河南省方城县中南厂桥东家属区滑坡成因分析

 引言
根据对方城县广阳镇中南厂桥东家属区滑坡工程地质测绘调查得知，在勘查区内发现有影响滑坡整体稳定性的长期变形迹象、特征。因此，该地质灾害体属潜在滑坡，目前处于欠稳定状态。
在最不利条件下，如暴雨、地震等作用下，该滑坡体存在变形、滑动失稳，进一步形成滑坡地质灾害的可能。如形成滑坡地质灾害，其成因机制分析如下：①坡面较陡具有临空面是产生滑坡的空间条件。滑坡体地形坡度20°～40°，滑坡前缘为陡坎坡面方向与岩层倾向基本一致。潜在滑坡体坡面较陡，前缘剪出口有充分的滑移空间。②潜在滑坡体内堆积有较厚第四系残坡积层（含碎石粉质粘土），坡积层底部粉质粘土，强度相对较低，在地下水浸泡下易形成滑带。松散堆积体在持续暴雨等因素作用下，易形成饱水的滑体土，饱水的滑体重量增加，地下水浸泡使滑带土体软化，抗剪强度降低，潜在滑坡形成整体滑动。③地表水和地下水在潜在滑坡演变过程中起决定性作用。在潜在滑坡的后缘、潜在滑坡体内的地表水和地下水经自然沟谷排放，部分地表水渗入潜在滑坡体内，并沿弱透水坡积层底面与隔水的残积层底面流动形成地下水通道。地下水长期浸泡形成的软弱带，易贯通形成滑带。④震动作用使潜在滑坡产生滑动。在地震、爆破等震动作用时，潜在滑坡的软弱带（滑带）土体，在饱水状态下，孔隙水压力增加，上覆土体有效应力减小，土体抗剪强度降低，均可导致潜在滑坡滑动或加速潜在滑坡滑动。松散物质处于潜在滑坡上，存在临空面，地表水、地下水大量补给潜在滑坡体，沿着渗透通道渗流，使滑体土重度增大，潜在滑带土抗剪强度降低，在持续暴雨、地震情况下，潜在滑坡存在整体滑动的可能。
1 滑坡稳定性极限平衡法分析
1.1 滑坡岩土体物理力学指标 通过勘查，潜在滑坡土体主要为含碎石粉质粘土，可塑～硬塑状，根据室内土工试验，该土的天然重度为16.8～17.5kN/m3，三轴剪切值为c=22～28.6kPa，？准=8.2°～11.1°。其物理力学指标测试成果统计见表1。
1.2 滑坡物理力学参数建议值 滑坡稳定性评价与计算中所采用的岩土物理力学参数的选取是否合理，是计算评价潜在滑坡稳定性的关键，其中滑带土的抗剪强度参数c、？准取值尤为重要。
①滑体土、滑床的重度。滑体为含碎石粉质粘土，室内试验天然重度平均值为17.1kN/m3，中风化石英砂岩天然重度经验值为26.0kN/m3，。根据滑体土室内试验及经验值，综合确定潜在滑坡稳定性和滑坡推力计算中所采用的重度值，建议取值见表2。
②滑带土的抗剪强度参数。根据室内试验成果，考虑各种试验条件及方法的局限性，稳定性分析和推力计算中抗剪强度参数采用室内剪切试验、经验数据类比与反演相结合的方法确定。具体取值见表3。
对符合边坡变形趋势的参数进行加权平均，用平均后的参数与试调参数比较，最接近的作为稳定性计算参数，并算出稳定性。
1.3 计算工况 根据本次勘查可知，坡体上建筑物稀少，可不考虑建筑荷载；坡体内无稳定的地下水位，不考虑地下水的影响；方城县抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，设计地震分组为第一组，可考虑地震荷载。作为阵雨集中，暴雨多发地区，要考虑暴雨对滑带软化的影响。从以上分析综合本滑坡特征及各种荷载，本次选定如下几种工况计算、评价滑坡的稳定性。
计算工况：
工况一：自重；
工况二：自重+暴雨；
工况三：自重+地震。
1.4 计算模型的确定 勘查时探槽中揭露岩土发现滑面特征，计算模型主要根据工程地质剖面的地层分布，结合地质环境条件与室内分析的滑面即软弱面计算，滑面为折线型，故稳定计算采用折线型滑面计算公式，剩余下滑力计算按传递系数法。在滑坡体上选择具有代表性的三个剖面为计算剖面。计算模型见图1、图2、图3。
