成都市凤凰山某滑坡的稳定性分析与防治对策研究

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 成都市凤凰山某滑坡的稳定性分析 与防治对策研究 摘要 2009 年雨季过后，成都市 凤凰山某滑坡开始发生沉降与变形，目 前该滑坡处于蠕变阶段，且坡体变形破 坏迹象明显。在降雨或地震的诱发下可 能产生灾害，直接威胁其前缘公路行车、 行人安全。本文在对灾害现场进行大量 地质调查的基础上，结合室内岩土体力 学性质试验，探究滑坡的成因，并对其 进行稳定性分析，然后给出适宜的防治 对策。结果表明，该斜坡主要由成都粘 土组成，力学性质较差，并且在成都雨 季的降雨影响下，极易造成斜坡失稳。 本文最终建议选取重力式抗滑挡土墙和 封填裂缝的方式对滑坡进行治理。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 中国论文网 /2/view-12911584.htm 关键词滑坡 稳定性分析 成因机 制 推力 1.引言 凤凰山滑坡位于在建的成都市凤 凰山缓坡台地地段，地形平缓，植被以 绿地为主。 滑坡潜在滑动方向约 340，总体 坡度约 5，前缘剪出口高程约 530m， 后缘顶部高程约 540m，坡体上部宽约 200m，下部分布范围宽约 270m，纵向 长约 60m，面积约 5000m2。滑坡平均 厚约 4.8m，体积约 2.4 万 m3。 滑坡坡体主要由粘土构成，即俗 称的“成都粘土 ”。这种土层具有遇水膨 胀的特性，当降雨入渗后，土体发生一 定的侧向膨胀变形，坡体表现为向临空 方向的位移。位移量的增加容易造成土 体后缘拉裂、下错。若遇降雨，雨水沿 拉裂缝入渗，从而使土体内部的抗剪强 度参数降低，最终在边坡内部形成贯通 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 的滑面而造成滑坡。 本文采用野外地质调查和室内试 验相结合的方法，对滑坡的稳定性进行 了有效的分析与计算，并最终给出了具 有针对性的防护措施。 2.研究区的地质环境条件 研究区位于岷江级阶地，浅丘 与台地形成波状起伏的侵蚀堆积地貌。 地势起伏较平缓，地面高程 580529m，地形坡度一般为 38 ， 局部大于 20。 2.1.地形地貌条件 凤凰山滑坡整体形态呈“长条形” ， 顺公路延伸近 300m，坡体前后缘高差 约 10m。滑坡整体地形较缓，坡度为 58，坡体中后部发育多级陡坎，陡 坎部位一般都伴随有拉裂缝，局部还有 垮塌现象。滑坡前缘东侧正在修建挡墙， 西侧前缘由于挡墙施工已开挖成槽，施 工中挖出的土方堆放在坡体上。环凤凰 山道路从坡前通过，道路内侧的排水沟 由于坡体变形已经出现了开裂与隆起。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 2.2.地层岩性 滑坡场区出露地层主要为白垩系 上统灌口组（K2g）和第四系堆积层 （Q）地层。其中第四系堆积层为粘土 层与粘土卵砾石层，白垩系上统灌口组 岩层为砖红色泥岩。 各层岩性特征从新到老分述于下： A、第四系堆积层（Q） a、第四系上更新统粘土 （Q3eol） 该层除了局部有少量人工填土 （Q4ml）外，主要为第四系上更新统粘 土（Q3eol） ，即是俗称的“ 成都粘土”。 该层粘土粒度成分以粘、粉粒为主，粘 粒 30%-52%，粉粒 42%-60%，属弱-中 等膨胀土，由于其具有膨胀性、裂隙性 及软弱的隙间充填物，使它的抗剪强度 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 较差。 b、第四系中、下更新统冰水堆 积-冲积堆积层（Q1+2fgl+al） 。 该层是褐黄色粘土卵砾石层，分 布不连续，一般层厚 0.504.0m。局部 可见具有二元结构。 B 、白垩系上统灌口组（K2g） 包括全风化、强风化和弱风化泥 岩，岩层倾角一般为 8。 a、全风化泥岩：位于粘土卵砾 石层下部，风化严重，含水量高，强度 很低。 b、强风化泥岩：风化较强，质 较纯。岩体完整性较好，强度低。 