某巖質楔形滑坡成因分析評價

1、前言

2014年9月下旬某社區發生了滑坡?；缕矫娣e約1467.6m2，滑體體積約1.45×104m3，造成滑體上4棟居民房屋損毀，并有人員傷亡。

1.2 分析評價依據

主要依據《滑坡防治工程勘查規范》（DZ/T0218-2006）、《建筑邊坡工程技術規范》（GB50330-2013）、《巖土工程勘察規范》（GB50021-2001）（2009年版）及周邊項目設計、地質報告、工勘報告進行工作。

1.3 分析評價方法

在充分收集、分析利用已有資料的基礎上，使用的工作方法為地形測量、剖面線測量、工程地質調查測量、室內巖土試驗等。

2地質環境條件概況

工區屬于亞熱帶大陸性季風氣候區，雨量充沛。境內年平均降雨量一般在1300～1700mm。降雨主要集中在每年的5～9月，降雨量占全年降雨量的70%以上?；虑?天為小雨，之前5內日無降雨。

工區地貌位于低山之剝蝕殘丘與槽谷的交接部位。工區地層主要為第四系、三疊系巴東組，第四系零星分布于緩坡平臺地帶，為粘性土。巴東組主要巖性為易風化泥巖、粉砂質泥巖等。

據國家地震局2001年編制的1/800萬中國地震動參數區劃圖，工區為地震烈度Ⅵ度區。

3 滑坡區工程地質條件

3.1 地形地貌

滑坡處于一北東~南西向山包南西側，山包斜坡地形坡度角一般20°～30°；南西側山脊狹窄、山脊三面臨空（由于建筑及開挖）。西側邊坡走向南北向，總體傾向西，開挖前為高5～8m的近直立坡，開挖后邊坡高17～21m。南東側邊坡走向北東向，為陡坡，邊坡高5～10m。

3.2 巖體結構特征

3.2.1 斜坡結構類型

自然斜坡為單斜，山體分布兩個自然坡面，坡面產狀分別為：270°∠46°和150°∠33°，巖層產狀為：335～345°∠22～26°，其中靠西側邊坡結構類型為：順向斜交結構類型，該結構類型邊坡易產生變形破壞。東側邊坡為逆向斜交結構類型，對邊坡穩定有利。

3.2.2 巖體結構面特征

邊坡巖體中結構面發育，主要有巖層層面、層間軟弱泥化夾層、構造節理面。

1）巖層層面及軟弱夾層基本特征

斜坡基巖為巴東組紫紅色泥巖、粉砂質泥巖為主，薄～中層狀構造。層面較平直、延伸性好，風化后層間泥化、膠結均存在、層間結合一般至差。風化作用沿軟弱巖層、層面深入坡體內部，形成軟弱夾層結構面。

2）構造節理基本特征

邊坡巖體中發育三組節理，第一組走向北東，產狀為338～350°∠49～51°，延伸長大于5m，間距1.0～2.0m，充填粘性土，微張開；第二組走向北東，產狀為176∠37°，延伸長約1.5m，間距0.1～0.2m，微張，無充填，密集發育；第三組走向北西，產狀為200～220°∠80～85°，延伸長20～30m，裂面平直，微張開，灰綠色泥質充填。走向北東的兩組節理與走向北西的一組節理呈“X”狀斜交，為剪切節理；走向北西的一組節理與巖層（包括軟弱夾層）構成滑移控制面。

3）結構面組合特征

邊坡巖層傾向與坡面傾向（南北向）斜交，交角61°，為順向斜交結構類型，但不是最不利穩定結構。巖體中發育一條切層面的裂隙，產狀200～210°∠80～85°，與走向北西的構造節理產狀一致，上述兩組軟弱結構面將巖體切割成楔形塊體，兩組結構面交線產狀為298°∠18°，傾向與邊坡傾向基本一致，傾角略小于巖層傾角。楔形體的穩定性受控于較弱結構面的力學強度，當其抗剪強度不能抵抗楔形體下滑力時產生楔形體滑坡破壞。楔形體控制結構面組合關系如圖1所示。

圖1  楔形體控制結構面赤平投影圖

3.3 人類工程活動

滑坡區人類工程活動主要為切坡。首先是甲工程建設切坡，建設時為了增加場地寬度，切割了東側斜坡坡腳，切坡后形成了高5～8m的近直立邊坡，重力式擋墻支護；其次是斜坡中上部居民切坡建房，切坡高度及范圍均不大；其后是乙工程建設切坡，在甲工程東側邊坡腳下繼續往下開挖，形成了總高約17～21m的基坑邊坡，基坑邊坡采用了樁錨支護。邊坡剖面示意圖見圖2。故滑坡區人類工程活動較頻繁。

圖2  滑坡區工程活動示意圖

4 滑坡基本特征

4.1 滑坡形態特征

滑坡平面形態近似三角型，立體形態為楔形體，滑坡體積約1.45×104m3。規模為小型，主滑方向298°，為軟弱層泥化夾層與北西走向節理面的交線?；瓶刂泼鎯蓚€，一是泥化的灰綠色巖層層面，產狀340°∠24°；二是北西走向構造節理面，產狀210°∠83°。前緣剪出口在甲工程和乙基坑邊坡切坡形成的臨空面處，最低點處于乙基坑底部位置?；w為北西走向的構造節理、巖層層面、坡面構成的楔形體，楔形體以層面和長大裂隙相交處最厚，以層面向上延伸與地面的交線處最薄，橫向看呈“倒三角形”。

