元阳县阿努上寨滑坡特征及稳定性评价

张峻源 1 保桃坤 2

云南省有色地质局三 0八队，云南 昆明 650214

Characteristics and stability evaluation of Anushangzhai Landslide in Yuanyang County

Zhang Junyuan¹，Bao Taokun²

(Geological Team 308 of Yunnan Nonferrous Metals Geological Bureau，Kunming 650214)

Abstract: Anushangzhai landslide in Yuanyang county is a shallow and small soil landslide, The mechanical properties of the landslide are traction type and the sliding surface is folded. This paper applies the limiting equilibrium theory to the stability analysis of this landslide, The landslides are unstable to unstable under natural conditions, unstable under storm conditions and earthquake conditions. It is suggested that engineering measures should be taken to control the landslides, The stability analysis provides a scientific basis for landslide control.

Key words: geological disaster; Landslide; Stability evaluation

摘要：元阳县阿努上寨滑坡属浅层小型土质滑坡，滑坡力学性质为牵引式，滑面呈折线形。本文运用极限平衡理论对该滑坡进行稳定性分析，滑坡在天然工况下处于不稳定～欠稳定状态，在暴雨工况和地震工况下处于不稳定状态。建议对滑坡采取工程治理措施，稳定性分析为滑坡治理提供了科学依据。

关键词：地质灾害；滑坡；稳定性评价

2018年汛期，受连续强降雨影响，元阳县阿努上寨北东侧斜坡发生蠕动变形，地面和房屋建筑出现开裂变形迹象，对当地村民的生命和财产安全造成极大威胁。本文采用极限平衡理论，对滑坡进行稳定性评价，并提出相应的防治措施。

1 地质背景概况

滑坡区属构造侵蚀中山地貌，地势总体南西高北东低，地形坡度一般30°～45°。区内出露的地层主要为第四系残坡积层（Q4el+dl）含碎石粉质粘土、三叠系中统牛上组（T2n）砂质板岩。滑坡区地下水类型主要为松散层孔隙水、基岩裂隙水，区内地下水位动态变化具季节性特点，雨季地下水位明显上升，旱季地下水位回落下降，水文地质条件总体属简单类型。

2 滑坡基本特征

2.1形态特征

滑坡位于阿努上寨北东侧边缘斜坡地段，总体地势南西高北东低，地形坡度一般30°～45°，局部陡峭。滑坡周界清晰，平面形态呈圈椅状。坡体后缘局部发生小规模坍塌，地面分布多条拉张裂缝，裂缝宽0.5～2.5cm，延伸方向约140°，为滑坡后缘周界划分的主要依据；前缘剪出口沿斜坡陡坡段与缓坡段交界位置展布；两侧主要以滑坡裂缝延伸处及现状微地貌圈定。滑坡前后缘高差18.2m，主滑方向55°，轴向长度约28m，横向平均宽度32m，面积798m²，滑体厚度2.9～6.2m，平均厚度4.6m，体积3671m³。滑坡主要为沿基岩风化差异分界面产生的浅层小型土质滑坡，滑坡力学性质为牵引式。滑坡典型工程地质剖面如图1所示。

图1 滑坡工程地质剖面图

2.2 结构特征

2.2.1 滑体

滑体物质自上而下由第四系残坡积层和三叠系中统牛上组板岩组成：

（1）第四系残坡积层（Q4el+dl）：含碎石粉质粘土，黄褐色，湿，可～硬塑状，主要由粉质粘土及碎石组成，碎石含量5～15%，成分为强风化板岩，碎石粒径大小为1.0～3.0cm。根据钻孔及浅井揭露情况，该层厚度一般为1.2m～1.7m，平均厚度1.79m。

（2）三叠系中统牛上组（T₂n）：全风化砂质板岩，黄褐色，湿，变余泥质结构，岩石全风化呈硬塑土状，矿物成分已基本风化，可见原岩结构，局部混夹强风化板岩碎石、角砾。根据钻孔及浅井揭露情况，该层厚度一般为3.3m～4.1m，平均厚度3.67m。本土层内取原状土样6组，根据室内土工试验成果统计表，天然含水率W=27.8～32.3%，平均值29.8%，天然状态湿密度ρ=1.57～1.79g/cm

³，平均值1.70g/cm³，液性指数I_L=-0.06～0.28，平均值0.16，饱和快剪凝聚力Ｃ标准值39.9kPa，摩擦角Φ标准值8.7°。

2.2.1 滑带

根据调查测绘、钻探和浅井等资料，以及坡体变形特征综合分析，滑动带分为主滑带和次级滑带。主滑带主要为基岩风化差异分界面，即沿三叠系中统牛上组板岩全风化与强风化界面滑动，该界面滑带土为全风化板岩，呈黄褐色、灰褐色，湿，可塑～软塑状态，滑动带形态呈折线形；次滑带主要为土岩分界面，即沿第四系松散层与下伏全风化板岩界面滑动，该界面滑带土为粉质粘土，灰褐色，湿，软塑状。

