大型滑坡地质灾害的特征及设计参数分析

张思桃

（广东省地质局第四地质大队，广东 湛江 524049）

1 自然环境

（1）自然地理。研究区大型滑坡地质灾害地点位于广东省，地理坐标：E110°14′25″～110°21′38″，N21° 07′ 08″ ～21° 11′ 52″。

（2）地质概况。滑坡体北侧为湖光湖，由破火山口积水而成，湖水面面积约2.3km2，汇水面积约3.5km2。水位及水深随季节而变化，湖面平均水位高程约20m，水深一般为10m～15m，最大深度约23m，总积水量约3055万m3。

（3）研究区地质地形。从地貌上看，地质矿物由火山口垣和火口湖组成，火山口垣近圆形，总体南高北低，大面积滑坡部位最大高程87.6m，火山口垣斜坡一般比高10m～50m。

2 滑坡地质灾害的特征及设计参数分析和选择

2.1 滑坡特征

大型滑坡体由火山碎屑矿物风化矿层及其坡残积层组成，滑坡体周界可辩，坡顶由拉张裂缝圈定（图1），总体如弧状。

图1 滑坡裂缝圈定区域

（1）滑坡体的形态特征。滑坡轴方向为顺着山坡由南向北，前缘局部有崩塌，滑坡体呈南高北低的扇形产出[1,2]。滑坡体最宽处位于滑坡体前缘，宽约146m，滑坡长约106m，滑坡前、后缘最大高差达60m。

（2）滑面（带）及滑床特征。据钻探揭露，在中风化矿层底部发育有厚16cm～22cm的破碎带，为滑动面。滑面最大埋深为23.26m，北、南两头滑面埋藏较浅，中部滑面埋藏较深。

（3）滑坡体的结构特征。滑坡体主要由火山碎屑矿物风化坡残积砂质粘性土和中风化火山碎屑矿物组成，最大厚度为23.26m。

（4）滑坡变形特征。经过近4年缓慢、长期活动，滑坡体浅部发生了多种变形破坏形态，主要表现为：拉张裂缝和醉汉林等。①拉张裂缝。拉张裂缝是滑坡体最明显的地物标志，呈弧形发育在滑坡体的后缘，断续延长达130m，拉张裂缝宽0.1m～0.5m，局部受水流冲刷强烈，裂缝两侧地质层的垂直断距为0.1m～0.8m。②醉汉林。在滑体前缘见有醉汉林，主要是因地形改变而形成，说明滑坡体一直处于变形状态之中。

（5）滑坡的类别。根据组成滑体物质成分分类，该滑坡属于矿层滑坡；根据始滑位置引起的力学特征进行分类，该滑坡属于牵引式滑坡；按滑面通过矿层情况分，该滑坡属于切层滑坡[1,2]。

2.2 滑坡成因分析

（1）地质条件。斜坡由火山碎屑岩组成，发育于矿石内的节理裂隙构造是产生滑坡的地质构造因素，这些节理裂隙不仅破坏了矿物的整体性，而且成为地下水的通道，加速了矿物风化作用，在与微风化矿物接触部位易形成软弱结构面，沿此软弱结构面发生下滑失稳。

（2）地表水条件。滑坡区雨量充沛，年降雨量达1856mm，主要集中在夏季，常出现大暴雨。地表水下渗到基岩面受阻改变水流向，顺软弱带而下，使矿石面成为滑动面，水即起到润滑剂作用。

2.3 滑坡稳定性分析评价

（1）滑坡稳定性分析。根据滑坡区所处的地质环境条件分析，滑坡区所处地段为边坡不稳定区。

（2）滑坡稳定性计算。对整个滑坡体，依据典型的主滑断面，按勘查结果确定滑移模式，运用极限平衡原理进行计算。

计算方法。本滑坡滑动面形态属折线形滑动面，滑动稳定系数Fs按地质工程勘查规范中公式规定计算：

式中：FS—稳定系数；θi—第i块段滑动面与水平面的夹角（°）；Ri—作用于第i块段的抗滑力（kN/m）；Ni—第i块段滑动面的法向分力（kN/m）；φi—第i块段土的内摩擦角（°）；Ci—第i块段土的粘聚力（kPa）；ψj—第i块段的剩余下滑动力传递至i+1块段时的传递系数（j=i）。

计算剖面的确定。选取滑坡A—A′纵向勘探剖面为计算剖面（见图2）。

图2 湖光岩望海楼滑坡A—A′剖面计算图

计算参数的确定。①滑体土重度：根据对滑体中风化矿物及其风化坡残积砂质粘性土取样测试结果，确定滑体风化地质层重度计算取值为：天然状态重度取18.2kN/m3，饱和状态重度取20kN/m3。②滑带土抗剪强度：在滑坡滑带土中进行取样测试，滑带土抗剪强度粘聚力16kPa，内摩擦角25.3°。

（3）滑坡推力的计算。依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007—2002）中公式规定进行计算。当滑动面为折线时，滑坡推力可按下列公式计算：

式中：Fn，Fn-1分别为第n块、第n-1块滑体的余下Ψ—滑力（kN/m）；γt—传递系数；Gm—滑坡推力安全系数；ϕn—第n块滑体沿滑动面土的内摩擦角标准值（°）;Cn—第n块滑体沿滑动面土的粘聚里标准值（kPa）;Ln—第n块滑体沿滑动面的长度（m）

（4）滑坡稳定性计算结果评价。计算结果滑坡稳定系数Fs为0.959，处于不稳定状态，目前处于临滑状态。由此说明滑坡在降雨条件下是不稳定的。特别在降暴雨时，极有可能造成整体急速滑动，危害性及危险性极大。

3 结语

本文着重描述了滑坡区工程地质条件，滑坡灾害的特征、形成条件、稳定性及设计参数，并采用传递系数法对滑坡处于降雨状况下的稳定性进行计算，计算结果表明滑坡处于不稳定状态。