（地质工程专业论文）南昆线小得江滑坡稳定性评价与抗滑桩设计.pdf

西南交通大学硕士学位论文第l 页 摘要 小得江滑坡位于云南省罗平县小得江村，南昆铁路从滑坡的前缘通过， 该滑坡属于中厚厚层巨型牵引式堆积层滑坡。本文以小得江滑坡为研究对 象，在详细的地质勘察、经验判断与理论分析的基础上，查明小得江滑坡主 要受到哈木格断裂、本块向斜，泥质粉砂岩、泥岩、页岩互层的易滑坡地层， 水文地质条件，人为因素的影响，才形成了目前的地质和水文地质条件与环 境。 作者在v c + + 6 0 平台上，利用o b j e c t a r x 2 0 0 0 技术，对a u t o c a d 进行二 次开发，编写了k h z 程序。其中。滑坡推力计算模块采用综合c o p 法，抗滑桩 内力计算模块采用多段地基系数法进行计算，在a u t o c a d 中进行配筋出图一 体化设计。并应用该程序对小得江滑坡进行了抗滑桩设计。 应用a n s y s 有限元软件，对滑坡稳定性进行了接触分析，分别对滑坡在 治理| i 后在自重情况、自重与降雨情况、自重与地震情况、自重与降雨和地 震情况下，对这四种情况下进行了分析。从而对滑坡治理前后的稳定性做出 了评价。 研究结果表明，j 、得江滑坡在抗滑桩设置前的初始状态基本上是稳定的。 但在大的降雨或地震发生的情况下，滑坡是不稳定的，它的变形有逐渐增加 的趋势，而在抗滑桩设置以后，滑坡的稳定性有了显著的提高，它的变形得 到了有效的控制，说明对小得江滑坡的治理是及时有效的。 关键词：滑坡；滑坡稳定性；抗滑桩；有限元分析 西南交通大学硕士学位论文第| i 页 a b s t r a c t x i a o d e j i a n gl a n d s l i d e l i e si n x i a o d e j i a n gv i l l a g e o fl u o p i n gc o u n t yi n y u n n a np r o v i n c e i ti sa ne n o r m o u sa c c u m u l a t i o nh o r i z o nl a n d s l i d ei nt r a c t i o n m o d e la n d n a n n i n g - - k u n m i n gr a i l w a yc r o s s e st h et o eo f i t b a s e do nd e t a i lf i e l d r e c o n n a i s s a n c ea n da ne x p e r i m e n ti nl a b o r a t o r ya sw e l la se x p e r i e n c ej u d g m e n t a n dt h e o r ya n a l y s i s i ti sf o u n do u tt h a tt h ef a c t o r sw h i c hl e a dt ot h ep r e s e n t g e o l o g i c a l a n dg e o h y d r o l o g i cc o n d i t i o na n de n v i r o n m e n ti nt h es i t e a r et h e g e o l o g i c a ls t r u c t u r eo fh a m u g ef a u l t ，b e n k u a is y n c l i n e ，t h es l i p p e r ys t r a t u mo f a r g i l l i f e r o u sa l e u m l i t e ，p e a t a n ds h a l ea l t e r n a t el a y e r sa n dt h e g e o h y d r o l o g i c c o n d i t i o na n dt h eh u m a n si n f l u e n c e t h ea u t h o rm a d et h ea u t o c a ds o f t w a r eq u a d r a t i c d e v e l o p m e n t o nt h e m i c r o s o f tv c + + 6 0p l a t f o r m ，u s i n gt h et e c h n o l o g yo ft h eo b j e c t a r x 2 0 0 0 ， c o m p i l e dt h ek h zp r o g r a m t h em o d u l e o f c o u n t i n gl a n d s l i d e st h r u s ta d o p t si n s y n t h e s i sc sl a w , t h em o d u l eo fc o u n t i n g t h a