某土质滑坡形成机理及稳定性分析摘要：平原地区发育的滑坡通常规模较小且稳定性较好。
崔庄乡周湾村位于河南省南阳市南召县西北部，属丘陵区。
据野外调查发现，崔庄乡周湾村绞坡路滑坡为该地区较有代表性的土质滑坡之一。
为了充分认识其形成机制和稳定性，论文采用定性分析和定量评价相结合的方法，分析了不同工况下该滑坡的稳定性，对滑坡的发展趋势进行了预测，并提出了防治方案建议。
结果显示，该滑坡变形破坏机制为蠕滑-拉裂型，在天然和地震情况下处于基本稳定状态，降雨情况下处于欠稳定状态。
建议采用截排水沟+抗滑桩的方式进行防治。
关键词：土质滑坡；形成机理；变形破坏机制；稳定性分析崔庄乡位于南召县西北部，距南召县城约为6km，滑坡区位于崔庄乡周湾村绞坡路，有乡村公路经过，总体上交通较为便利。
据野外调查，发现崔庄乡周湾村绞坡路滑坡为该地区较有代表性的土质滑坡之一。
，为了便于分析该地区该类型滑坡灾害的性质，更为有效的防治地质灾害，本文对该滑坡进行了形成机制分析和稳定性评价[1]。
论文运用极限平衡法分析了不同工况下该滑坡的稳定性[2-10]，最后对滑坡的发展趋势进行了预测，并提出了防治方案建议。
1滑坡区地质条件1.1 气象水文条件崔庄乡位于北亚热带大陆性季风气候区的北缘，夏季高温多雨，冬季干寒。
年均气温14.8～13℃，为亚热带向暖温带过渡地带。
县境年平均降雨量851.9mm 左右，历年，1小时、1日最大降雨量分别为89.6 m、328.9 mm。
滑坡区水文地质条件简单，地表水主要为降雨条件下，区内冲沟产生的地表径流。
地下水主要有松散堆积层孔隙水及基岩裂隙水两大类。
松散堆积层孔隙水赋存于第四系松散堆积层中，接受大气降水及地表水补给，向坡下沟谷及下伏基岩裂隙排泄。
松散堆积层中孔隙水具有富水性、透水性差的特点，其含水量较小。
基岩裂隙水主要赋存于砂岩裂隙中，接受大气降水的补给，在地势低洼处排泄。
但是基岩含有大量泥岩层，故基岩裂隙水的排泄量很小，一般小于0.5L/S。
1.2 地形地貌及地层岩性工作区地貌类型为丘陵区，滑坡区高程为310～360m，为山地到平原过渡带。
冈峦起伏，整体坡度约为17°，丘陵山顶多为圆状，坡积层发育，坡体局部见基岩出露，坡表植被覆盖较好（图1）。
调查区主要岩性为耕植土（Q4pd）、第四系残坡积物堆积层(Q4el+dl) 、秦岭地层区下白垩统-上侏罗统（J3-K1）。
图1 工作区地形地貌图1.3 地质构造勘察区位于佛爷沟－跑马岭断层下盘，推测距该断层约40m。
外口-跑马岭断层(F2)总体走向280°-290°，向北倾，倾角一般40°-50°，少数可到60°（图2）。
图2 南召县地质构造略图断裂破碎带一般宽约10m，部分地段可达50m以上，断裂北侧为栾川群的片岩、大理岩及侵入栾川群的次火山岩，在崔庄一带为上白垩统红色磨拉石建造；南侧为上侏罗统-下白垩统沉积碎屑岩。
沿主断面分布断层泥，宽数十厘米到数十米，南侧为构造角砾岩。
南侧砂质泥岩受到严重挤压揉皱统呈灰黑色，流劈理发育，并逐渐过渡成断层泥，其流劈理产状与断层泥中流劈理产状一致（图3）。
据此，北部栾川群大理岩、变石英正长斑岩逆冲于上侏罗统-白垩统沉积碎屑岩之上，且在断裂带中残余有早期构造岩，该断裂为两期活动的逆掩断层。
