《澧县道河街滑坡稳定性评价及防治措施建议》-理学论文，地理论文-论文范文参考-科学狗论文网

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澧县道河街滑坡稳定性评价及防治措施建议

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张慧+彭钊+姚鹏+廖涛

摘要：滑坡是我国南方地区常见的一种地质灾害，也是澧县地质灾害发育数量最多的灾种，滑坡的发生严重危害当地人民群众生命财产安全和社会经济可持续发展，目前国家对滑坡地质灾害治理越来越重视，滑坡稳定性评价方法也进一步发展。本文以澧县道和街滑坡为例，进行了稳定性评价和推力计算，提出了滑坡治理的措施建议，为该滑坡防治方案的确定及防治工程设计提供了依据。

关键字：滑坡；稳定性评价；传递系数法；防治措施

1滑坡概况

澧县道河街滑坡位于道河乡刻木山村五组，目前滑坡处于不稳定状态，滑坡危害对象为县道过往车辆、行人及滑坡体下侧集镇51户151人生命财产安全，潜在经济损失1245万元，险情级别为中型[1-2]。

1.1地质灾害体形态特征。（1）滑坡的形态特征。澧县道河街滑坡，在平面上整体形态呈圈椅状，后部呈弧形，剪出口沿房屋后侧坡脚。滑坡后缘高程56～60m，前缘高程24～26m，相对高差32～36m，地形坡度为22-25°，主滑方向为151°。滑坡体最大宽度190m，纵向长（斜长）75m，平面面积0.95万m2，平均厚度约8.0m，体积约7.6万m3。（2）滑坡边界条件。根据滑坡体的变形迹象、危害对象、地形条件等对滑坡周界进行了圈定。滑坡前缘为房屋后侧陡坎坡脚，滑坡后缘根据裂缝确定，左右侧根据探槽揭露裂缝情况确定。根据地形地貌及其裂缝特征确定，该滑坡为浅层牵引式小型土质滑坡[3]。

1.2滑坡岩土特征。据探井、探槽、钻探钻孔揭示，滑坡滑体主要为第四系冲洪积卵石土：黄褐色～褐色，稍密～中密，稍湿～湿，磨圆度呈次圆状，卵石含量约60%，粒径2～6cm，主要组成成分为砂岩及石英砂岩，充填物为粘性土，由古道河冲洪积形成。滑带为位于卵石土与强风化炭质页岩接触界面上的含砾粉质粘土，该层厚约10～20cm，主要成分为软塑粉质粘土，砾石含量约30%，土体湿润，含水量相对较高，钻进较易，饱水后强度软弱，抗剪强度低。滑床由奥陶系上统炭质页岩组成，为强风化层，褐色-黑褐色，本次勘探均未揭穿该层。隐晶质结构，薄层状构造，主要有石英、长石等矿物组成，节理裂隙发育，岩质软，岩体破碎，岩芯呈碎片状结构，用手可捏碎。勘查报告提供的岩土层力学参数建议值见表1[4-5]。

1.3地质构造与地震。项目区靠近澧水隐伏断裂带。断裂全长22km，起于张公庙，止于津市县城。断裂走向北东东向，倾向北北西，75～80°。澧水隱伏断层规模较大，多次活动，尤其对盖层褶皱形变在一定程度上起着控制作用，故其可能切割本区基底。该滑坡区地震动峰值加速度主要为0.10g，地震动反应谱特征周期值为0.35S，地震基本烈度为Ⅶ度，属中等强度震区。