1.5 荷载分析 潜在滑坡稳定性计算根据实地调查，该处为自然荒坡或林地，滑坡体范围内无任何建筑、道路。因而，潜在滑坡稳定性计算和剩余下滑力计算所考虑的荷载组合，按照设置的工况的荷载组合进行，不再考虑地面加载。
1.6 计算结果 根据上述确定的计算参数和计算模型对潜在滑坡在设计工况和校核工况条件下分别进行整体稳定性和推力计算，将各勘探剖面稳定性计算列于表4。
1.7 潜在滑坡整体稳定性综合评价
1.7.1 潜在滑坡稳定状态分级。根据《滑坡防治工程勘查规范》第12.4.6条的规定，滑坡稳定状态应根据其稳定系数按表6确定。
1.7.2 潜在滑坡整体稳定综合分析评价。经对比分析，当沿石英砂岩界面形成滑动带滑动时，由表4、5计算结果可知：
①在工况一（自重+地下水）条件下
1-1′、3-3′计算剖面滑坡体是稳定的；2-2计算剖面滑坡体基本稳定。
②在工况二（自重+暴雨+地下水）条件下
1-1′计算剖面滑坡体处于基本稳定状态，其稳定系数为1.09。安全系数为1.10时，滑坡的剩余下滑推力最大为183.48KN/m；安全系数为1.20时，滑坡的剩余下滑推力最大为311.90KN/m。2-2′计算剖面滑坡体处于不稳定状态，其稳定系数为0.98。安全系数为1.10时，滑坡的剩余下滑推力最大为1372.27KN/m；安全系数为1.20时，滑坡的剩余下滑推力最大为1912.73KN/m。3-3′计算剖面滑坡体处于不稳定状态，其稳定系数为0.98。安全系数为1.10时，滑坡的剩余下滑推力最大为1007.34KN/m；安全系数为1.20时，滑坡的剩余下滑推力最大为1485.37KN/m。
③在工况三（自重+地震+地下水）条件下
1-1′计算剖面滑坡体处于稳定状态。2-2′计算剖面滑坡体处于不稳定状态，其稳定系数为1.01。安全系数为1.10时，滑坡的剩余下滑推力最大为1245.08KN/m；安全系数为1.20时，滑坡的剩余下滑推力最大为1774.20KN/m。3-3′计算剖面滑坡体处于欠稳定状态，其稳定系数为1.01。安全系数为1.10时，滑坡的剩余下滑推力最大为919.99KN/m；安全系数为1.20时，滑坡的剩余下滑推力最大为1395.87KN/m。由此可见，本滑坡在工况一（自重+地下水）条件下处于稳定～基本稳定状态、工况二（自重+暴雨+地下水）条件下处于基本稳定～不稳定状态、工况三（自重+地震+地下水）条件下处于基本稳定～不稳定状态，滑坡整体处于不稳定状态。
1.8 潜在滑坡稳定性敏感因素分析 潜在滑坡潜在滑体土为含碎石粉质粘土，下部滑床为中风化石英砂岩，滑带为粉质粘土。潜在滑坡地面平均坡度约25°，选取滑带的抗剪强度参数为天然状态下c=24.0kPa，？准=11°，饱和状态下c=18kPa，？准=9°，得出该条件下潜在滑坡的稳定系数。在此基础上对1-1′剖面进行演算分析，？准值每增加1°和c值每增加1kPa情况下，分别计算相应的稳定系数，可以发现，？准值每增加1°，稳定性增加1.68～2.22%；c值每增加1kPa，稳定性增加2.78～3.62%。具体见表7。
1.9 滑坡发展变化趋势
1.9.1 发展变化趋势。滑坡体为残坡积含碎石粉质粘土，孔隙发育，有利于降雨入渗，在持续暴雨情况下，当地下水遇透水性较差的石英砂岩时，将使含碎石粉质粘土层软化，抗剪强度降低。通过计算评价初步查明，滑坡体整体在自重+暴雨工况时稳定系数小于1.0，处于不稳定状态。因此，若滑坡不加以治理，根据前文论述的滑坡影响因素及变形破坏机制，其稳定性受多因素影响，若进一步变形破坏将形成牵引式滑坡，滑坡变形将先是前部局部滑动-前部滑动-整体失稳下滑。
1.9.2 危害对象及危害程度。依据《滑坡防治工程勘查规范》（国土资源部DZ/T0218-2006），通过走访调查，方城县广阳镇中南厂桥东家属区滑坡直接危胁到三栋家属楼120户400余人，直接经济损失1500万元以上，根据《滑坡防治工程勘查规范》（DZ/T0218-2006）：危害对象等级划分为二级，处于不稳定状态。