地质评职论文发表浅论武隆县羊角场镇滑坡特征及稳定性

　　滑坡常常给工农业生产以及人民生命财产造成巨大损失、有的甚至是毁灭性的灾难。 为了更好地对滑坡的认识和治理，需要对滑坡进行勘察及稳定性分析。本文以对羊角滑坡群的勘察研究为例，分析了羊角滑坡群的地质灾害体特征，并对其稳定性做出综合评价。

　　《现代地质》(双月刊)创刊于1987年，坚持办刊的“四新”原则——新观点、新成果、新方法、新动向，以交流地质科技最新成果、推动地质科技创新与发展、服务于国家矿产资源的勘探与开发事业为宗旨，报道内容涵盖“基础地质”、“能源地质”、“海洋地质”、“灾害地质”、“勘查地球物理”、“勘查地球化学”和“地学信息技术”等学科领域。目前已被国内外多家数据库和图书馆收藏。

　　一、滑坡地质概况

　　羊角滑坡群为特大型深层土质滑坡，物质组成主要为二叠系下统灰岩崩塌堆积体，其次为志留系砂页岩残坡积体，主要由羊角滑坡和秦家院子滑坡组成。

　　羊角滑坡平面形态呈箕形。滑坡东临苏家坡～狮子岭，与秦家院子滑坡相邻，西侧从硫铁矿厂～三间坟一带，后缘向南直到火石寺后侧基岩陡壁，滑坡后缘宽约750m，标高约560m，前缘直抵乌江，呈“舌”状伸出，宽1150m，标高177～160m左右，前后相对高差约400m，滑坡后部和前缘平缓，中部总体坡度角约16°。南北纵向长1880m，东西横向宽890～1250m，面积1.70km2，滑体平均厚约50m，体积约7200×104m3，主滑方向12°～14°。

　　秦家院子滑坡主滑方向为13°，与乌江流向基本正交，滑坡平面呈“舌”状，东至朱家院子～刘家屋东面冲沟，西临苏家坡～狮子岭，后缘南至老房子，前抵319国道;后缘高程480～505m，前缘高程255～260m，纵向长830m，横向平均宽900m，面积64×104m2，平均厚度56m，体积3490×104m3。

　　滑坡内冲沟发育，冲沟的切割深度较大，部分沟段沟底可见下伏基岩;冲沟的切割，把滑坡体切割成几个相对独立的地下水系统。据调查走访，滑坡区内出露的泉点流量较小，水量随季节性变化较大，受大气降水影响明显，滑体内存在比较统一的地下水位;由于滑体内碎石土的碎石含量、粒径以及碎石土的胶结程度不一，导致滑体土的含水性和透水性不一，地下水水力坡度变化较大。水库蓄水后羊角滑坡之羊角镇滑坡受降雨和库水位联合作用，前缘地下水动态主要受库水位影响，滑坡中后部地下水位主要受暴雨入渗影响，暴雨入渗引起的空隙水压力的变化是影响滑坡稳定性的主要因素。

　　二、滑坡特征

　　1、滑体基本特征

　　滑体主要由第四系崩坡积碎石土和粉质粘土组成，其次为分布在羊角镇和319国道两侧少量的第四系人工填土。碎石土为滑体的主要物质成分，其性状在滑坡区内是不一致的，从胶结程度来看，东侧滑体碎石土有一定的胶结，中部和西侧基本没有胶结，前缘最差;从碎石含量来看，滑坡前缘碎石含量最高，粒径也相对较大，滑坡中部较后部碎石含量相对较低。部分区域存在大块石夹土的现象。滑坡滑体厚度分布不均，总体来说滑坡中后部滑体厚度较大，前缘滑体厚度较薄;滑坡两侧、后缘边界滑体厚度薄，中间滑体厚度大。

　　2、滑床特征

　　滑坡滑床大部分为基岩，前部(羊角场镇下方)为冲洪积的淤泥质粘土和砂卵石土。基岩为页岩，岩体较完整，裂隙不发育，据前期勘察统计基岩强风化带厚度与灰黄色粉砂质页岩和页岩的厚度直接相关，即灰黄色粉砂质页岩和页岩厚度越大，则该处岩体的强风化厚度越大。滑体下冲洪积物为乌江古河道物质，滑坡滑动后，滑体便倾覆于乌江古河道之上。其物质成分的分布是有规律的：淤泥质粘土分布于靠近羊角镇一侧，而随着向现乌江河道的靠近，逐渐过渡为砂卵石土。滑坡滑床后部和前部平缓，中部较陡，后部和前部滑面倾角2～13°，中部滑面倾角14～63°，滑床形态纵向呈一拉长 “之”字形。

