巖村滑坡穩(wěn)定性評價

巖村滑坡穩(wěn)定性評價

一、目的

學(xué)會滑坡機理分析、穩(wěn)定性定價和定量計算的基本方法，了解滑帶土抗剪強度指標(biāo)選擇的基本途徑，掌握滑坡防治工程要點。

二、滑坡概況

l、自始地理

巖村滑坡位于四川盆地某城市市中區(qū)，地處長江和佳江的交匯地帶，呈半島狀，土地資源十分緊張。在經(jīng)濟建設(shè)迅速發(fā)展的80年代，市中區(qū)斜坡土地得到了大量的利用，交通線路不斷改進，高層建筑逐漸增多。但與此同時滑坡災(zāi)害事件也日趨嚴(yán)重，巖村滑坡就是災(zāi)害之一。

該地區(qū)屬于亞熱帶氣候，溫暖潮濕，雨量充沛，多年平均降雨量在1200mm以上，并常有暴雨出現(xiàn)。長江和佳江是市中區(qū)兩大地表水系，水位年平均變化幅度達20m以上，平均低水位158m，高水位181m，1981年為百年一遇的特大洪水，水位達193m，正在籌建中的三峽工程，按175m蓄水方案修建大壩，該地區(qū)最高拱水位將達205m左右。

2、地質(zhì)概況

滑坡區(qū)基巖地質(zhì)構(gòu)造屬川東隔檔式褶皺中的一復(fù)向斜內(nèi)部，巖層產(chǎn)狀平緩，傾角10°以下，傾向在SW200°～270°范圍變化。無明顯的斷裂構(gòu)造，優(yōu)勢節(jié)理產(chǎn)狀：75°＜82°；346°<81°，263°<85°。

基巖地層為侏羅系（J25）泥巖砂巖互層，為內(nèi)陸河潮沉積，呈紫紅色。相對堅硬的砂巖組成了滑坡區(qū)的上部平臺狀地形，泥巖及崩積物則組成斜坡主體。崩積物(Q4col)主要由砂巖塊石及泥巖風(fēng)化粘土組成，厚度分布特點是斜坡上部薄，中前部相對較厚。人工堆石為近期在砂巖體中開挖地下洞室而堆棄于斜坡后部的基巖大塊石。

滑坡區(qū)屬河流侵蝕、剝蝕的低山丘陵地貌，斜坡頃部為平臺，河谷岸坡的坡度由上至下逐漸變緩，在縱剖面上呈內(nèi)凹的地形。

下伏基巖相對不透水，為弱含水層。據(jù)洞室調(diào)查，基巖洞室絕大多數(shù)為干洞，偶見裂隙有滲水現(xiàn)象。斜坡地帶入滲的地表水則匯集于基巖頃面，形成崩積層中的上層滯水。該地區(qū)新構(gòu)造運動不強烈，屬受活斷裂包圍的穩(wěn)定地塊，地震基本烈度為Ⅵ度。

3、滑坡特征

滑坡主滑方向為NW方向，后緣有一系列NE-SW方向的拉張裂縫，居民建筑物受到嚴(yán)重影響。據(jù)調(diào)查，人工洞室開挖于1970-1980年之間，地面裂縫最早發(fā)現(xiàn)在1981年。1981年四川盆地普降暴雨，江河水位達百年一遇特大水位。目前，滑坡的活動已嚴(yán)重威脅經(jīng)由滑坡區(qū)的主干公路的正常通車?；卢F(xiàn)處于蠕滑階段，且在每年的雨季，位移明顯增大。表4-1鉆孔地質(zhì)描述鉆孔號孔口標(biāo)高（m）孔深（m）地質(zhì)描述及水位觀測K1-1248.115.00-7.9m為長石石英砂巖塊石．屬人工堆石．7.9-8.1m為劇風(fēng)化帶，可塑狀土，見有滑動擦痕．8.1-l5.0m為弱風(fēng)化泥巖，層面產(chǎn)狀215°<8°．雨季旱季鉆孔均無水．K1-2237.011.30-4.2m為長石石英砂巖塊石，屬人工堆石．4.2—5.]m為崩積物，基巖碎塊占50%，粘土占50％，底面有滑動擦痕。5.1-5.3m為劇強風(fēng)化帶．3.3-11.3m為弱風(fēng)化泥巖與砂巖互層．層面產(chǎn)狀240°<3°．鉆孔水位雨季埋深4.9m．旱季無水。K1-3222.218.40-4.9m為崩積物．基巖碎塊石占40%，粘土占60%．底面有滑動擦痕．1.9--9.3m為劇強風(fēng)化帶；9.3--18.4為弱微風(fēng)化泥巖夾砂巖，層面產(chǎn)狀230°<6°；雨季水位埋深8.1m，旱季水位埋深8.6m。K1-4214.417.00-12m為崩積物，基巖碎塊占60%，粘土占40%。底面有擦痕．12.0-12.4m為劇強風(fēng)化帶．12.4-17.0m為弱風(fēng)化泥巖．層面產(chǎn)狀228°<5°．鉆孔水位埋深雨季為10.6m，旱季為11.5mK1-5203.620.50-8.5m為崩積物．基巖碎塊石占60%，粘土占40%。底面有滑動擦痕．8.5--9.3m為劇強風(fēng)化帶，9.3--18.4為弱微風(fēng)化泥巖夾砂巖，層面產(chǎn)狀240°<5°。雨季水位埋深4.8m，旱季水位埋深7.9m。K1-6180.010.60-1.8m為洪積粘土。1.8--6.3m為崩積物。未發(fā)現(xiàn)滑動面。6.3--10.6m為風(fēng)化砂巖夾泥巖，層面產(chǎn)狀245°<6°．雨季水位埋深零米，旱季水位埋深5.8米。K2-1246.316.20-7.1m為砂巖碎塊石．屬人工堆石．7.1-10.1m為崩積物?；鶐r碎塊占50%，粘土占50%，底面見滑動擦痕。10.1-16.2m為風(fēng)化泥巖，層面產(chǎn)狀220°<7°。雨季和旱季鉆孔內(nèi)均無地下水．K2-2208.018.30-9.4m為崩積物，基巖塊石占60%，粘土占40%。底面見滑動擦痕。9.4-10.6m為劇強風(fēng)化帶，10.6-18.3m為弱微風(fēng)化泥巖與砂巖互層，層面產(chǎn)狀238°<4°．鉆孔雨季水位埋深7.8m。旱季埋深9.0m。K2-3200.816.30-12.9m為崩積物，基巖塊石占65％，粘土占35％，底面有滑動擦痕。12.9-16.1m為風(fēng)化泥巖，層面產(chǎn)狀240°<6°。鉆孔雨季水位埋探10.1m，旱季水位埋深11.5m．