ti n t e r n a lf o r c eo fl a n d s l i d e s i n t e r n a lf o r c e a d o p t s i nt h ec o e f f i c i e n to fm u l t i s u b g r a d er e s i s t a n c e f i n a l l y ， d r a w i n ga l lt h ed i s p o s e ds t e e lr e i n f o r c e m e n t - p l a n si nt h ea u t o c a d s o f t w a r e a t t h es a m et i m e ，a u t h o ru s e dt h ek h z p r o g r a md ot h ed e s i g n o fx i d o d e j i a n g h a n d s l i d e u s i n ga n s y sf i n i t e e l e m e n ts o f t w a r e ，a u t h o ra n a l y z e dt h es t a b i l i t yo f x i a o d e j i a n g l a n d s l i d eo nc o n t r a c t i o n s p r i n c i p l e s e p a r a t e l ya n a l y z e d t h e l a n d s l i d eo na l lm a n n e ro fc a s e ：t h eb e f o r ea n da f t e rf a t h e r i n gi nt h ef o u rt h i n g s t h a t d e a d w e i g h tc i r c s ；d e a d w e i g h ta n dr a i n ；d e a d w e i g h t a n de a r t h q u a k e ； d e a d w e i g h t ，r a i na n de a a h q u a k e t h e r e b yi nt h ee n do f t h a tp e r i c o p e ，m a d et h e a n a l y s i so nt h es t a b i l i t yo ft h el a n d s l i d eb e f o r ea n da f t e rs e t t i n gt h e a n t i s l i d e p i l e t h es t u d yr e s u l ts h o w st h a tt h e x i a o d e j i a n g l a n d s l i d ei ss t a b l eb e f o r e a n t i s l i d e p i l e c o n s t r u c t e d b u ta f t e rh e a v yr a i na n de a r t h q u a k e ，t h el a n d s l i d ei s u n s t a b l ea n di t sd e f o r m a t i o ni n c r e a s e s g r a d u a l l y b yc o n t r a r i e s ，x i a o d e j i a n g l a n d s l i d e s s t a b i l i t y i n c r e a s e s o b v i o u s l y a f t e ra n t i s l i d e p i l e c o n s t r u c t e d m o r e o v e r ，i t sd e f o r m a t i o ni sc o n t r o l l e de f f e c t i v e l y i ts h o w s t h a ta n t i s l i d ep i l e c o n s t r u c t i o ni se f f e c t i v ea n di nt i m e 西南交通大学硕士学位论文第1 ll 页 k e y w o r d s ：l a n d s l i d e ls t a b i l i t yo fl a n d s l i d e ：a n t i - s l i d ep i l e ：f i n i t ee l e m e n t a r i a l y s i s 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 第1 章绪论 1 1 前言 作为一种自然地质现象，滑坡研究由来已久。作为一种地质灾害，对其 研究则始于上世纪初。