　　3、滑带基本特征

　　滑带土主要为粉质粘土夹碎石，粉质粘土质纯，可塑状，局部可见挤压搓揉痕迹，所含碎石有不清晰的擦痕。经揭露，滑带土主要分布于覆盖层与基岩接触面处。

　　三、滑坡稳定性分析

　　(1)滑坡稳定性及推力计算公式

　　滑面形态呈折线型，故采用基于极限平衡理论的折线型滑带的传递系数法来计算滑坡的稳定性及推力，公式如下：

　　式中：Ti ── 第i条块下滑力(kN/m);

　　Di ── 第i条块的渗透压力(kN/m);

　　γw ── 水的重度，取10kN/m3

　　hw ── 第i条块在水位面以下、库水位面以上范围内的高度(m);

　　Wi ── 第i条块的有效重量(kN/m),水位线以上取天然重，水位线以下取浮重。

　　Ri ── 第i条块的抗滑力(kN/m);

　　li ── 第i条块滑面长度(m)

　　ci ── 第i条块的滑面粘聚力(kPa)

　　ψi ── 第i条块剩余下滑力传递至i+1块段时的传递系数(j=i时);

　　(j=i时)

　　αi ── 第i条块滑面倾角(°);

　　βi ── 第i块地下水位线平均倾角(°)。当滑面在库水位面上方时，若滑床隔水则取地下水位面倾角的平均值;若滑床透水，则取地下水位面倾角的0.5～1.0倍(视滑面距地下水位面和库水位面的相对远近而定);当滑面在库水位面下方时取地下水位面倾角的平均值;#p#分页标题#e#

　　Fs ── 滑坡稳定性系数;

　　滑坡推力计算公式如下：

　　式中：Pi、Pi-1 ── 分别为第Pi条块、第Pi-1条块的剩余下滑力(kN/m)，如果Pi-1<0，则计算Pi时式中Pi-1取0。

　　Fst ── 滑坡剩余下滑力计算安全系数。

　　(2)　滑坡计算参数的选取

　　1、滑体土重度

　　滑坡土体的重度采用前文统计的粉质粘土和灰岩块石的重度的加权平均值，经计算得碎石土天然重度23.20kN/m3，饱和重度23.25kN/m3。

　　2、地下水

　　据野外调查及钻探资料：天然状态下滑体土内的地下渗透压力按勘查时实测的地下水位进行计算(乌江水位为160m 时);在库水位上升或下降时，其地下水位线按《地质灾害防治工程勘查规范》中的公式31、32来进行计算取得。

　　3、滑带土强度

　　综合分析滑带土各试验成果和经验数据，具体取值计算过程如下：

　　4、建筑荷载

　　滑坡前部是羊角镇所在地，房屋单层荷载按15kN/m2考虑，中后部房屋零星分布，在计算中不再考虑。

　　5、安全系数

　　在滑坡推力计算中，根据《地质灾害防治工程勘查规范》，确定校核工况安全系数Fst取1.03，其他工况，安全系数Fst值均取1.15。

　　(3)滑坡计算方案

　　根据滑坡形态及变形特征，选择滑坡的2-2′、4-4′两条断面进行滑坡稳定计算。

　　滑体坡面地形线及滑带简化成折线，取滑坡单位宽度为1m，简化为二维问题对滑坡进行计算。

　　经分析滑坡土体的岩、土状态、荷载组合及与洪水的关系，选定如下的八种工况方案进行滑坡稳定性计算。

　　工况 Ⅰ：枯季工况;

　　工况 Ⅱ：暴雨或久雨状态;