表4-2巖土體物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)巖性天然含水量(%)天然密度(g/cm3)顆粒密度(g/cm3)孔隙度(%)φ(°)C(MPa)粘土19.72.062.7637.4230.024泥巖4.82.532.7511.94710.3砂巖4.12.512.6910.44518.4

表4-3滑帶土抗剪強度指標(biāo)實驗值編?號峰值強度殘余強度φf(°)Cf(KPa)φr(°)Cr(KPa)116.742.8??29.823.5??39.535.7??4306.9??516.625.5??61810.8134.971935.31712.581939.11420.1916.829.4??1017.146.7??112229.4??121815.7127.9131416.7112.8142314.7104.6151721.6108.1161913.7157.3171413.511.53.418156.813.34.14-1巖村滑坡平面圖三、要求

1、分析巖村滑坡的形成機理；

2、根據(jù)資料，作主滑地質(zhì)剖，進行滑坡穩(wěn)定性預(yù)測(三峽水庫蓄水對該滑坡的影響)；

3、提出滑坡防治方案

巖村滑坡穩(wěn)定性評價一、滑坡形成機理分析巖村滑坡的產(chǎn)生受到以下幾方面因素的影響1、巖土類型與性質(zhì)因素由題目前面地質(zhì)條件陳述及后面各鉆孔分析知：該斜坡巖體上部有一小部分為人工堆石，整體以崩積物為主，且受到了較強烈的風(fēng)化作用，坡體泥質(zhì)成分較高，屬軟弱巖石，抵抗變形的能力低，易形成滑動面，巖體的工程地質(zhì)性質(zhì)較差，總體上說不夠穩(wěn)定，發(fā)生滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的概率較大。且下伏基巖相對不透水，為弱含水層。斜坡地帶入滲的地表水則匯集于基巖頃面，形成崩積層中的上層滯水。地下水文地質(zhì)條件的加速了滑坡的產(chǎn)生，這點具體在會后面講述。2、地表水和地下水環(huán)境因素該地區(qū)屬于亞熱帶氣候，溫暖潮濕，雨量充沛，多年平均降雨量在1200mm以上，并常有暴雨出現(xiàn)。長江和佳江兩大地表水系，水位年平均變化幅度達20m以上，平均低水位158m，高水位181m，1981年為百年一遇的特大洪水，水位達193m，正在籌建中的三峽工程，按175m蓄水方案修建大壩，該地區(qū)最高拱水位將達205m左右。且蠕滑狀態(tài)下的滑坡在每年的雨季，位移明顯增大。由以上知，該地區(qū)降水豐富。且入滲的地表水則匯集于基巖頃面，形成崩積層中的上層滯水，工程地質(zhì)條件較差的斜坡巖土體受到地下水的軟化、泥化作用的影響，降低了巖土體的抗剪強度，使斜坡抗滑力減小。又受到地表水的沖刷作用的影響使坡腳滑動面臨空，而地表水的靜水壓力動水壓力作用會使斜坡在河水位下降時容易產(chǎn)生失穩(wěn)下滑，其浮托力作用也使抗滑力降低加速松散堆積巖體的下滑。3、人工活動因素——人工堆石人工堆石為近期在砂巖體中開挖地下洞室而堆棄于斜坡后部的基巖大塊石。人工洞室開挖于1970-1980年之間，地面裂縫最早發(fā)現(xiàn)在1981年。人工堆石在坡上增大了坡體的下滑力，致使坡體失穩(wěn)產(chǎn)生地裂縫，發(fā)生坡體蠕滑現(xiàn)象，屬斜坡滑動的觸發(fā)因素。二、斜坡穩(wěn)定性預(yù)測分析在這里采用極限平衡法進行斜坡的穩(wěn)定性計算，該地區(qū)水位浮動較大，計算時取兩種情況，正常情況下的高水位181m,及蓄水后最高水位205m進行計算。分析計算過程及結(jié)果如下：1、參照所給平面圖等高線及各鉆孔參數(shù)做出A-B剖面圖，表明可能滑動巖體及基巖的巖性產(chǎn)狀，做出滑動面和在正常高水位及庫水位最高時的地表水水平線，圖見附表，比例尺為1：1000。