贵州织金绮陌中学实验楼东侧滑坡成因分析

李小玲, 胡才源

(贵州省地质环境监测院,贵州 贵阳 550018)

贵州织金绮陌中学实验楼东侧滑坡成因分析

李小玲, 胡才源

(贵州省地质环境监测院,贵州 贵阳 550018)

在阐述绮陌中学实验楼东侧滑坡地质环境和变形特征的基础上,对该滑坡成因机理及其稳定性进行分析与评价。该滑坡属小型浅层土质推移式滑坡,大气降雨入渗活动是诱发滑坡变形的主要影响因素之一。计算分析表明,目前滑坡整体基本稳定,在20年一遇暴雨的激发下,滑坡可能大规模下滑。

滑坡;成因分析;暴雨;稳定性分析

绮陌中学位于织金县北东7.1 km处,S209省道道路旁。2010年6月28日,绮陌中学在持续强降雨(降雨量为107.7 mm)的作用下,实验楼东侧斜坡发生变形,一旦滑坡发生,将危及当地4户16名村民和该中学师生690人的生命安全,潜在直接经济损失达600万元,因而有必要对该滑坡的成因机制及稳定性进行分析,为防治工程提供依据。

1 滑坡区地质环境概况

1.1 地形地貌

滑坡所在区属构造剥蚀侵蚀中低山斜坡地貌区,斜坡位于绮陌河右岸,坡顶为一缓平台,总体地势西高东低,坡顶高程为1 290.9,坡脚最低点为北东侧的绮陌河河谷,高程为1 271.5 m,滑坡段高程1 274～1 279 m,总体地形坡度为-36°的直线坡,为斜坡体上的残坡积层的滑动提供了势能。

1.2 地质构造

织金县处于扬子准地台黔北台隆遵义断拱毕节北东向构造变形区、贵阳复杂构造变形区西部两个次级构造单元交接部位,褶皱和断裂均较发育。滑坡区主要受北东向构造控制,处于鼠场压性断裂次生断层和关寨压扭性断裂之间,岩层呈单斜产出,受区域构造影响,岩石节理裂隙发育,岩体破碎,完整性差。

1.3 地层岩性

滑坡区基岩主要为二叠系中统茅口组(P2m)浅灰色、灰白色中—厚层灰岩及溶塌角砾状灰岩夹薄层状浅灰色泥灰岩,第四系覆盖层以厚度<12.0 m的残坡积黄褐色粘土、灰褐色碎石土为主,在校区、周边建筑区以及公路一带,坡体表部零星分布有厚薄不均(厚1～3 m)的人工填土。

1.4 气象水文条件

滑坡区属亚热带高原季风温润气候,年平均气温14.1℃,年平均降水量1 436 mm,降水主要集中在4—9月,占全年降水量的75%以上。绮陌中学东面120 m有绮陌河呈南西—北东向向六冲河汇流,河流为雨源型,河面呈宽缓U字形,枯季流量一般10 m3/s。

1.5 人类工程活动

滑坡区内人类工程活动较为强烈,主要表现为人类农业耕种,筑房,修建教学楼。因此,可见人类工程活动对滑坡区地质环境的改变和影响较大。

2 滑坡基本特征

2.1 滑体形态特征

滑坡位于实验楼近东面,平面呈撮箕形,后缘最高标高1 281.67 m,前缘最低标高1 273.61 m,最大高差8.06 m,剖面上呈弧线状,滑坡体平均坡度32°～43°。主滑方向89°,纵长16 m,平均宽37 m,面积约592 m2,平均厚5.0 m,总体积约2 960 m3,属小型浅层土质推移式滑坡。

(1) 后缘:为实验楼与附属办公室连接后侧,形成南北走向向近东侧下错裂缝,裂缝长18.3 m,宽1～5 cm之间,一般下错3 cm;

图1 滑坡区工程地质平面图Fig.1 Planar graph of engineering geology in landslide area

(2) 左侧缘:为滑体临空面高度变小处,学校围墙开裂最左侧;

(3) 右侧缘:二叠系茅口组基岩出露,学校垃圾池中部;

(4) 前缘:近东面约20 m,形成高差3～7 m临空面弧线范围,居民住户后侧。

2.2 滑坡物质组成与结构特征

滑体主要由回填土及残坡积土组成。回填土主要为灰岩风化粘土,可塑状,浸水后膨胀,失水易龟裂,滑体上一般回填厚度为3 m,残坡积层粘土层主要分布于回填土下部,约占滑坡面积的2/3,由二叠系中统茅口组(P2m)灰岩风化堆积形成,物质成分以黄褐色粘土为主,局部为耕植土、腐植土及人工填土,可塑—硬塑状,厚4.25～5.9 m。

滑带土为黄褐色粘土,局部含碎石,结构较密,天然状态下呈可塑状。滑床为残坡积碎石粘土,与上部残积层粘土接触,碎石土受长期荷载,崩解风化,强度迅速降低,体积压缩,形成滑床。

滑坡后缘,滑床埋藏较深,约1.0～4.5 m;滑坡中部实验楼附属办公室因人工填土堆积,厚度最大,约4.5～6.8 m;前缘受地形斜坡影响,滑床埋藏约0～6.9 m。左侧缘,滑床埋藏较深,约0.2～3.8 m;右侧缘,可见基岩出露,滑床埋藏较浅,约0～1.0 m。

2.3 滑坡成因机制

2010年6月28日,绮陌中学实验楼东侧斜坡在持续强降雨的作用下发生变形,主要变形表现为地裂缝,墙体开裂,至2010年7月26日,裂缝错距由最初的局部细微裂纹增加到7.5 cm,且在后期降雨时裂缝仍继续发展。