尤其是近十几年来，随着大规模经济建设的发展，滑 坡等地质灾害问题越来越突出，给国家和人民造成了极大的经济损失和人身 伤害。滑坡问题涉及到地理学、地质学、工程学、经济学、社会学等学科， 尤其是在水力水电工程、铁道工程、公路工程、采矿工程、城市建设等工程 建设中，都迫切需要进行滑坡工程的研究和整治。滑坡的稳定性分析和治理 一直是滑坡研究中的热点和难点之一，如何利用已有的工程技术手段，尤其是 近年来飞速发展的计算机技术。分析研究滑坡岩土体应力、应变、位移等发 展变化趋势，对滑坡的稳定性做出正确分析评价，并合理有效地治理滑坡， 是一个重要而有意义的研究课题。 1 2 滑坡稳定性分析的国内外研究现状 目前国内外对滑坡稳定性研究主要分为两个方面：剐性极限平衡分析方 法：数值分析方法。 1 ，2 1 滑坡刚性极限平衡分析方法 刚性极限平衡方法主要包括以下几种方法：f e l l e n i u s 法( 1 9 2 7 ) ，b i s h o p 法( 1 9 5 5 ) ，j u n b u 法( 1 9 5 4 ，1 9 7 2 ) ，m o n g e n s t e r n p r i n c e 法( 1 9 6 5 ) ，s p e n e e r 法( 1 9 6 7 ) ，s a r m a 法，( 1 9 7 3 ) ，王复来法( 1 9 7 7 ) ，陈祖煜法( 1 9 8 3 ) 。m 川4 1 刚性极限平衡分析法是假定岩土体破坏是基于沿滑动面滑动而造成的。 假设滑动面已知。通过考虑，由滑动面形成的隔离体的静力平衡，确定沿这 一滑动面发生滑动时的破坏荷载。有的方法考虑整体平衡，有的方法把隔离 体分成若干竖向的土条。并对条问力做出一些简化。然后考虑每一土条的静 力平衡，这样可以求出一系列滑面发生滑动时的破坏荷载，最小的破坏荷载 就是要求的极限荷载，与之对应的滑动面就是最危险的滑动面。 但采用极限平衡法来分析滑坡稳定，由于没有考虑土体的本身的应力一 应变关系和实际工作状态，所求出的土条问的内力和土条底部的内力与反力， 均不能代表土坡在实际工作条件下的真丁f 的内力和反力，更不能求出变形， 只是求出虚拟状态下的安全系数。 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 1 2 2 滑坡稳定数值分析方法 滑坡数值分析方法主要有以下几种方法：变形介质滑坡的有限元法 ( f e m ，1 9 6 6 ) ；节理化岩质滑坡的离散单元法( d e m ，1 9 7 0 ) ；快速拉格朗日 法( f l a c ，1 9 8 6 ) ；块体介质不连续变形分析法( d d a ，1 9 8 5 ) ；数值流变元方 法( n m m 1 9 9 0 ) 。 有限元法( f e m ) 法部分的可考虑了滑坡岩体非均质和不连续性可以给 出岩土体的应力、应变大小和分布，能近似地从岩士体的本构关系去分析滑 坡的变形破坏机制，分析最先和最容易发生屈服破坏的部位。目前世界上应 用最为广泛和有效的有限元分析软件有多种，而a n s y s 软件是其中之一。 a n s y s 支持刚体一柔体的接触面单元，刚性面被当作“目标”面，柔性体 的表面被当作“接触”面。可以支持有大滑动和摩擦的大变形，提供工程采 用的更好的接触结果( 例如法向压力和摩擦应力) ，没有刚体表面形状的限制， 刚体表面的光滑性不是必须允许有自然的或网格离散引起的表面不连续。使 用a n s y s 软件的非线性接触分析来模拟滑面进行滑坡稳定性分析，是一种 较为有效的方法。”“” 1 3 选题意义 南昆铁路东起南宁，西至昆明，北接红果，全长8 9 8 6 公里，是国家一 级干线( 单线) 电气化铁路，年输送能力近期1 0 0 0 万吨，远期2 0 0 0 3 0 0 0 万 吨，是连接西南内陆与华南沿海的长大铁路干线”。 小得江滑坡位于南昆线小得江缓丌站内，南昆铁路切穿小得江滑坡，小 得江滑坡由i 、i i 、i i i 号滑坡及i v 号坍塌体组成，属中厚厚层巨型牵引式 堆积层滑坡。据昆明铁路局罗平工务段观测资料，自1 9 9 8 年3 月以柬，在 k 5 3 4 + 7 0 0 k 5 3 5 + 1 8 0 段范围内，线路发生挡墙歼裂、抗滑桩倾斜、侧沟挤压 变形开裂，基床位移等危及行车安全的病害。 i 号滑坡位于线路k 5 3 4 + 7 3 3 - - - + 9 5 2 范围，线路斜穿滑坡中下部，局部坍 塌严重，据罗平工务段监测资料，滑坡一直在蠕动变形，其前缘的铁路设施 的变形破坏是最直接的证据。i i 号滑坡位于线路左侧1 5 0 米以外，地貌上呈 明显的圈椅型，下部滑体己伸入i 号滑坡，其变形受i 号滑坡控制。i i i 号滑 坡位于线路k 5 3 4 + 9 8 5 k 5 3 5 + 1 8 5 范围，线路通过滑坡中下部，地貌形态为 宽缓的槽谷，呈两级圈椅型，受左侧冲沟影响严重，沿冲沟淘岸局部坍塌严 重，亦有蠕动变形。