1.4水文地质条件。勘查区地下水类型主要为第四系孔隙水。由于第四系松散层分布于斜坡地带，地形有利于自然排水，故仅透水而不含水。基岩裂隙水赋存于下部炭质页岩中，接受大气降水入渗补给，由于浅部风化裂隙发育，故含风化裂隙水，富水性微弱。该区侵蚀基准面为道水河床，常年水位标高15.50m左右，地下水迳流排泄条件良好。由于滑坡区地形较陡，有利于自然排水，地下水富水性弱，故地下水对未来防治工程施工影响不大。地下水补给主要为大气降水，一部分大气降水通过地表径流形式排入道河，一部分大气降水入渗土体，通过土体孔隙渗流流入道河。环境水为弱碱性淡水，水质类型为HCO3-Ca2+。按《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）Ⅱ类环境腐蚀性评价标准进行评价，区内环境水对混凝土及混凝土结构中钢筋具微腐蚀性。

2地质灾害体稳定性计算及评价

2.1 计算剖面的确定。根据地质调查及勘探揭露，滑面为基岩与覆盖层接触面附近滑动，滑坡稳定性计算1-1、 2-2、 3-3、 4-4四条剖面进行计算，并对滑面进行稳定性计算（图2）[6]。

2.2计算参数的确定。采用的岩土物理力学参数合理性是计算评价滑坡稳定性的关键[7]，其中滑带土的抗剪强度参数C、取值更是关系重大。一般采用如下途径选取岩土物理力学参数：根据勘查试验结果确定、根据以往同类岩土体参数类比经验确定、多次反复验算与实际的地质情况对比达到基本吻合后确定。在滑坡的稳定性和推力计算过程中，对处于受水浸润、软化和水垫作用，其抗剪强度参数取饱和状态时的参数，对于未受水浸润的滑面取天然状态的参数。

（1）反演分析值。滑坡反演分析依据的原理是当荷载条件和滑面抗剪强度参数与滑坡的实际情况一致时，边坡的理论最小稳定系数接近于1；相对应的最危险滑面，与滑坡的实际滑面一致。滑面抗剪强度指标反算的是整个滑面的抗剪强度平均值，可作抗剪强度指标校验之用。该滑坡目前处于整体变形滑动阶段，在自重工况下整体处于基本稳定状态，但在暴雨工况下，滑坡可能处于不稳定状态。

式和内聚力和内摩擦角反演公式

反演分析选取2-2剖面作计算剖面，暴雨工况下稳定系数取Fos=1.02，反算方法可采用图解法，依次取C=0、φ=0，分别反求φ、C值，在C～φ坐标图上求出直线，并综合考虑室内试验数据，最终确定抗剪强度指标（表2）。

滑坡稳定性分析滑面抗剪强度指标C、Φ值及其它物理力学指标的选取需要根据室内试验、反演分析、工程类比及参考地区经验综合确定（表3）。

（2）计算方法。本次计算运用传递系数法开展滑坡稳定性系数及剩余下滑推力计算（图3）。

稳定性系数计算公式如式

滑坡稳定系数Fs的求解公式为

式中Fs为滑坡稳定性系数；下标i为计算条块编号。Ψ、R、T、N、c、、l、、W、、PW、Vu、Vd、分别为传递系数、滑体抗滑力、滑体下滑力、滑体在滑动面法线上的反力、滑动面上岩土体的粘结强度标准值、滑带土的内摩擦角标准值、滑动面长度、地下水流线平均倾角、自重与建筑等地面荷载之和、底面倾角、单位宽度的渗透压力、单位宽度岩土体的浸润线以上体积、单位宽度岩土体的浸润线以下体积、岩土体的天然容重。

滑坡推力计算如下：

式中：Ks ：推力计算安全系数；Pi ：为第i条块的推力（KN/m）；Pi-1：第i-1条块的剩余下滑力（KN/m）。

2.3稳定性计算结果

（1）滑坡稳定性分析成果。按照上述工况及方法进行滑坡稳定性计算，计算结果汇总于表3-3。根据计算结果，对滑坡进行稳定性分析评价，将稳定性划分为四级：稳定状态分级：Fs<1.00 不稳定；1.00