　　工况 Ⅲ：暴雨或久雨+178m(坝前175m时乌江水位)。

　　工况 Ⅳ：暴雨或久雨+178m(坝前175m时乌江水位)降至160m(乌江多年枯水位)。

　　工况 Ⅴ：暴雨或久雨+178m(坝前175m时乌江水位)降至160m(乌江多年枯水位)+地震。

　　工况 Ⅵ：暴雨或久雨+190m(乌江多年平均洪水位)。

　　工况 Ⅶ：暴雨或久雨+190m(乌江多年平均洪水位)降至160m(乌江多年枯水位)。

　　工况Ⅷ：暴雨或久雨+190m(乌江多年平均洪水位)降至160m(乌江多年枯水位)+地震。

　　(4)滑坡稳定性计算结果

　　稳定性计算结果表明：在各种工况下羊角滑坡均处于基本稳定～稳定状态;由于滑坡面积较大，滑坡由西侧向东侧(靠近武隆一侧)，稳定性逐渐降低;三峡库区蓄水后，在坝前175水位对应得乌江羊角段水位为178时，三个计算剖面的稳定性都有不同程度的降低，而2断面的稳定性最差，这主要是与三个剖面前部地形以及滑面形态有关，3、4剖面前部较2剖面平缓，且前部地形表高低于2剖面，178水位时水对3、4剖面的影响范围大于2剖面，且由于3、4剖面前部较2剖面平缓，所以作用在3、4剖面上的抗滑力大于作用在2剖面上的抗滑力;其次，计算结果显示，在178和190工况下得稳定性要比在相应水位降工况下差，这主要是两方面原因造成的：①滑体内部长期相对连续的潜水，动水压力在两种情况下相差不大，②由于水位浸泡的前部滑面倾角较缓，这时浮托力的作用很大，超过了动水压力带来的影响，因此造成了这种情况。

　　对所用工况下(除去校核工况)计算结果分析，在各种工况下稳定性由好到差依次为：工况Ⅰ>工况Ⅱ>工况Ⅶ>工况Ⅵ>工况Ⅳ>工况Ⅲ，可以看出天然工况下稳定性最好，而178水位时稳定性最差。

　　四、滑坡稳定性综合评价

　　(1)监测成果分析

　　根据重庆市高新工程勘察设计院有限公司负责实施的《三峡库区重庆市武隆县地质灾害监测预警工程专业监测预警》对羊角滩滑坡、羊角镇滑坡(其中羊角滩滑坡为现在的羊角滑坡左侧，羊角镇滑坡位于羊角滑坡右侧并部分包含于羊角滑坡。)的监测数据(2005年12月至2011年8月)平面和垂直位移曲线如下：

　　自2005年12月开始监测以来，综合各种监测手段的监测数据，结合地面宏观巡查情况，监测期内(2005年12月—2011年8月)，羊角滩滑坡平面累积位移量0～33mm，垂直累积位移量 0～25mm;羊角镇滑坡平面累积位移量0～15mm。垂直累积位移量0～30mm，数据呈跳跃状态。总体看来，正常雨季及三峡库区试验性蓄水运行对羊角滑坡无致使其变形加剧的迹象，位移数据不存在明显的规律性;表明降雨及三峡库区试验性蓄水运行对羊角滑坡地表的变形影响较小，同稳定性计算结果分析一致，滑坡稳定性计算成果可信。

　　(2)滑坡稳定性计算对比分析

　　根据对《羊角滑坡勘查报告》和《羊角滑坡专题研究报告》的对比分析，两者执行的技术规范不同：《羊角滑坡勘查报告》采用的是《地质灾害防治工程勘察规范》(DB50/143-2003)(校核工况安全系数Fst取1.03，其他工况安全系数Fst值均取1.15)，《羊角滑坡专题研究报告》采用的是《水电水利工程边坡设计规范》(DL/T5353-2006)(天然、持久设计工况安全系数Fst取1.15，暴雨、短暂设计工况为1.10，偶然设计工况为1.05.);选取的安全系数不同，其稳定性计算均选用规范推荐的传递系数法，计算工况略有不同，但最不利工况大致相近。#p#分页标题#e#

　　结合两次稳定性计算结果，按照所参照的稳定性安全系数，天然工况下均处于基本稳定～稳定状态。暴雨工况下均处于基本稳定～稳定状态，多年洪水同最高洪水位工况均处于基本稳定～稳定状态;白马航电枢纽建成后，正常蓄水位为183m，三峡库区蓄水至175m时，羊角镇回水位178m;白马航电枢纽正常蓄水后，处于稳定状态，偶然工况下处于稳定状态。稳定性计算结果分析，滑坡对暴雨、久雨较敏感，可能出现不同程度的变形和滑动。

　　根据《地质灾害防治工程勘察规范》(DB50/143—2003)地质灾害防治工程等级的划分标准，该地质灾害防治工程等级为一级，确定滑坡稳定性安全系数为1.25。

　　因此，《羊角滑坡勘查报告》和《羊角滑坡专题研究报告》中的安全系数选取小于《地质灾害防治工程勘察规范》(DB50/143—2003)中规定的安全系数，滑坡在白马电站运营期间处于基本稳定～欠稳定状态，安全储备严重不足。