i v 号坍塌体位于古滑坡的下部前缘抵喜1 日溪河，其轴 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 向由于多年的变形积累和牵引作用，已较初测时增大较多，长度由1 9 8 3 年的 2 0 0 米增至4 1 0 米左右，在坍塌体后缘居民民房产生大量横向开裂，坍塌体 范围内历年均有局部坍滑现象发生。一旦条件适宜，滑坡将会发生大规模滑 动破坏，中断南昆线的运营，造成巨大的经济损失。 通过对已有资料研究，分析小得江滑坡的滑动机理，并对滑坡治理前后 的稳定性进行深入分析，评价滑坡工程措施的效果，为保证铁路的正常运营， 减少损失，提前做好预防工作。因此本文的研究对分析与评价抗滑桩施工前 后滑坡的稳定性、对指导小得江滑坡今后的防治、对于保证南昆线的运营安 全都具有实际的工程意义：编写的k h z 程序，同国内已有的类似软件相比， 不仅可以方便的在a u t o c a d 软件下运行，同时实现了滑坡推力计算、抗滑 桩设计与出图的一体化，还可以方便快捷对计算与设计进行查询。应用该程 序对小得江滑坡进行了实例设计。k h z 程序方便了工程设计人员的设计过 程，提高了工作效率，充分体现了现代计算机应用技术对工程分析和设计的 巨大作用和方便性，对其他滑坡治理与抗滑桩设计工作具有一定的应用价值。 1 4 论文研究内容及研究思路 1 ，4 1 论文研究内容 在详细收集资料和室内分析的基础上，结合小得江滑坡研究的实际情况， 本文从小得江滑坡的区域地质环境、区域地质条件、工程地质特征入手，深 入分析了地质构造造成的地质条件与环境、地形地貌条件、地层岩性特征、 水文地质条件以及人为因素对小得江滑坡的影响，查清了滑坡的成因机理； 通过分析小得江滑坡变形破坏阶段及其特征，采用有限元接触分析对滑 坡治理前后f 主要是设置抗滑桩的治理措施) 滑坡稳定性进行了详细和全面 的分析，分别考虑了滑坡在自重、自重+ 降雨、自重+ 地震、自重+ 降雨十地震 四种情况下稳定性。 结合小得江滑坡研究的实际情况与具体治理过程，作者编写基于 a u t o c a d 软件平台的k h z 抗滑桩程序，对滑坡的推力计算和抗滑桩设计出 图进行了体化集成。 1 4 2 论文研究思路 在己7 r 对小得江i 、1 i 、i i i 号滑坡及号坍塌体的工程地质条件分析、 外部环境分析、结构特征分析、变形破坏特征分析、物理力学性质试验分析、 变形趋势分析研究基础上，拟在堆积层滑坡的有限元接触分析、综合评价方 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 面进行一些新的探索。并应用o b j e c t a r x 2 0 0 0 对滑坡抗滑桩设计开发程序， 从而方便工程设计人员对滑坡分析和抗滑桩设计。 小得江滑坡资料收集 滑坡现场地质勘察ll 物理力学实验ii 抗滑桩长期观测 工程地质分析 小得江滑坡的成因分析 编写k h z 抗滑桩程序 对小得江滑坡进行抗滑桩跛计 抗滑桩施工前滑坡 有限几接触分析 抗滑桩施丁后滑坡 干j 限儿接触分析 抗滑桩施丁前后滑坡稳定性 图卜1 小得江滑坡研究思路流程图 1 5 主要工作 ( 1 1 国内外研究现状资料收集 包括国内外与滑坡研究相关文献的阅读和摘录工作。共阅读科技论文近 8 0 篇，外文资料5 篇，以及其它与论文内容相关的文献资料、专著近1 0 本。 ( 2 1 小得江滑坡资料收集 收集小得江滑坡的相关资料。 ( 3 1 室内分析与编程 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 根据相关资料，应用v c 6 0 平台，利用o b j e e t a r x 2 0 0 0 对a u t o c a d 进 行二次开发，编写了k h z 抗滑桩程序。并利用该程序，对小得江滑坡进行 了抗滑桩实例设计。 ( 4 ) 室内分析与理论计算 根据所获得的相关资料，分析小得江滑坡的成因机理；对小得江滑坡稳 定性进行有限元接触分析，并进行评价。 ( 5 ) 论文撰写 完成论文初稿的撰写工作，并在各位老师专家的指导下进一步进行修改。 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 第2 章小得江滑坡区域地质m 2 1 自然地理及工程概况 2 1 1 自然地理 小得江位于云南省罗平县以东4 7 公里，地处云贵二省交界线上，归云南省罗 平县长底乡管辖。南昆铁路就从小得江村北缘穿过，( 如图2 一l 所示) 。此地交通 不便，小得江村与3 2 4 国道毗邻却为喜旧溪河所隔，村民外出靠小船摆渡。南昆 铁路开通后，交通不变的状况才有所改变。 小得江属亚热带季风气候，三十年年平均气温1 5 1 ，最高气温达3 5 7 c ， 最低气温达一6 5 c 。三十年来其日最大降雨量为2 1 8 m m ，三十年来年最大降雨量 为7 9 6 1 m ，三十年最大日降雨量平均在1 7 0 m m 左右。降雨主要集中在六、七、八 及九月上旬。 图2 1 小得江滑坡的地理位置 2 1 2 工程概况 研究区位于南昆线威昆段，据昆明铁路局罗平工务段观测资料，自1 9 9 8 年3 月至1 9 9 9 年7 月，在k 5 3 4 + 7 0 0 k 5 3 4 + 1 8 0 段内，线路发生挡墙开裂， 抗滑桩倾斜，侧沟挤压变形开裂，基床位移等危机行车安全的病害。