图3 钻孔揭露断层破碎带2滑坡基本特征2.1 滑坡形态及规模该滑坡位于崔庄乡周湾村绞坡路组，滑坡总体呈舌形（见图4-1），纵向长约215m，横向宽约90m，主滑方向约为163°，坡体后缘高程约为370m，前缘高程约320m，相对高差约50m，平均坡度约24°，滑体厚度约为5～8m，平均厚度约约6.5m，滑体总方量约12.57×104m³，滑坡区全貌及形态见图4、5。
图4滑坡总体形态全貌图图5滑坡工程地质平面图2.2 滑体、滑动面及滑床特征经现场调查及钻探、槽探揭露的地层情况来看，滑坡体物质主要为表层耕植土及含碎石粉质粘土（图6）。
耕植土分布于坡体表层，厚度约为0.3～0.7m，呈黄褐色，结构松散，成分以粉质黏土为主，含少量植物根系及砂泥岩碎屑；粉质粘土呈黄褐色，以粘粒为主，粉粒为次。
粘性较好，韧性中等。
含风化片岩碎屑和碎块，局部含漂石。
(a)耕植土(b)粉质粘土图6 坡体物质滑动面主要分布于粉质粘土与基岩交界面处，滑动面物质主要为碎石粉质粘土，碎屑主要为砂泥岩碎屑，含量约为3%。
该层粉质粘土较上覆土层含水量增大，土层结构混杂，局部可见明显挤压痕迹。
滑床主要为上侏罗统-下白垩系统（J3- K1）地层，岩性为泥质砂岩、泥岩、中-巨厚层砂岩砂岩和粉砂岩。
表层岩石风化破碎较严重，尤其是泥岩层表现更加明显。
中上部为粉砂岩、砂岩，裂隙较发育，岩体较破碎，岩石质地较软（图7）。
图7滑坡纵剖面示意图2.3 边界特征根据现场调查、地质测绘及综合分析确定该滑坡边界特征如下：后缘边界：滑坡后缘呈圈椅状地貌，见明显滑动下错现象，后部发育陡坎，陡坎高约3.5m，岩性为残坡积粉质粘土。
侧缘边界：坡体侧缘发育有明显负地形，表层土体分布不均，局部见基岩出露，岩层层面产状为52°～55°∠48°～47。
前缘边界：前缘地形相对较陡，基岩出露，作为前缘边界，前缘特征。
底滑边界：该滑坡主要沿粉质粘土与基岩交界面处滑动。
钻孔揭示该滑坡底滑边界位于4.9～8.0m（图8）。
(a) 后缘边界(b) 左侧边界(c) 右侧边界(d) 坡体前缘图8 边界特征3变形特征及成因机制3.1 变形特征现场走访调查表明，滑坡已发生明显滑动破坏，后缘由于滑动作用形成主滑断壁，滑移距离约为2.5-4m（图9-a）；斜坡体后缘陡坎边缘出现拉裂缝，裂缝总体走向为NE84°，长约30m，裂缝一般宽10～15cm，最宽可到25cm，裂缝可见深度为8-10cm，并且裂缝有向深部发展的趋势（（图9-b））；另据当地村民介绍，在2010年雨季的强降雨作用下，坡体中上部处发育有小规模横向拉张裂缝，裂缝延伸长约10～20m，宽3～5cm，裂缝被封填，勘查期间未发现明显的地表裂缝；斜坡体中部平台已发生明显塌陷，土体局部出现鼓胀现象，变形较为明显（（图9-c））；此外，坡体前缘民房外房内出现裂缝，房外裂缝宽约3-5cm，使房屋楼梯与主房产生分离（图9-d）。
(a) 坡体滑移(b) 后缘拉裂缝(c) 鼓胀变形(d) 前缘民房开裂图9 变形特征3.2 形成机理分析该滑坡变形破坏机制为蠕滑-拉裂型。
斜坡体在应力长期作用下发生缓慢而持续的变形，同时坡内有一可能发展为破坏面的潜在滑移面，加之斜坡体有着向坡前临空方向产生剪切蠕变的趋势，坡体随着蠕变的发展而不断松弛，其后缘逐渐发育由坡面向深部发展的拉裂，后缘发生下沉进一步挤压前方岩土体产生剪切破坏。
在雨水作用下，岩土体吸水增重，坡体下滑力增大；岩土体遇水软化，抗剪强度降低，抗滑力减小，直至坡体内部形成贯通的剪切滑移面时产生整体滑动破坏。
从微地貌单元来讲，斜坡前缘具有良好临空条件，此条件为该滑坡发生的重要因素。