c、弱风化泥岩：风化较弱，断 面较新鲜。岩质相对强风化层硬，岩体 完整性较好，强度相对较高。 2.3.水文地质条件 场地地下水类型为上层滞水、孔 隙潜水和基岩裂隙水。 上层滞水主要赋存于填筑土中。 孔隙潜水主要赋存于第四系粘土、粘土 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 卵砾石层中。由于松散岩类成因不同， 导致岩性和含水性差异。粘土层主要为 粉质粘土、粘土，较均质，含水中等； 粘土卵砾石层颗粒较粗，含水中等至贫 乏。基岩裂隙水具微承压性，广泛分布 于泥岩层区，富水性中等。 各层主要受大气降水补给。地下 水位受气候影响大而没有统一的水位高 度。据钻探显示，没有发现统一的地下 水位。 3.滑坡的基本特征 根据滑坡的变形状况，可将整个 滑坡的分布范围划分为“ 滑坡区 ”与“潜 在变形区”两个区域（图 2） 。 3.1.滑坡区基本特征 （1）滑坡区后缘 整个滑坡后缘由弧形拉裂缝构成， 该裂缝在滑坡的西侧形成连续的多级错 动台坎，坎高 0.201.50m，缝宽 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 0.150.3m；裂缝可见深度可达 0.30.8m，局部位置由于滑塌导致裂缝 深度不可见。该裂缝在坡体后部仍可见 断续延伸，张开宽度 0.050.2m。 （2）滑坡区侧缘 滑坡左右两侧边界明显，特别是 东侧边界变形较大，岩土体位移下错高 度达 0.31.8m。西侧边界变形相对不 明显，可见下错高度 0.10.2m。 （3）滑坡区坡体形态 滑坡坡体总体形态呈“长条状” ， 长约 150m，纵向长度近 50m，前后缘 高差 10m。整体坡度较缓，坡度为 58。坡体前缘因开挖切坡形成人工 陡坎，坡体上临时堆放有土方，后部为 缓坡。坡体中部除可见张开 520cm 的 裂缝外，呈现明显的隆起现象，变形迹 象显著。 （4）滑坡区前缘 滑坡前缘为环凤凰山公园道路， 修建挡墙开挖沟槽形成了一人工地质剖 面，剖面上可见明显的滑动面位置及坡 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 体岩土体组成情况。同时，由于坡体的 向下位移，公路内侧的排水沟出现隆起 与开裂。 3.2.潜在变形区基本特征 潜在变形区位于滑坡区得西侧， 长约 120m，纵向长度近 35m，前后缘 高差 9m。整体坡度 8。 目前坡体上未见明显的变形破坏 现象，但坡体前缘的排水沟已出现了轻 微的隆起。考虑到该斜坡的结构与岩性 特征与滑坡区相似，在一定的条件下很 容易发生与滑坡区斜坡类似的变形破坏， 因此将其划分为“ 潜在滑动 ”区域，进行 必要的分析与计算，判断其稳定性状况。 4.滑坡成因机制分析 凤凰山滑坡的影响因素很多，其 中主要受岩土体工程地质特性、暴雨、 地震以及人类活动的影响。 受“5 12”汶川大地震和后续余 震的影响，斜坡后缘及周边出现变形， 坡体前缘道路的修建，造成斜坡进一步 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 变形并产生拉裂缝及错落，在暴雨和地 表水入浸等因素的共同作用下，坡体内 部岩土体抗剪强度降低，从而造成坡体 沿泥岩强弱风化界线产生蠕滑变形。因 此，该滑坡变形破坏机制属于降雨与人 类工程活动诱发的浅层滑坡。 需要注意的是，虽然从现场的地 质调查分析，该滑坡的滑面（带）为泥 岩强弱风化的分界线，但是由于粘土的 膨胀特性及泥岩遇水后强度急剧降低的 性质，决定该滑坡具有沿泥岩内部或粘 土内部、甚至基覆界面位置剪出的可能 性。 5.滑坡稳定性分析及推力计算 5.1.计算工况 考虑滑坡在天然状态、暴雨状态 及地震状态下的荷载组合，该滑坡的稳 定性分析参照滑坡防治工程设计与施 工技术规范 （DZ/T02192006）中对 工况的设置和安全标准进行计算。勘查 期间未测得该处具有稳定的地下水位， 防治工程基础持力层没有液化土层。因 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 10 此，不设地下水工况。