其中基 床向右最大位移为1 l o m m ；抗滑桩桩顶至路肩最大位移3 0 1 m m ，倾角1 2 。 度：线路左侧侧沟最大挤压变形1 4 0 m m ，右侧侧沟最大位移l o o m m ，局部 沟底有挤压鼓起现象。据调查，本滑坡位于云南省罗平县长底乡小得江村， 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 包括i 、i i 、i h 号滑坡和号坍塌体。i 号滑坡位于线路k 5 3 4 + 7 3 3 k 5 3 4 + 9 5 2 范围，长3 7 5 5 4 7 8 5 m ，宽约2 0 1 7 5 3 6 8 m ，地面自然坡度5 0 1 0 。，主滑方向n 5 5 w 。线路以挖方通过，挖深3 1 3 m ，与主滑方向呈5 8 。2 9 夹角。i i 号滑坡位于线路左侧1 5 0 m 以外，长2 7 8 m ，宽2 1 8 m ，滑坡中下部 自然坡度约5 0 1 0 。，上部为2 0 ，主滑方向n 3 e 。i i i 号滑坡位于线路 k 5 3 4 + 9 8 5 k 5 3 5 + 1 8 5 范围，滑坡长5 8 0 m ，宽2 0 8 m 、滑体自然坡度约5 0 3 0 。， 主滑方向n 2 1 。w 。线路大部分以填方通过，小部分半填半挖通过，路堤填高 5 2 0 m ，与主滑方向呈9 3 。夹角。号坍塌体位于喜旧溪河右岸斜坡，线路 k 5 3 4 + 6 5 0 k 5 3 5 + 1 2 0 段的右下方，长约4 1 0 m ，宽4 7 0 m ，轴线方向n w l 7 。， 与线路里8 29 夹角。如图2 2 所示。 2 2 区域地质环境 滑坡区地处云南的山字型构造东翼及南岭东西复杂结构带的西延部位， 在漫长的地质时期中，特别是三叠纪以后，经受多次复杂的构造变动，不同 方向、不同规模、不同性质、不同时期的构造形迹广泛发育。反映出多次构 造运动破坏，构造了复杂的区域构造景观，造就了不同的构造体系，以及它 们之间的复合及联合关系( 图2 3 ) ，其中哈木格断裂和九龙山向斜( 本块向 斜) 对滑坡区影响较大。 图2 - 3 小得江滑坡区域构造地质图 九龙山向斜( i v 。) 也称本块向斜，为弧形构造东北段规模最大的褶皱， 轴长近4 0 公里，槽部宽约3 8 公里。轴线近东西向延伸，东北段逐渐向北 偏转，中段在舍克一带向南作舒缓的弧形弯曲。西端可与新补夕向斜相连。 总体呈微向南突的宽缓向斜，其槽部由上三叠纪法郎组及个旧组地层组成， 匝粕繁倒篁每馨磐删靶甲n匝 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 北翼较陡，岩层倾向南或东南，倾角4 0 。7 0 。不等，南翼相对较缓，倾向 北或西北，倾角1 5 。4 0 。，轴诼微向南倾，枢纽轴波状起伏。 哈木格断裂位于弧形构造带的东北段，呈近东西向延伸，东段逐渐向北 偏转，形成微微向东南突出的弧形。断线长3 0 公里左右，平面上呈舒缓波状。 沿断裂两侧岩层挤压扭曲，岩石碎裂，其间可见水平擦痕，显示压扭性质， 南及东南盘向东或北东方向错动。断裂在地貌上表现为向南微倾的断裂陡崖、 陡崖之下堆积着大量的断裂角砾岩。上盘出露法郎组上段砂页岩；下盘为法 郎组下段及个旧组地层，表现出上盘下降的张扭性特征，这种现象可能是该 断裂多次活动造成的。 2 3 区域地质条件 2 3 1 地形地貌 小得江滑坡位于南昆线小得江缓开站内，海拔高程1 2 0 0 1 4 9 0 m ，相对高差 2 9 0 t a 。滑坡区位于喜旧溪河右岸半山坡，自然坡度1 0 4 2 5 。，局部较陡。地面有 宽窄不一的多级平台。地面散布有很多巨大块石、孤石。地面沟槽发育，宽缓槽谷 及平缓地带均被垦为水田，山梁地带被垦为旱地，植被不发育。有两条南北向的v ” 字型冲沟通过滑坡区中部和左侧边缘，冲沟切割深度3 l o m 。冲沟堆积大量块石、 孤石左侧冲沟沟心和中部冲沟上游可见基岩出露。 2 3 2 地层岩性 滑坡体主要为第四系滑坡堆积层( w ) 、坡崩积层( q ? “) 、坡残积层( 甜1 ) 及冲积层( q 1 “) ，下伏基岩为三叠系上统火把冲组( k ) ，把南组( t 。) 和三叠系中 统法郎组上段( l ? ) 。由新至老分述如下： ( 1 ) 第四系人工填筑土( 吖i ) ：主要由砂粘土夹昨块石组成。硬塑至半干硬， 厚2 2 0 m ，主要分布于k 5 3 5 + 0 0 0 k 5 3 5 + 2 0 0 路堤段。属i i 级普通土。 ( 2 ) 第四系冲积层( “) ：砂粘土及卵砾石土，褐黄色，粘性土呈软塑至硬塑 状；粗颗粒土呈松散、饱和状，石质成分以石英砂岩为主，磨圆度较好，部分地段 分布有深扶色粉细砂，主要沿喜旧溪河床一级阶地分布，厚2 8 m ，属i i 级普通土。 ( 3 ) 第四系滑坡堆积层( q 4 “) ：砂粘士、粘土央碎石角砾，为棕黄、褐黄、灰 黄、扶等色，硬塑为主，局部软塑。