某潜在不稳定斜坡稳定性分析汪潮

汪潮

中铁华铁工程设计集团有限公司北京100071

摘要：以云南省宜良县某地区一处潜在不稳定斜坡为研究对象，分析该斜坡的特征、成因及稳定性，得到该潜在不稳定斜坡在自重+暴雨情况（工况Ⅰ）下，稳定系数为1.02~1.08，处于基本稳定～欠稳定状态；在自重+暴雨+地震情况（工况Ⅱ）下，稳定系数为0.96~0.99，处于不稳定状态。

关键词：潜在不稳定斜坡；特征；成因；稳定性分析

1工程概况

研究区位于云南省宜良县东北部，属于构造侵蚀的中山斜坡地貌，地形切割较为强烈，沟谷多呈“v”字形，山势陡峻，地势南高北低。区内分布地层较少，主要出露第四系全新统残坡积层（岩性主要为碎石土）和志留系中统马龙群（岩性以粉砂岩为主）。受当地村镇建设和农业生产的影响，该斜坡部分形态被人为改造，上覆植被遭到一定程度破坏，植被覆盖率低。结合自然条件综合作用，导致该斜坡坡面土体疏松、局部轻微开裂。未来遭遇强降水年份可能导致水土流失加剧，发生斜坡失稳等自然灾害的可能性很大，将直接威胁坡体下方居民的生命财产安全。

2潜在不稳定斜坡特征及成因分析

2.1特征

该潜在不稳定斜坡处于山坡中部偏上，平面形态似圈椅状，总体坡度在25°～40°之间。由于上山的乡村便道在山坡上蜿蜒，分别在山坡的中部和靠山顶的中上部对山坡造成切割，形成潜在不稳定斜坡的前、后缘，二者高度差达62m。该潜在不稳定斜坡主变形方向317°，变形区长约95m，平均宽约120m，平面面积约1.1×104m2。潜在滑体厚1.00～3.00m，平均厚约2m，体积约2.2×104m3。斜坡上多为农田及其他草本植物，根系较浅。

潜在滑动面（带）的位置，主要根据对地表各种地质情况的调查并结合钻探情况综合考虑判断，以地质结构面为基础，潜在滑面主要沿残坡积层与中风化粉砂岩分界面发育，纵向上滑面呈折线形，主滑方向与倾斜方向总体一致，倾角15°～40°，横向上滑面较为平缓。滑床主要为中等风化程度的粉砂岩。

2.2成因

（1）地形地貌：该潜在不稳定斜坡所处位置地形陡峻，部分地段坡度集中分布在35°～40°，且相对高差较大，为斜坡的失稳提供了重力势能储备。前缘偶见天然或人为小陡坎，具备了一定的剪出条件。

（2）地层岩性：研究区表层岩土体为残坡积层，岩性主要为碎石土，且含有少量沙粒及粘粒成分，岩土体堆积松散，强度较低。下伏基岩为中等风化的粉砂岩，局部夹少量泥岩，节理裂隙较发育，岩体整体性一般。土体和岩体的接触面为潜在不稳定结构面。

（3）降雨：降雨是触发滑坡的要素之一[1]。区内雨季雨量充沛，单月最大降雨量达332.5mm，单日最大降雨量达110mm。遇连续强降雨天气时，坡面汇聚的大量雨水无法及时流走，便会沿着坡体表面松散覆盖层的间隙下渗至土体内部，且下伏中风化粉砂岩风化程度较低，岩体整体性和完整度相对较好，水流不易继续下渗入该层岩体中，从而在此岩土接触面上汇集，不仅在该层产生浮托力，动、静水压力等一系列力学变化，破坏原有力学平衡体系，而且增加了残坡积层土体的重度、降低了接触面部分岩土体的抗剪切强度[2-3]，从而容易在该处孕育滑面。

（4）人类工程活动：随着村镇建设规模日益扩大，改变了斜坡体部分原有地貌，修建乡村便道使得坡脚处产生一些小陡坎，为上部岩土体提供了剪出条件。不合理的村镇建设使大量耕地和绿地被破坏，坡面植被覆盖率降低，且植被多为根系集中在土表15-40cm的范围内的草本植物，对坡面起不到良好的保护作用。陡坡耕作和不合理的引水灌溉，也加剧了表层土质流失，对表层径排特征造成了扰动。

3稳定性分析

3.1稳定性计算

结合该潜在不稳定斜坡的具体情况，沿着主滑方向选取三个剖面1-1′、2-2′、3-3′作为计算剖面，考虑自重+暴雨、自重+暴雨+地震两种工况对该潜在不稳定斜坡进行稳定性计算。

该潜在不稳定斜坡潜在滑动面纵向

上均呈折线形，由此选取折线形滑面的相关公式来计算稳定性。根据相关规范要求，采用如下公式计算该潜在不稳定斜坡的稳定系数（Fs）和剩余下滑力（Pi）：

图33-3′剖面稳定性

表1各剖面稳定性计算结果

3.2稳定性评价

根据稳定性计算结果分析，该潜在不稳定斜坡在遭遇暴雨情况下，稳定系数为1.02~1.08，呈基本稳定~欠稳定状态，可能会产生一定的轻微变形；在遭遇到暴雨和地震同时作用的情况下，稳定系数为0.96~0.99，呈不稳定状态，将产生滑动破坏。

4结语

该潜在不稳定斜坡所在山坡的坡脚既为当地居民点，在逢暴雨或暴雨加地震的情况下，其一旦失稳，将会堵塞道路，甚至毁坏农庄，会对周边居民生命财产安全造成极大地威胁。因此，应对该类潜在不稳定斜坡实施及时有效的治理措施，以保障周边居民安居乐业。

参考文献:

[1]娄一青，曹良珍，王志军，娄潇聪.降雨入渗对边坡稳定性影响分析[J].水力发电，2008，34（5）：19-22.

[2]冯利.地下水对滑坡稳定性的影响[J].民营科技，2011，17(3):14.

[3]王静.地下水对边坡稳定性的影响分析[J].陕西建筑，2011，37总(196):42-44.