碎石土滑坡稳定性与治理效果分析

高波  

四川省核工业地质局二八三大队

摘要：滑坡是一种严重的自然灾害。为掌握碎石土滑坡治理前后稳定性变化趋势，需制定一种高效的治理效果评估办法。本文以某碎石土滑坡群为例，经分析其形成机制、各种条件可靠性系数与治理前后变形速度，评估了滑坡治理成效。研究结果显示：地下水排道阻塞是引起碎石土滑坡的内因；降水渗透引起碎石土滑坡可靠性系数急剧下降，加快滑坡变形，引起碎石土滑坡失稳；防止滑坡地面降水渗透可以大大提升碎石土滑坡可靠性。

关键词：碎石土滑坡；可靠性；治理效果

1、引言

滑坡是全球出现率最大、影响最广、最难预测的地质灾害，其受到各种内因与外因共同作用出现的边坡变形情况，其变形解体损坏过程繁琐。而碎石土滑坡属于岩石滑坡与土质滑坡间的独特结构，主要出现在山前斜坡平缓处， 属于人工杂填土、残坡积物、崩塌以及古滑坡堆积物等构成的土体松散体。这种松散体受降水、地震或是人工扰动等影响会出现变形并逐步发展， 最后引起滑坡，从而引发严重的经济损失及人员伤亡。

因为碎石土松散体的独特性导致碎石土滑坡可靠性分析评估与治理时比较困难，为精准评估对碎石土滑坡可靠性并提出可行性滑坡治理策略。

2、工程概况

某滑坡群包含I~V号滑坡体，滑体构成成分是碎石粉质黏土，I号滑坡体已展开了专项治理，而II、II、V号滑坡体依旧处在蠕滑变形过程。II 号滑坡体冠高为408.73 m，趾高为306.37 m，相对高差大概102 m，滑坡体平均坡度大概在10°~30°范围内，滑坡纵长511 米，面积大概16.7万m2，滑体均厚是13.8 m，总体积大概228.92万m2，统一确定是大型中层土质牵引式滑；II号滑体冠高为420.24 m，趾高为313.078m，相对高差大概107 m，平均坡度处于15°~30°， 滑坡纵长为350 米，面积大概3.4万m2，滑体均厚是13.26 m，总体积大概44.98万m3，整体确定是中型中层土质推移式滑坡； V号滑坡体冠高为338.145m，趾高为252.789m，相对高差大概是85 m，平坡为20°~45°，滑坡纵长为216 米，面积大概5.9万m2，滑体均厚是4.85m，体积大概28.7万m3，确定是中型浅层土质牵引式滑坡。

该滑坡群周围生活了105户居民，有1.5km的公路穿过滑坡位置。若出现滑坡，造成的经济损失多达1 300万元，造引发4栋房屋出现倾斜和开裂。

3、滑坡产生机制探究

    按照滑坡的地勘资料，还地区滑坡群的产生因素包括内因和外因，内因包含地形地貌、地质环境；外因包括气象水文环境与社会活动等。

滑坡群地形坡度在15°~45°内， 滑坡相对高差处于60~110m范围内，是引起滑坡的有利地形因素。滑坡体都由可塑状和硬塑状带碎石粉质黏土构成，土体结构疏松，较好透水性。滑带通过软塑状带碎石粉质黏士构成，防剪强度小。滑床通过强风化到中风化砂岩和泥炭质灰岩构成，岩石空隙被泥质填满或方解石胶结，渗透性很差，因滑床相对隔水，使得地面渗流和地下水仅能顺土岩接触面流过，但地下水渗流管道的出现，造成渗流带土体出现软塑状，下降土体防剪强度，容易出现滑坡。

滑坡范围的降水时间分配不平衡，夏天多暴雨，且连续降水天气很多。降水后，雨水渗进土体，会导致滑坡土体软化，减小土体防剪强度，而且产生静水压力和动水压力，增大土体容重，从而下降滑坡可靠性。此外，II 号滑坡体前缘在水库西北岸，影响滑坡稳定。经研究碎石土滑体渗水性得知，水库水位骤降与骤升将严重影响滑坡体可靠性，社会活动对滑坡干扰很大，滑坡区存在许多旱地，使得地面水滞于坡体；公路与房屋建设变动了原本的排水管路，而且部分地方有挖掘坡脚的情况。

4、滑坡可靠性分析

     分析滑坡可靠性之前的主要任务包括确定滑动面部位、滑带构成、滑坡体构成成分的物理力学属性，按照滑坡现场勘察结果，该地区滑坡群的每个滑体滑动面处在岩土分界面周围，且是折线型；滑带土体包括碎石粉质黏土，碰水土体会软化。本研究经比较研究暴雨工况和一般环境的滑坡可靠性系数变动状况，根据治理后的监测结果，评估治理效果[1]。基于现有的国家标准，对该地区滑坡各滑坡体实施极限平衡法来评估滑坡可靠性，由于滑坡所处地方的地震峰值加速度较小，所有忽略地震对滑坡可靠性的干扰。

