态环境，做好防灾减灾工作提供有力支撑。

关键词：崩塌；地质灾害特征；稳定性分析；青松岭镇花市村

治理区位于兴隆县西南部，燕山山脉东段，直距兴隆县17.8km，治理区内有村村通道路与外界津兴线公路相通，交通较便利，崩塌点时有滚石下落，严重威胁过往车辆及行人的人身财产安全，急需进行治理，清除隐患。

1.地质灾害特征

1.1发育特征

兴隆县青松岭镇花市村地质灾害应急排险工程有危岩体两处（WY1、WY2）：WY1海拔476m～574m，危岩体分布长度约170m，最大高差约42m；危岩体上部岩层破碎严重，形成多条宽度大于2cm的裂隙，裂隙上下贯通，节理裂隙发育，部分危岩体下部已可见明显的滑动面及临空面，易形成倾倒式崩塌；WY1危岩体落差5m～42m，危巖体总方量约为8670m³。

WY2海拔460m～523m，危岩体分布长度约160m，最大高差约51m；WY2由于修路时对山体开挖形成多块外倾的危岩体，危岩体下方形成临空面，岩体风化破碎严重，节理裂隙发育；且WY2危岩体不是单体，岩石节理发育严重；大部分危岩体裂缝是上下贯通，下部局部悬空，形成凹岩腔，岩体中外倾结构面发育，在外倾结构面的影响下，下部岩层倾向外倾形成顺层坡面，易形成滑移式崩塌、掉块等不良地质现象；WY2危岩体落差10m～51m，危岩体方量约为12960m³。

1.2运动特征

通过对花市村崩塌危岩的实地地质调查，其危岩体主要有以下特征。该崩塌点有危岩体两处WY1、WY2。

WY1危岩体上部岩层破碎严重，形成多条宽度大于2cm的裂隙，裂隙上下贯通，裂隙存在扩张的趋势；危岩体表层有不同程度裂隙，主要由节理裂隙相互交错切割形成；部分危岩体下部已可见明显的滑动面及临空面，危岩体近于直立，局部危岩外倾，其上方分部5处浮石。WY2产状301°∠75°，危岩体下方形成临空面，岩体风化破碎严重，节理裂隙发育；且WY2危岩体不是单体，岩石节理发育严重；大部分危岩体裂缝是上下贯通，下部局部悬空，形成凹岩腔，岩体中外倾结构面发育，在外倾结构面的影响下，下部岩层倾向外倾形成顺层坡面，易形成滑移式崩塌、掉块等不良地质现象；悬空面上部危岩体近于直立，局部危岩外倾，其上方分部7处浮石。

在平面上表现为变形范围较大，垂直方向上变形破坏大的特点。在变形方式上集中反映为受裂隙控制特点。破坏方式主要以倾倒式崩塌为主。

2.危岩形成的影响因素及形成机制分析

据勘查区所处的地质环境分析，危岩体的形成包括内部条件和外部条件两类，内部条件包括地形地貌、地层岩性、坡体结构、高陡临空面；外部条件包括：降雨、风化、地震、植被、人类工程活动等。根据野外勘查分析，花市村崩塌危岩带危岩形成机制主要有以下两点。

（1）地形地貌

崩塌多为陡崖，陡崖岩体临空卸荷，岩体应力进行重新调整分布，在斜坡坡脚处产生应力集中，从而使陡坡产生向临空方向的坠落、滑移、倾倒变形，随着变形时间增长，张裂隙逐渐向深部扩展，致使边坡岩体整体性能降低，形成崩塌、危岩等地质灾害。

（2）地层岩性及不利结构面组合关系

崩塌体岩性为花岗岩，节理裂隙发育，表层风化作用较强烈，且在岩体中外倾结构面发育，在外倾结构面的影响下，岩体极易产生崩塌、掉块等不良地质现象。

综上所述，地形地貌、地层岩性、岩体结构特征等为危岩的发育提供了重力和基本物质条件，长期的地壳内外引力作用是危岩形成的主要诱因。临空岩体开始出现变形，岩体内部形成上宽下窄的节理裂隙，随着流塑的进一步发展，变形范围扩大，拉裂缝向岩体的后侧推移，岩体后缘拉裂加剧，从而加剧岩体的重力卸荷作用，形成平行坡面的危岩结构面，并与已有构造裂隙构成危险结构面组合，在岩体重力作用下，岩体沿裂隙或结构面向下倾倒，从而形成危岩体。

3.危岩稳定性分析

3.1计算工况的选取

工况1：自重工况，只考虑危岩体的自重力作用。工况2：暴雨工况，危岩在强降雨情况下，裂隙（缝）水流通好，裂隙内充水（其中裂隙充水高度取裂隙深度的1，2～2，3）。工况3：地震工况，危岩体受自重力和水平地震力作用。工况4：自重状态+暴雨+地震。危岩体受自重力和水平地震力作用，裂隙内充水其中裂隙充水高度取裂隙深度的1/5～1/2）。

3.2稳定性计算公式

倾倒式危岩稳定性计算

（1）由后缘岩体抗拉强度控制（见图1）。

对工况1、2按下式计算：

式中：F-危岩稳定性系数；f_lk-危岩体抗拉强度标准值（kpa），根据岩石抗拉强度标准值乘以0.4的折减系数确定。暴雨时f_lk取0.9倍；H-危岩块高度（m）；h-裂隙深度（m）；h_w-裂隙充水高度（m），自然状态取裂隙高度1/3，暴雨状态取裂隙高度2/3，根据裂隙充填程度可适当调整；β-后缘裂隙倾角（°）；W-危岩体自重（kN/m）；a-危岩自重作用点到倾覆点的水平距离（m）；V-裂隙水压力（kN/m），V=rwhw²/2；Q-地震力（kN/m），Q=ξw，其方向可视为水平；ξ-地震系数，本工程取0.04；h_o-地震力作用点到倒覆点的垂直距离（m）。

（2）由底部岩体抗拉强度控制（见图2）

对工况3、4按下式计算：

式中：b-后缘裂隙下端到倾覆点之间的水平距离（m）；其他符号意义同前。

3.3设计参数的选取

崩塌危岩体大部为中等风化花岗岩，节理裂隙发育。各物理力学指标参数经验值为岩体天然密度为2.5g/cm³，抗拉强度3.5Mpa，抗压强度140Mpa，结构面内摩擦角φ=75°，黏聚力c=31kPa。

3.4综合稳定性分析评价

危岩体存在陡直裂隙，上宽下窄，裂隙不断在扩张，表层有不同程度裂痕，岩石节理裂隙发育，风化强烈。对于危岩体进行了定量评价，见表1。通过稳定性计算结果可知，危岩体在工况1下处于基本稳定状态，在工况2下处于欠稳定状态；在工况3、4下，稳定性大大降低，处于不稳定状态。

4.结论

该区危岩体存在陡直裂隙，上宽下窄，裂隙不断在扩张，表层有不同程度裂痕，岩石节理裂隙发育，风化强烈。通过稳定性计算结果可知，危岩体总体处于不稳定状态，需要及时进行治理。