地层岩性及岩土体结构上，滑移面主要为含碎石粉质粘土与下伏基岩的接触带，结合场区冲沟局部垮塌现象来看，该类岩土体吸水后力学强度较低，因此，场区岩土物质是控制坡体稳定性的重要因素。
从降雨条件来看，暴雨、持续降雨是滑坡形成的主要诱发因素。
滑坡区6、7月的月均降水量最大，岩土体饱水增重加大了坡体整体下滑力，同时也增大了孔隙水压力；雨水下渗对滑面起到了软化作用和润滑作用，降低了岩土体的物理力学参数，导致滑带土体抗剪强度降低，最终形成滑动破坏。
因此，降雨是本次滑坡产生的重要诱发因素。
4稳定性评价与防治建议4.1 稳定性评价坡体已出现过整体剪切滑动。
虽然整体滑动使得坡脚应力集中得到一定程度的释放，但良好的临空条件及力学强度较低坡体物质成分可能导致斜坡产生进一步滑动，据此推断整个坡体在天然情况下处于基本稳定状态，不会出现整体失稳的现象，在暴雨的作用下局部会出现垮塌，有整体失稳的可能。
采用Geo-slope 软件对该滑坡进行稳定性定量计算。
滑坡稳定性可划分为四级：稳定系数K>1.15为稳定，1.15≥K>1.05为基本稳定，1.05≥K>1为欠稳定，K<1为不稳定。
本次选取1-1’、2-2’、3-3’剖面，计算了不稳定斜坡在天然、暴雨、地震工况下的稳定性系数，根据反演分析及相关工程经验，综合确定滑带参数，具体见表1表1 滑带参数取值根据极限平衡理论，计算了不稳定斜坡在天然、暴雨、地震工况下的稳定性系数，计算模型见图10，结果见表2。
(a) 1-1’剖面计算模型图(b) 2-2’剖面计算模型图(c) 3-3’剖面计算模型图图10 计算剖面图表2稳定系数计算结果表计算结果表明，在天然状态下，滑坡稳定性系数为1.128～1.178，总体上处于基本稳定状态；暴雨工况下，稳定性系数为0.985～1.047，总体上处于欠稳定状态；地震工况下，稳定系数为1.124～1.160，总体上处于基本稳定状态。
4.2 防治措施建议通过现场详细调查，结合该滑坡变形特征及影响因素，在稳定性分析的基础上，提出如下防治方案建议：1号滑坡后缘设置一条截排水沟，前部设置一排抗滑桩或桩板墙，防止滑坡变形进一步加剧。
方案一：截排水沟+抗滑桩由于水是诱发滑坡的重要因素，目前该斜坡雨水直接下渗至坡体内部，防止滑坡的发生应做好滑坡区外围截排水工作，拟在坡体后缘上部宽缓处修筑一条截排水沟，同时滑坡威胁坡体前缘民房，拟在滑坡体上布设一排抗滑桩，防止其进一步下滑。
方案二：截排水沟+桩板墙方案二将方案一的抗滑桩改为桩板墙。
该方案治理效果较方案一相当，但施工工序稍显麻烦。
推荐方案：预计方案一和方案二治理效果均较好，可有效防止滑体变形造成的房屋开裂等，但由于滑坡规模较小，普通抗滑桩即可起到较好的治理效果，方案二施工工序和开挖范围均有所增加，施工期间可能造成滑体变形加剧；同时方案一在经济上优于方案二。
综合考虑推荐方案一。
5结论(1) 滑坡位于崔庄乡周湾村绞坡路组，总体呈舌形，纵向长约215m，横向宽约90m，主滑方向约为163°，后缘高程约为370m，前缘高程约320m，平均坡度约24°，滑体平均厚度约6.5m，滑体总方量约12.57×104m³。
(2) 滑坡已发生明显滑动破坏。
后缘可见出露主滑断壁；滑移距离约2.5-4m；后缘陡坎边缘出现拉裂缝，长约30m，宽10～15cm；可见深度8-10cm；坡体中上部处发育有小规模横向拉张裂缝，裂缝延伸长约10～20m，宽3～5cm；坡体中部平台已发生明显塌陷，局部出现鼓胀现象；前缘民房出现裂缝。