滑坡所处斜坡地形坡度较陡,为一坡度36°的直线坡,为斜坡岩土体提供了有利于向下滑动的地形地貌条件;滑坡后缘分布有一栋3层实验楼及其附属办公楼,相当于在滑坡后缘增加荷载,促进了坡体变形发展。此外,滑体主要由回填土、残坡积粘土组成,本身物质结构较为松散,该特定的岩土结构为滑坡变形提供了物质条件。人类工程活动改变了坡体形态;破坏了天然稳定状态,大气降雨入渗活动是诱发滑坡变形的主要影响因素。据调查,2009年9月—2010年5月,贵州遭受100年一遇特大旱灾,滑体中水分蒸发较大,粘土孔隙增大,形成架空。近几年来,织金县频频出现极端天气,地表水渗入结构较为松散的第四系土体形成地下水顺坡体运移,一方面使上覆土体饱水,增加了滑体容重,滑带土抗剪强度大大降低,另一方面地下水流动带走碎石土内粘土,局部造成架空现象,坡体结构遭受破坏。在上部荷载作用下,当滑带土抗剪强度不足以抵抗下滑力时,即发生滑体移动变形破坏,引起滑坡从后缘往前缘蠕滑,在滑坡后缘出现拉张裂缝,形成推移式滑坡,见照片1。

照片1 滑坡后缘荷载变形Photo 1 Load deflection of back edge of landslide

3 滑坡稳定性分析

3.1 定性分析

2010年6月28日,该滑坡受强降雨影响,滑坡后缘出现拉张裂缝和错坎,已处于欠稳定状态。未来遇强降雨等诱发因素,可促成滑坡。

图2 滑坡2-2′工程地质剖面图Fig.2 Profile of engineering geology of 2-2′ landslide

3.2 定量分析

根据滑坡的主要特点、形成机制及影响因素,选取2-2′剖面作为典型的稳定性计算剖面,其计算工况为两种[1]:工况一(天然状态)为坡体自重+地表荷载;工况二(饱和状态)为坡体自重+地表荷载+20年一遇暴雨条件。

根据滑坡体结构特征,潜在滑动面为粘土层,总体呈圆弧型[2],采用《滑坡防治工程勘查规范》[3](DZ/T 0218—2006)附录E.1.1圆弧型滑动面计算公式对该滑坡进行稳定性计算分析,其计算参数通过野外钻探取样和室内土工试验、反算法和类似工程经验值来进行分析确定,该滑坡稳定性分析的物理力学计算参数:天然重度γ=17.9 kN/m3;天然抗剪指标C=38.1 kPa,ψ=8.8°;饱和重度γ′=18.7 kN/m3,饱和抗剪指

标C′=16.5 kPa,ψ′=5.8°,并考虑地表荷载150 kN/m。其计算结果见表1。

综上可见,该滑坡在天然状态下处于稳定状态;在饱和状态下处于欠稳定状态,与实际勘查情况相符[4]。

滑坡稳定性划分:F≥1.15,稳定;1.05≤F<1.15,基本稳定;1.00≤F<1.05,欠稳定;F≤1.00,不稳定。

表1 滑坡2-2′剖面稳定性计算结果

4 结论

绮陌中学滑坡属小型浅层土质推移式滑坡,较陡的地形坡度、不良荷载加载和特殊的物质结构(回填土、残坡积粘土)为滑坡变形奠定了有利的基础条件,持续强降雨入渗活动是滑坡变形破坏的主要诱发因素,该滑坡目前基本稳定,但安全裕度不大,在20年一遇暴雨条件下,滑坡可能产生整体或大规模下滑,潜在危害较大,建议采取必要的工程治理措施进行防治。

[1] 张卓元,王士天,王兰生.工程地质分析原理[M].北京:地质出版社,1994.

[2] 中华人民共和国建设部.岩土工程勘察规范:GB50021—2001[S].北京:中国建筑工业出版社,2002.

[3] 中华人民共和国国土资源部.滑坡防治工程勘查规范:DZ/T0218—2006[S].北京:中国标准出版社,2006.

[4] 胡才源.织金县绮陌街道办绮陌中学滑坡勘查报告[R].贵阳:贵州省地质环境监测院,2015.

(责任编辑：陈姣霞)

Genesis Analysis of the Landslide in the Eastern Side of the ExperimentBuilding of the Qimo Middle School in Zhijin,Guizhou

LI Xiaoling, HU Caiyuan

(InstituteofEnvironmentalMonitoringofGuizhouProvince,Guiyang,Guizhou550018)

Based on the analysis of geological environment and deformation characteristics of the Qimo middle school landslide in the eastern side of the experiment building,the deformation mechanism of the landslide is analyzed,and the stability of the landslide is evaluated. The results show that the landslide is easy to take place in the superficial layer of slope,rainfall infiltration into the landslide is one of the most important factors effecting slope stability. The evaluation results indicate that the landslide is stable for current state overall,but the landslide may decline in mass under a rainfall with frequency of 20 years.

landslide; genesis analysis; rainstorm; stability analysis

2016-03-15;改回日期:2016-06-14

李小玲(1986-),女,助理工程师,环境科学专业,从事地质灾害研究工作。E-mail:lixiaoling1111@126.com

P642.22

A

1671-1211(2016)04-0615-03

10.16536/j.cnki.issn.1671-1211.2016.04.015

数字出版网址:http://www.cnki.net/kcms/detail/42.1736.X.20160707.1404.012.html 数字出版日期:2016-07-07 14:04