块碎石角砾约占1 0 3 0 ，直径一般2 0 3 0 0 m ， 块石直径2 0 0 5 0 0 0 m ，最大可达l o m 以上，厚3 4 0 m ，属i i 级普通土i i i 级硬土。 ( 4 ) 第四系坡崩积层( 甜“) ：砂粘土夹块碎石角砾，棕黄、褐黄、灰黄等色， 半干硬硬塑，块碎石角砾约占5 3 0 ，壹径一般2 0 3 0 m m ，块石直径2 0 0 5 0 0 0 m ， 西南交通大学硕士研究生学位论文第10 页 最大可达1 0 m ，属i i 级普通土i 级硬土。 ( 5 ) 第四系坡残积层( 酊“1 ) ：砂粘土，褐黄，灰黄，半干硬硬塑，含5 2 0 石英砂岩及页岩角砾，厚0 4 m ，分布于斜坡上部，属i i 级普通土。 ( 6 ) 三叠系上统火把冲组( k ) ：褐、黄褐色，灰页岩互层，较坚硬，夹数层 0 1 0 8 m 厚劣质煤层，构造节理发育，风化严重极严重带厚4 1 0 m ，主要分布 于线路左侧1 0 0 m 外的山坡上。属级软石。 ( 7 ) 三叠系上统把南组( t 抽) ：深灰、灰色，薄中层状泥质粉砂岩、砂岩与砂 质页岩互层，夹薄层砂质泥岩及细粒石英砂岩。风化严重的呈黄、褐黄色。严重风 化带厚4 1 0 m ，主要分布于线路两侧。属级软石。 ( 8 ) 三叠系中统法郎组上段( t 。? ) ：黄、黄褐、黄灰、深灰色，薄中层状泥质 粉砂岩、砂岩与砂质页岩互层，夹砂质泥岩，质较软，构造节理发育，与下伏法郎 组下段( t ：0 岩层呈断层接触。分布于线路右侧喜旧溪河右岸斜坡地带。属级软石。 2 3 ，3 地质构造与地震 小得江滑坡位于区域弧形构造中的本块向斜北翼，向斜轴从线路以南约1 0 k m 的本块村通过，呈n 6 0 。n 7 0 0 e 方向延伸，核部地层为三叠系上统火把冲组( k ) 。 北面沿喜旧溪河左岸发育具张扭性的大哈木格正断层，断层产状大致为 n 7 0 。e 7 0 0 s e 。破碎带宽1 0 0 余米，主要由断层角砾岩组成。 滑坡附近岩层为单斜构造，岩层产状主要为n 5 5 。8 5 。e 4 5 0 6 0 0 s e ，靠近断 层带岩层产状为n 6 3 。8 0 。6 7 。7 1 。s e ，靠近向斜核部岩层产状变缓为n 5 0 7 5 。e 2 3 0 2 7 。s e 。岩层中构造节理发育，节理主要有三组，其产状为n 5 5 。e 3 5 。n w ， s n 9 0 。，n 7 5 0 8 1 。w 8 0 0 8 2 0 n e 。如图2 - 3 所示。掘中华人民共和国地震烈 度区划图( 1 9 9 0 年版) ，滑坡区地震烈度为六度。 2 3 4 水文地质条件 滑坡区所含地下水类型有孔隙水和基岩裂隙水。孔隙水由大气降水、地 表沟水、稻田蓄水和更高处基岩裂隙水补给；裂隙水由大气降水和远源补给。 地下水仅在局部由地表坡面排出，最终均排于线路左侧的喜旧溪河中。地表 水主要集中在滑坡区东侧冲沟及中部冲沟中。冲沟终年有水，流量随季节变 化。据所取沟水和钻孔中地下水试验，沟水水质为s 0 4 2 - n a + + k + 、c a 2 十型， 地下水为h c o f c a 2 + 、n a + + k + 型，对混凝土无侵蚀性。 亘童奎塑盔兰巫主塑塞圭茎焦笙塞兰! ! 噩 第3 章小得江滑坡的成因机理3 3 1 小得江滑坡的工程地质特征 小得江滑坡是由i 、1 i 、i i i 滑坡和号坍塌体组成，发育在小得江古滑 坡上，古滑坡外型似扇形，前缘宽1 0 6 0 m ，前缘地带自然坡度2 0 。3 0 。直 抵喜旧溪河边，中后部自然坡度较为平缓5 0 1 0 0 ，呈台阶状，并发育多级 宽窄不一的平台。 3 1 1 工程地质岩组类型 本滑坡的物质组成为一套第四系砂粘土及一套三叠系的泥质粉砍岩、砂岩夹 砂质页岩及泥岩。基于岩土体结构的特点，可以按岩性把滑坡区岩土体分为四大 岩组，如表3 1 所示。 表3 - 1 滑坡工程地质岩组划分 3 1 2 工程地质岩体结构类型 根据结构面的类型、发育程度及排列组合方式，滑坡区岩体结构可分为两类 即碎裂结构和散体结构。各岩体结构及特征如表3 - 2 所述。 表3 - 2 岩体结构类型及特征 西南交通大学硕士研究生学位论文第12 页 辇篙溅亨鞭燃二遣i h 警瓣薹差辫麓 散体组、砂粘土夹积体、残积体，物 竺u = 1 。=上有软弱面存在， 结构块石岩组、松质成分以砂粘土夹 = 竺殂蕊征 易发生大规模变 教体岩组。块石为主。 形破坏。 3 1 3i 号滑坡工程地质特征 3 1 3 1 i 号滑坡的形态特征 i 号滑坡位于线路k 5 3 4 + 7 3 3 k 5 3 4 + 9 5 2 范围内，处在小得江古滑坡体 中上部。是一个体积相对较大的滑坡。线路斜穿i 号滑坡中下部，以挖方通 过，挖深3 1 3 m ，与主滑方向呈5 8 。2 9 夹角。线路左侧地表面均被开垦为 梯田，右侧为早地，少部分为水田。滑坡平面形态呈长条形槽状。滑坡主轴 长4 7 0 m ，宽2 0 0 3 0 0 m 。