圖3   楔形體形態模型

4.2 滑坡變形破壞特征

滑坡變形破壞的主要特征為：一是滑坡運動方式為牽引式?；虑熬壔?月底開挖至設計標高，于9月初最底層錨索張拉完畢， 9月中旬發現變形形跡，首先發生變形的部位為滑坡前緣的右側和中部，然后向滑體中部及后緣擴展，后持續變形，9月底便發生了滑坡地質災害。變性破壞具有由前緣至后緣的特性，且滑體呈前緣大、后緣小的特點，滑坡運動方式具有牽引特征。二是滑坡受坡體中已有軟弱結構面嚴格控制。本滑坡為楔形體滑坡，受巖體中泥化夾層、北西走向的構造節理面嚴格控制，其滑動面及周界清晰。三是滑移速度極快，整體滑移在瞬間完成?；w后續運動至基坑底部受阻碰撞解體，致使滑體范圍及前緣遭受毀滅破壞。

5 滑坡成因機制分析

5.1 滑坡形成發展過程

采用演變歷史分析法，應用斜坡變形和破壞的基本規律，追溯斜坡演變的過程，分析滑坡形成發展過程。

1）滑坡的地質模式

滑坡的地質模式為蠕滑—拉裂，并且受坡體中兩組軟弱結構面控制，兩組軟弱結構面的交線傾向坡外，交線傾角大于軟弱面的抗剪強度，即結構面上覆巖體的下滑力超過結構面的抗剪強度，巖體沿已有軟弱結構面產生剪切變形破壞而產生滑坡。

2）滑坡變形破壞過程

（1）潛在滑坡體形成階段

邊坡成坡時，臨空面周圍的巖體發生卸荷回彈，引起應力重分布和應力集中等效應，使得斜坡坡腳剪應力最大、坡緣拉應力最大；坡體變形是巖體向臨空方向回彈，巖體原有結構松弛。斜坡巖體受區域構造影響形成了三組結構面，其中北西向節理和軟弱巖層是控制性軟弱結構面的雛形。

在新的應力作用條件下，坡體達到平衡狀態的自然坡形,為中～陡傾的“凸”形坡，斜坡總體下陡上緩，總坡高約25m。邊坡變形主要是巖體向臨空方向的剪切蠕變，是一種緩慢而持續的變形，蠕變首先產生在巖體的薄弱部位，使得蠕變沿軟弱結構面發生。巖體中的節理、巖層層面、軟弱夾層等結構面，受自然地質作用影響程度的差異，在巖體中形成了較連續的軟弱結構面。斜坡巖體結構演變為淺層散體結構（強風化層）或者碎塊狀結構（中風化層）。至此，軟弱結構面上覆巖體（下稱楔形體）與所在坡體分離，依靠坡腳巖體的支撐力保持楔形體的穩定。因此斜坡演變孕育著滑坡，形成了潛在滑坡體。

（2）疊加工程活動后至滑坡階段

斜坡經人類工程活動改造后，坡形為下部近直立—中部陡坡—坡緣、坡頂平緩，其中原甲工程、乙工程切坡對坡形改造最強烈。坡腳開挖改變坡形、使軟弱結構面基本出露地表，坡腳巖體支撐解除，楔形體穩定依靠軟弱結構面抗剪強度保持，剪應力在坡腳的軟弱結構面集中，使楔形體由蠕變進入加速蠕變階段，已經接近失穩狀態。

甲工程建設時切坡，在坡體前緣形成了近南北走向、高5～8m、直立的臨空面。乙工程再次切坡，使原有臨空面高度增加8～10m。在楔形體的下滑力作用下，軟弱結構面變形超過彈性極限，由蠕變進入加速蠕變階段，即累進型變形階段，并不斷擴容剪切貫通，楔形體處于接近失穩狀態。即潛在滑坡體產生滑動的條件已經成熟。

在完成上述演變過程后，楔形體處于接近失穩狀態，降雨使變形進一步加速而失穩變形。當楔形體下滑力大于抗滑力，且滑坡前緣支護結構不足以抵抗楔形體下滑力時，產生了楔形體滑坡，楔形體由變形轉為破壞的過程十分短暫。

5.2滑坡成因分析

依據前述滑坡工程地質條件、基本特征，形成發展過程、地質條件和影響因素，綜合分析判斷滑坡成因。

1）地質條件

坡體在長期自然地質作用下，改變斜坡巖體結構和坡形，坡體中形成了受兩組軟弱結構面控制的楔形體，楔形體與山體分離，具有潛在滑動可能性。

2）邊坡開挖

基坑開挖切坡后，楔形體支撐巖體解除，使已有軟弱結構面出露，改變了邊坡形態，結構面迅速由蠕變階段進入累進性破壞階段，楔形體處于接近失穩狀態，是誘發楔形體失穩的主導因素。

3）降雨

在降雨后，滑體下滑力增加，抗滑力減少，使處于接近失穩狀態的楔形體變形加速，加快了產生滑坡的進程。

綜上所述，滑坡成因是自然因素和工程活動共同作用的結果，地質條件和長期地質作用形成了潛在滑坡體，基坑開挖使潛在滑坡體滑動的條件成熟，是發生滑坡的主導因素，降雨加快了產生滑坡的進程。

6 結論

1）某社區滑坡變形破壞方式為蠕滑—拉裂，受坡體中兩組軟弱結構面控制，兩組軟弱結構面的交線傾向坡外，本滑坡的變形過程漫長，破壞迅速，具有突發性。

2）滑坡成因是自然因素和工程活動共同作用的結果，地質條件和長期地質作用形成了潛在滑坡體，基坑開挖使潛在滑坡體滑動的條件成熟，是發生滑坡的主導因素，降雨加快了產生滑坡的進程。