稳定性计算设置 以下三种工况： 工况一：自重； 工况二：自重+暴雨（20 年一遇） ； 工况三：自重+地震（地震状态， 抗震设防为 7 度） 。 工况一仅考虑岩土体的自重作用， 计算时采用天然状态下的 C、 值。工 况二在考虑工况一的基础上，考虑暴雨 或者持续降雨作用下对坡体岩土体容重 和抗剪强度参数的影响。工况三在考虑 工况一的基础上，考虑地震的影响，场 区抗震设防烈度为度，设计基本地震 加速度值为 0.10g。 5.2.计算方法与参数选取 （1）计算方法 根据规范，首先对滑坡体进行了 条分，共分为三个剖面（见图 2） ，然后 采用不平衡推力传递系数法、一般条分 法与毕肖普法对滑坡进行稳定性计算。 （2）计算参数的选取 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 11 根据野外钻探成果和室内土工试 验成果，经综合统计分析并结合类似工 程经验，确定滑坡岩土的物理力学指标， 用于滑坡稳定性分析和剩余下滑力的计 算。滑坡土体物理力学参数统计计算值 见表 1、表 2。 表 1 滑坡土体物理力学参数统计 计算值表 5.3 滑坡稳定性计算结果 表 3 各剖面稳定性计算成果表 稳定性计算结果见表 3 所示，可 见：滑坡在工况一下处于欠稳定；在工 况二下和工况三下均处于不稳定。 5.4 滑坡推力计算与结果 （1）计算工况 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 12 考虑滑坡在天然状态、暴雨状态 及地震状态下的组合，按最不利工况进 行推力计算，选取工况二（20 年一遇暴 雨）为设计工况，选择工况三（地震状 态）为校核工况，分别进行推力计算。 （2）安全系数的确定 按照滑坡防治工程设计与施工 技术规范 （DZ0240-2004）要求，三级 防治工程安全系数的取值如下： 工况一（天然状态）：安全系数 取，Kf=1.20 ； 工况二（暴雨状态）：安全系数 取，Kf=1.05 ； 工况三（地震状态）：安全系数 取，Kf=1.05 。 （3）滑坡推力计算结果 采用上述参数，分别按暴雨工况 和地震工况等不稳定工况计算，各剖面 各滑块剩余下滑推力采用传递系数法进 行计算。计算结果见表. 表 4 各剖面最终剩余下滑力表 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 13 由表 4 可以得出以下结论：- 剖面在工况一下稳定性系数安全 性系数，在工况二下稳定性系数安全 性系数，在工况三下稳定性系数安全 性系数；-剖面和-剖面在 工况二下稳定性系数安全性系数，在 工况三下稳定性系数安全性系数。这 说明滑坡的安全储备不足，需要施加必 要的措施进行防护。 6.滑坡的防治对策研究 滑坡防治工程常用措施主要有排 水、削坡减载、回填压脚、支挡、改善 滑带土性状等。不同的工程措施，有各 自的适用条件，防治措施的选择与滑坡 具体情况密切相关，工程效果和经济效 益各异。 根据地质灾害防治的指导思想与 防治原则，并结合灾害的发生条件、活 动特点、危害状况及凤凰山滑坡自身的 特点和规律，同时依据滑坡的稳定性计 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 14 算与分析的结果，推荐该滑坡的防治方 案为：重力式抗滑挡墙+封填裂缝。 具体方案为滑坡体前缘即公路内 侧修建重力式抗滑挡墙，增加滑坡前缘 阻滑力，阻止滑坡的进一步下滑变形， 抵抗坡体产生的下滑推力，保持边坡的 稳定；同时对后缘及坡体内部已有的裂 缝进行封填。 7.结论 （1）凤凰山滑坡潜在滑动方向 约 340，总体坡度约 5，面积约 5000m2，滑坡平均厚约 4.8 米，体积约 2.4 万 m3。根据变形状况可将滑坡区域 划分为滑坡区与潜在变形区。 （2）该滑坡受“5.12”汶川大地震 和后续余震的影响，斜坡后缘及周边出 现变形，由于坡体前缘道路的修建，造 成斜坡进一步变形并产生拉裂缝及错落， 在暴雨和地表水入浸等因素的共同作用 下，坡体内部岩土体抗剪强度降低，从 而造成坡体沿泥岩强弱风化