经现场测试和室内试验，设置各滑坡体土体物理力学参数性质，如表1所示(其中ω表示含水率；a1-2表示土体压缩值； Es表示土体压缩模量； c表示土体黏聚力； φ表示土体内摩擦角)，由于滑坡体部位相近，每个滑坡体土的颗粒比重都是2.73， 土的自然密度都以1.92 g/cm3计量。

               表1 滑坡体土体参数

滑坡体	ω/%	a1-2/MPa-1	Es/MPa	自然快剪		饱和快剪
				c/kPa	φ/°	c/kPa	φ/°
Ⅱ	28.12	0.38	4.88	37.34	16.23	29.13	15.31
Ⅲ	28.03	0.40	4.58	35.23	14.86	28.18	14.57
Ⅴ	29.25	0.41	4.57	35.89	15.47	29.49	14.55

   滑坡的形成一般是因为滑带土体被损坏，经了解滑带土体在各种状态下的黏聚力和内摩擦角，得知滑带土体在各种工况下的防剪强度，进而计量滑坡稳固性，该地区滑坡群的每个滑坡体滑带土体参数如表2所示。

                  表2滑带土体参数

滑坡体	自然状态		饱和状态		反复剪
	c/kPa	φ/°	c/kPa	φ/°	c/kPa	φ/°
Ⅱ	14.52	11.75	13.50	11.00	8.83	5.87
Ⅲ	25.09	14.01	23.50	12.51	11.22	6.19
Ⅴ	23.52	11.01	22.45	9.92	10.66	6.28

   根据该滑坡群附近环境和可靠性计算结果发现，II号滑坡体处在水库北侧，II号滑坡体被水库水体浸泡、冲蚀以及洪水消落的制约，而且水库水位升降会下降滑坡体前缘岩土体性能，进而下降II号滑坡体可靠性系数[2]。但II号、V号滑坡体部位和滑坡走向都和水库没有关系，降水渗透是影响其可靠性的重要因素，而降水造成的间接和直接作用是引起滑坡体失稳的关键因素。

5、治理效果分析

由于滑坡在工况1状态下是基本稳固状态，但在工况2状态下滑坡体不够稳固，监测滑坡可以预防滑坡引起的经济损失，还可以评价滑坡治理成效。该地方滑坡采取地面位移监测和缝宽变动测量方法监测滑坡变化。

滑坡群共分布15个水平移动监测点，但每个滑坡体存在一定距离，此处不再一一举例说明，选择受水库水位变动影响最严重的Ⅱ号滑坡后缘2W-1水平移动监测点展开研究。

    为了监测滑坡群影响范围的建筑缝宽，共分布14个缝宽测量点，选择2W-1水平移动监测点周围的建筑2F-5缝宽监测点展开研究。具体方法是在滑坡体后缘建立截水沟，于滑坡体中间和底部建立纵横向排水沟，减少雨期地面水渗进滑坡体的数量。滑坡治理之前，2W-1水平移动监测点有明显的位移变动量，该地方的降水主要聚集于该时段，还多暴雨。构筑物裂纹发育期一般在治理阶段，对滑坡实施地面水流动通道治理后，其裂缝变动趋势比较稳固，且伴随时间推移，建筑裂缝变动波动越小。治理以后，滑坡位移减慢[3]。监测到当前，滑坡采取截排水措施后，整体判断滑坡基本维持稳固，大大减小滑动速度。

滑坡治理之前，滑坡后缘已出现很大裂缝，降水易渗进土体，从而下降滑带土体防剪强度，加快滑坡移动。但采取截排水措施后，直到2020年9就滑坡后缘尽管出现裂缝，但缝宽很小。所以，对滑坡表层采取截排水治理手段可以明显减小滑坡变化速度。

6、结束语

    并根据碎石土滑坡产生条件，展开了滑坡出现机制、治理前后滑坡可靠性分析与治理成效评价等研究。结果显示:相对高差明显的碎石土堆积体和陡坡是引起滑坡的地形因素;地下水排泄管道阻塞，造成滑带土体软化，属于滑坡出现的地质因素;持续降水将加快碎石土滑坡发育;经比较各种工况环境下滑坡可靠性系数，得知降水是引起滑坡失稳的重要原因，将明显下降滑坡可靠性指数;对滑坡采取截排水手段，可以大大减慢滑坡的变形速度，保证滑坡处在基本稳固状态。

总之，妥善治理地面渗流可以有效管理碎石土滑坡变形，增加碎石土滑坡可靠性。

参考文献：

[1]彭成,范子坚,付贵海,成彦惠.碎石土滑坡稳定性与治理效果分析[J].湖南城市学院学报(自然科学版),2021,30(05):23-27.

[2]伍先军,彭健.碎石土滑坡综合治理技术及其评估决策[J].建设科技,2017(08):133-134.

[3]亓兆伟,付茂盛.某浅层碎石土滑坡稳定性分析及治理措施研究[J].山西建筑,2016,42(13):77-79.