（2）滑坡剩余下滑推力计算成果。前已述及该滑坡防治工程级别为Ⅲ级，参照《滑坡防治工程设计与施工技术规范》（DZ/T0219-2006）表5，选取该滑坡防治工程设计安全系数如下：工况Ⅰ：自重，采用抗滑安全系数Ks=1.20；工况Ⅲ：自重+20年一遇暴雨，采用抗滑安全系数Ks=1.05工况Ⅳ：自重 + 地震，采用抗滑安全系数Ks=1.05

在稳定性计算的基础上，按照相关规范，采用传递系数法和上述对应工况的安全系数，进行滑坡剩余下滑推力计算。由上表可得滑坡在天然状态下处于稳定状态。滑坡在暴雨状态下滑坡推力比地震状态大，因此取暴雨状态下滑坡推力作为设计依据。暴雨状态下纵剖面1-1处于不稳定状态，滑坡推力为572.58kN/m；纵剖面2-2处于不稳定状态，滑坡推力为862.69kN/m；纵剖面3-3处于欠稳定状态，滑坡推力为69.59kN/m；纵剖面4-4处于不稳定状态，滑坡推力为50.01kN/m。

2.4稳定性综合评价。通过采用折线滑动不平衡推力法对勘查区域内的滑坡进行稳定系数及滑坡推力计算，可以得出如下结论：滑坡在工况Ⅰ（自重）条件下，为稳定状态；在工况Ⅲ（自重+暴雨）条件下，为不稳定状态；在工况Ⅳ（自重+地震）条件下，为不稳定状态。滑坡体在降雨条件下，随着雨水入渗，滑带抗剪强度急剧下降，下滑力增大，抗滑力减小，滑坡稳定性大大降低；本次滑坡稳定性计算已进一步验证了当前状态。

3防治措施建议

根据澧县道河街滑坡的勘查成果和前述分析，在充分掌握滑坡影响因素、稳定性状况以及危害对象等的基础上，结合滑坡区破坏模式，对滑坡建议主要采用以下措施进行治理：（1）地表截排水：拦截滑坡上部山坡汇水，排除场平区及房前屋后地表水；（2）削坡卸荷工程：对滑坡中上部滑体土进行削坡卸载，减少滑坡体方量；（3）锚杆格构梁工程：设置于滑坡推力较大的滑坡区域中后部；（4）挡土墙工程：设置于滑坡推力较小的滑坡区域前缘坡脚；（5）监测工程：建立专业监测与群测群防相结合的立体监测网和简易监测点相结合的方式，监测滑坡的变形动态。

结论与建议。（1）道和街滑坡属小型土质滑坡，本次计算运用传递系数法开展滑坡稳定性系数及剩余下滑推力计算，計算结果与滑坡实际变形状态相符。（2）滑坡建议采取“地表截排水沟+挡土墙+锚杆格构梁+挡土墙工程+监测工程”的综合治理方案，达到消除滑坡隐患，优化人居环境的目标。（3）工程案列对此类型滑坡稳定性计算的参考与借鉴价值。

参考文献

[1] 中国地质调查局. 滑坡防治工程勘查规范（DZ/T 0218-2006）[J]. 中国地质调查局发展研究中心.

[2] 徐邦栋. 滑坡分析与防治[M]. 北京，中国铁道出版社， 2001.

[3]陈祖煜，土质稳定性分析[M] 北京，中国水利水电出版社，2005：197-236.

[4] 中国地质调查局. 滑坡防治工程设计与施工技术规范（DZ/T0219-2006）[J]. 中国地质调查局发展研究中心.

[5]中华人民共和国建设部. 岩土工程勘察规范[M]. 中华计划出版社， 2002.

[6]黄显贵，陈植华，汪斌. 有限元强度折减系数法在北门沟坡滑坡稳定性评价中的应用[J]. 工程地质学报，2006，（ 05）：665-669.

[7]郑静. 滑坡稳定性评价的方法及标准[J]. 中国地质灾害与防治学报，2006，（03）：53-57.

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