2.2.3 滑床

滑床主要为三叠系中统牛上组（T2n）强风化砂质板岩，黄褐色、灰褐色，变余泥质结构，板状构造，岩石风化强烈，岩芯多呈碎块状、块状，部分呈碎石土状，节理裂隙较为发育，岩层产状67°∠35°。

3 滑坡的成因分析

阿努上寨滑坡的发育，与脆弱的地质环境条件密切相关。滑坡是由地形地貌条件较差、地层岩性与地质结构面有利、大气降水与地表水下渗、人类活动等因素共同作用而成，主要成因如下：

（1）岩土条件：斜坡上覆为第四系残坡积层含碎石粉质粘土，结构松散，力学强度低，在长期雨水浸润作用下，具有高含水率，物理力学性质和抗剪能力差等特征。下伏基岩为三叠系中统牛上组板岩，岩层产状67°∠35°，岩层面倾向与坡向相同，属顺坡向。强弱风化界面倾向与坡向一致，为影响斜坡稳定不利结构界面，易沿该界面形成滑面。

（2）地形条件：勘查区斜坡整体地形较陡，一般为30°～45°，局部达50°，斜坡不仅为斜坡岩土体提供较大的重力势能，并在前缘形成临空面，为斜坡坡体的坍塌变形提供了有利的条件。

（3）大气降水：大量的雨水入渗浸泡斜坡，软化泥化作用强烈，易形成软弱结构面，同时导致斜坡岩土体自重增加，使坡体抗剪强度降低，也是最终导致岩土体失稳破坏的重要因素。

（4）人类工程活动：斜坡区人类工程活动强烈，对地表扰动破坏较严重。斜坡后缘为密集居民区，建筑物增加了坡体荷载，加之斜坡坡面为耕地，形成的台坎有利于地表水体汇集下渗，是导致斜坡变形的主要诱因之一。

综上，不利的岩土结构为斜坡诱发形成滑坡的主导因素，而人类活动、地形、充沛的大气降水是导致坡体失稳滑动的外在主导诱发因素。

4 滑坡稳定性分析评价

4.1 计算方法

根据本次勘查揭露情况，该滑坡最危险滑裂面呈折线形，采用传递系数法进行稳定性计算。根据滑坡地貌特征及岩土体结构特征，选择对应主滑方向的1-1′、2-2′、3-3′工程地质剖面进行计算，稳定系数计算公式如下^[2]：

其中： ； ；

式中：ψj—第i块段的剩余下滑力传递至第i+1块段时的传递系数（j=i），即 ；Wi—第i条块的重量（kN/m）；Ci—第i条块内聚力（KPa）；Φi—第i条块内摩擦角（°）；Li—第i条块滑面长度（m）；αi—第i条块滑面倾角（°）；βi—第i条块地下水线与滑面的夹角（°）；A—地震加速度（重力加速度g）；K_f—稳定系数。

4.2 计算工况

根据滑坡危害对象、施工难度、工程投资等综合因素，滑坡防治工程等级按Ⅲ级考虑。根据技术规范要求，计算工况采用如下三种：工况Ⅰ：自重，抗滑安全系数取1.15；工况III：自重+暴雨，抗滑安全系数取1.02；工况IV：自重+地震，抗滑安全系数取1.02。

4.3 计算参数

滑体、滑带、滑床的天然重度参数以实验数据为主，饱和重度根据土工试验含水率、饱和度等综合分析确定。因滑坡滑带土不易采取，无法直接获取滑带土强度指标，因此滑带土强度参数采取反演结合土工试验数据综合分析确定。滑坡反演分析土体参数取值见表1，滑带土的计算参数取值见表2。

表1 滑坡反演分析参数取值表

表2 滑带土的计算参数取值表

4.3 计算结果及评价

对滑坡可能存在的2种潜在破坏模式进行稳定性计算，计算结果见3。稳定性计算结果表明^[3]，在天然工况下滑坡处于不稳定～欠稳定状态，在暴雨工况下滑坡处不稳定状态，在地震工况下滑坡处不稳定状态，综合评价滑坡整体不稳定。

表3 滑坡稳定性计算结果表

5 结论及建议

元阳县阿努上寨滑坡属浅层小型土质滑坡，滑坡力学性质为牵引式，滑面呈折线形。本文采用传递系数法对滑坡进行稳定性计算，结果表明滑坡在天然工况处于不稳定～欠稳定状态，在暴雨工况和地震工况下处于不稳定状态，滑坡加剧变形、下滑的可能性大，将严重威胁周边居民的生命和财产安全。综合考虑经济性、可行性、安全性、防治效果等因素，建议对滑坡采取“抗滑桩+挡土板+截排水沟”的工程治理措施。

参考文献：

[1]王恭先、王应先等. 滑坡防治100例[M]. 北京：人民交通出版社，2008.

[2] DZ/T 0219-2006，滑坡防治工程设计与施工技术规范[S].

[3] GB/T 32864-2016，滑坡防治工程勘查规范[S].

作者简介：张峻源，生于1989年，男，云南石屏人，本科，研究方向：水工环地质。