2、按照實際情況將斜坡可能下滑巖體分為9塊近規(guī)則幾何體（具體分布如附圖），便于進行進一步計算。由剖面圖計算用于后期計算下滑力抗滑力及水體作用力的參數(shù)。如表1-1各參數(shù)含義及計算方法An：各滑塊總面積，將各塊近似為標(biāo)準(zhǔn)幾何體，計算面積αn：各滑塊最對應(yīng)滑動面地面的傾角，αn=arctan(h/l)用反三角正切求得Ln：各滑塊底邊長度，Ln=/SINαnρn：各滑塊的平均密度。該參數(shù)計算最為復(fù)雜，因為其影響因素較多，計算時需先確定每塊巖體中泥巖和砂巖的含量百分比，后面幾塊因為在水面以下，還要考慮空隙水的給巖體密度所帶來的變化。綜合計算得出表中數(shù)值。An2：為各滑塊浸在水下的面積上面幾塊在水上，故為0。表1-1由剖面所得各參數(shù)表An（mm2）αn（°）Ln（mm）ρn(g/cm3)An1（mm2）An2（mm2）11670.02112.510023639.817.62.510033129.747.82.4700416528.6136.72.2900510549.418.42.38122612916.2612.82.458435710216.2611.92.51511938813514.9315.52.54135459556.2211.22.52558計算CrΦr取題中所給表4-3中殘余強度的平均值得Cr=7.57kPa=7570PaΦr=12.68°tanΦr=0.22503、用Excel計算各滑塊自重、下滑力、靜水壓力、浮托力、抗滑力、剩余下滑力，求出穩(wěn)定性系數(shù)以下為各所求量的計算公式：自重：Wn=An*ρn*9.8*1000浮托力：Fn=ρ水*An水*9.8*1000靜水壓力：由于坡體以崩積物為主，透水性較好，故水面以下部分靜水壓力為零，只是在河水面附近坡體受到少許地下水引起的靜水壓力。Fn=ΔHn*Ln*ρ水*9.8*1000下滑力：Tn=Wn*SIN(αn*PI()/180)抗滑力：Rn=((Wn-Fn)*cos(αn*PI()/180)+Fn*sin(αn*PI()/180))*TAN(Φr*PI()/180)+Cr*Ln+Fn*cos(αn*PI()/180)剩余下滑力：E1=T1-R1En=Tn-Rn+En-1*COS((αn-1-αn)*PI()/180)(n>1)在計算過程中若出現(xiàn)Ei<0，考慮滑塊不受拉力作用，則令Ei=0.然后繼續(xù)計算4、計算結(jié)果分析下頁表格 1-1為水位181米時計算結(jié)果1-2為水位205米時計算結(jié)果計算結(jié)果為在兩種情況下，下滑力均大于抗滑力，斜坡都會發(fā)生滑動，需進行治理。5、對坡頂人工堆石的穩(wěn)定性分析，方法同上，只不過沒有了水體的影響，計算更為簡潔，參數(shù)及計算結(jié)果如下An（mm2）αn（°）Ln（mm）ρn(g/cm3)11670.02112.5123639.817.62.5133129.747.22.51416528.6132.52.51三、治理方案巖村滑坡坡體以崩積物為主，且受到風(fēng)化作用影響，工程地質(zhì)條件較差，斜坡穩(wěn)定性較差，現(xiàn)在正處于蠕滑階段，并經(jīng)過以上在蓄水打205M時斜坡穩(wěn)定性分析計算得知，該斜坡會在三峽水庫蓄水后失穩(wěn)發(fā)生滑動，綜合考慮應(yīng)采取以下措施對滑坡進行綜合治理：1、支擋在滑坡體的中前部布置抗滑樁，可采取灌注、錘擊灌入等方法，將樁身全長的1/4~1/3埋植于滑坡面以下的基巖中，承受側(cè)向荷載用以抵抗滑坡推力的作用。因該坡體基巖以泥巖砂巖為主強度較低，故在布置抗滑樁的基礎(chǔ)上還可在滑坡前緣砌筑擋墻體，必要時在墻前加支撐或墻后拉錨固，以增強其效果。2、排水在滑坡體頂部及四周邊界砌筑截水溝，使地表水排出滑坡體，筑隔滲層，填塞由于蠕滑產(chǎn)生的地面裂縫，防治大量雨水滲入滑坡面。對于地下水，采取水平排水和地下豎直排水相結(jié)合的方案，同時