如图3 1 所示。滑坡后壁呈弧形圈椅状，滑体厚 1 5 3 6 m 。滑体前部呈近水平的平台并反翘，滑体中部呈凹槽状，地面自然 坡度为5 。1 0 。后缘地带呈斜坡状，坡度1 5 0 2 5 。，滑坡纵向平面长度4 9 0 6 4 0 m ，平面横向宽度2 0 0 3 7 0 m 。滑源最大高程1 3 8 0 m ，滑坡前缘低部高程 1 3 0 4 m ，相对高度6 5 m ，主滑方向n5 5 0 w ，滑坡体体积为1 5 0 x1 0 4 m 3 左右。 3 1 3 2 滑坡物质组成 滑坡发育在三叠系上统火把冲组t 3 h 和把南组t 3 b 。三叠系中统法郎组 上段t 2 f6 地层之中，其岩性分别为：薄厚中细粒石英砂岩、泥质粉砂岩、 页岩互层；薄中厚层泥质粉砂岩、砂岩与砂质页岩互层：薄中厚层状砂 质泥岩、泥质粉砂岩与砂质页岩互层。 i 号滑坡位于小得江巨型古滑坡后缘一带。根据i 号滑坡钻探揭露，其滑 体物质组成由上到下可分为四层： ( 1 ) 种植土：厚约o 6 o 9m ，灰褐色、黄褐色，含较多植物根茎及少量 碎石颗粒，含水量较高。 ( 2 ) 砂粘：是i 号滑坡体的主要组成物质之一，以硬塑为主，局部软塑。 上部为褐红、褐黄、灰白色，块石及角砾直径约2 1 0 0 m m ，约为1 0 ，深 部颜色变为灰、灰褐色，块石成分含量增加，约为1 0 2 0 。深部含水量高， 砂粘土呈软塑状态。 ( 3 1 块石土：块石成分主要为石英砂岩、泥质粉砂岩等组成，块石为褐黄、 灰白、灰绿，风化严重，块石径多为o 2 5 m 之间，块石间孑l 隙多为砂粘土 和粘土充填。属i l 级普通土。 ( 4 ) 泥质粉砂岩、石英砂岩与砂质页岩互层：主要是三叠纪上统把南组薄 西南交通大学硕士研究生学位论文第13 页 匝艟憾旧痞暴峰簧醛一暴州铎粤妒一i_匝 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 4 页 一中厚层状泥质粉砂岩、石英砂岩与砂质页岩互层。倾角较陡，构造节理发 育，节理面可见红色铁锈，可见较多方解石脉充填于张节理中。上部风化严 重极严重带4 1 0 m 厚，风化程度较高，风化带内物质大部分为褐、黄褐、 灰褐色碎石土，呈碎屑状或土状砂，含水量高。属i v 级软石。 3 1 3 3 滑坡结构分区 在纵向上，滑坡按其结构和滑面坡度可分为五个区： ( 1 ) 滑坡体前缘堆积区，主要分布于线路左右两侧。 ( 2 ) 前部主滑区，分布在高程1 3 3 l 1 3 5 9 m 之间。 ( 3 ) 后部主滑区，分布在高程1 3 6 0 1 3 7 5 m 之间。 ( 4 ) 蠕滑、拉裂错落区，位于滑坡的后缘地带，高程为1 3 7 51 3 8 5 m 之间。 3 1 3 4 滑床特征 根据勘探揭示，滑坡主轴滑床呈勺状，滑面呈折线。其横断面呈船形， 滑面倾角后缘段约3 0 。4 0 。，中段为5 。1 5 。，近前缘段反翘为7 。，滑面深 度较大，最深3 0 m 。滑带物质均有软塑状粘性土分布，钻孔岩芯有滑动擦痕 和擦痕镜面。 3 1 4i i i 号滑坡的工程地质特征 3 1 4 1i i i 号滑坡的形态特征 i i i 号滑坡位于线路k 5 3 4 + 9 8 5 k 5 3 5 + 1 8 5 范围内，处于小得江古滑坡中 上部，为一体积相对较大的滑坡。线路斜穿滑坡下部，与主滑方向呈9 3 。兴 角，滑坡为宽缓的槽谷。平面形态呈长条形的槽状。地貌上呈两级圈椅状， 线路左侧滑体大部分为水阳，而右侧大部分为旱地。滑坡纵向有一条冲沟通 过，并且切割较深，滑坡主轴长4 8 5 m ，宽1 1 0 2 5 0 m ，主滑方向n 2 0 。w ， 滑体厚度为1 5 m 2 0 m ，滑体体积约为1 2 0 1 04 m 3 ，滑体自然坡度5 。3 0 0 ， 滑坡后缘陡壁最大高程为13 9 3 m ，底部为13 0 3 m ，相对高程9 0 m 。如图3 2 。 3 ，1 ，4 2 滑坡物质组成 1 1 1 号滑坡所处地带岩性组合为三叠系上统火把冲组( t 3 h ) 、把南( t 3 b ) 以及三叠系中统法郎组上段( t 2 p ) 地层。其岩性分别为：薄厚层状中细粒 石英砂岩、泥质粉砂岩、页岩互层；薄中厚层泥质粉砂岩、砂岩与砂质页 互层：薄中厚层状砂质泥岩、泥质粉砂岩与砂质页岩互层。 i i i 号滑坡位于小得江巨型滑坡后缘一带。根据i i i 号滑坡钻探揭露，其 滑体物质结构由上到下可以分为四层： ( 1 ) 种植土：灰褐色、黄褐色，含较多植物根茎及少量碎石颗粒，含水量 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 5 页 匝幅情旧蚕蟮舞磷_上替粤妒hhh_匝 西南交通大学硕士研究生学位论文第16 页 较高。 ( 2 ) 砂粘土是i i i 号滑坡体的主要组成物质。以砂粘土为主，局部为粘 土，夹碎块石及孤石。碎块石含量约3 0 。分布不均匀，上中下均有分布。 砂粘土以硬塑为主，局部软塑。 ( 3 ) 块石土：主要为石英砂岩、泥质粉砂岩孤石夹砂粘土，块石为褐黄、 灰白、灰绿，风化严重，块石直径o 2 5 m 不等，块石含量约7 0 9 0 ，块 石孔隙多为砂粘土和粘土充填。属i i 级普通土。 ( 4 ) 泥质粉砂岩、石英砂岩与砂质页岩互层主要是三叠纪上统火把冲 组、把南组薄中厚层状泥质粉砂岩、石英砂岩与砂质页岩互层。构造节理 发育。上部风化严重极严重带4 l o m 厚，风化带内岩石、矿物大部分为 褐、黄褐、灰褐色，呈碎屑状或碎块状。属i v 级软石。 3 1 4 3 滑坡结构分区 在纵向上滑坡按其结构和滑面坡度，可分为三个区： ( 1 ) 滑坡体前缘堆积区，分布于高程1 3 0 4 m 1 3 2 4 m 之问。 ( 2 ) 主滑区，分布在线路左侧，位于高程1 3 2 4 m 1 3 8 0 m 之阳j ，位于滑坡 中部。 ( 3 1 后缘区，分布于高程1 3 8 0 m 1 3 9 3 m 之间。 3 1 4 4 滑床特征 根据勘探和对滑坡体冲沟的考察，滑坡主轴滑床呈勺状，横断面为船型， 滑面为弧形，滑面倾角上段4 0 。5 0 0 ，中段为7 。1 0 0 ，近前缘段反翘5 。 1 0 0 ，滑面深度较大，滑带物质为软塑状粘性土，钴孔岩芯有滑动擦痕和擦痕 镜面。 3 1 5i i 号滑坡和l v 号坍塌体 3 1 5 1l i 号滑坡工程地质特征 i i 号滑坡位于线路左侧1 5 0 m 以外，是一体积相对较小的滑坡。滑坡平 面上呈长条状。与i 号滑坡体连为一体。滑坡体下部自然坡度5 1 0 。、中部 7 。1 0 。、上部为1 5 0 2 0 0 。滑坡两侧壁不对称，滑体厚度平均为1 2 m 、体积 为2 5 1 04 m 3 ，滑坡主滑方向n3 0 e 。如图3 - 3 所示。 滑坡发育在三叠系上统把南组( t 3 b ) 地层中。主要岩性为深扶、狄色薄 中厚层状泥质粉砂岩、砂岩与砂质页岩互层、夹薄层砂质泥岩及细粒石英砂 岩。 i i 号滑坡位于线路左侧1 5 0 m 以外，滑体主轴长约2 6 0 m ，宽7 0 1 2 0 m ， 西南交通大学硕士研究生学位论文 第17 页 匝黼幅旧蔷悉遐舞婴h馨孵伞hh甲匝 西南交通大学硕士研究生学位论文第18 页 厚1 0 - 一1 3 m ，体积2 5 万o ，属中型中层堆积层滑坡。根据i i 号滑坡钻探揭 露，其滑坡体物质结构可分为四层： ( 1 ) 种植土：灰褐色、黄褐色，含较多植物根茎及少量碎石颗粒，含水量 较高。 ( 2 ) 砂粘土：是i i 号滑坡体的主要组成物质，以砂粘土为主，夹碎块石及 角砾。分布不均匀，上中下均有分布。以硬塑为主，局部软塑。 ( 3 ) 块石土：块石成分主要为石英砂岩、泥质粉砂岩等组成，块石为褐黄、 灰白、灰绿，风化严重，块石直径o 2 5 m 不等，块石含量约7 0 9 0 ，块 石孔隙多为砂粘土充填。属i i 级普通土。 粘土：厚约2 m ，是滑带土的主要物质成分，软塑流塑状，含水量高。 ( 4 ) 泥质粉砂岩、石英砂岩与砂质页岩互层：主要是三叠纪上统火把冲组、 把南组薄一中厚层状泥质粉砂岩、石英砂岩与砂质页岩互层。构造节理发育。 上部风化严重极严重带4 一1 0 m 厚，风化带内矿物岩石大部分为褐、黄褐、 灰褐色，呈碎屑状或碎块状。属i v 级软石。 在纵向上，i i 号滑坡按其结构和滑床坡度分为前缘堆积区、主滑区、剪 切拉裂错落区三个区。 l i 号滑坡滑床，在纵向上尚无完整统一的滑动面，由多组结构面复台而 形成阶梯状。滑床上部倾角约15 。2 0 0 、中部7 。1 0 。、下部已伸入i 号滑 坡中上部。滑带物质为软塑流塑状粘土，厚o 5 m 2 m ，主滑方向为n 3 0 e 。 3 1 5 2 号坍塌体的形态特征与物质结构特征 j v 号坍滑体位于巨型古滑坡的下部，前缘直达喜旧溪河，后缘位于线路 右侧平台边缘，对应于南昆铁路旱程为k 5 3 4 + 6 5 0 k 5 3 5 + 1 2 0 段的右下方。坍 塌体莳宽后窄，其范围由前缘向后缘收敛，平面上呈扇形，| j 缘抵喜旧溪河 边，宽约4 7 0 m ；后缘边界不明显。后缘据线路最近距离约2 3 0 m 。坍塌体两 侧则分别以斜坡坡面上的两条浅沟为界。由后缘至前缘，轴向长约4 1 0 m 。 轴线方向n w l 7 ，与线路呈8 2 夹角。 i v 号坍塌体位于小得江巨型古滑坡前缘范围内，前缘抵喜旧溪河，后缘 位于线路右侧平台边缘，距线路最近距离约2 3 0 m 。根据i v 号坍塌体钻探揭 露，其物质结构由上到下可分为三层： ( 1 ) 砂粘土：是i v 号坍塌体的表层的组成物质，厚3 7 m ，以砂粘土为 主，夹少量碎块石及砾石。 ( 2 ) 块石土：砂粘土层以下为块石士，厚约1 0 1 6 m ，稍谩到潮湿状，块 西南交通大学硕士研究生学位论文第19 页 匝睡惜阻蔷囊蟮舞舌圭一恭蜉蜜妒i q - 匝 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 0 页 石含量最高可达7 0 以上，块石问为粘性土或碎石土、角砾土充填，愈向深 部，块石含量愈高，块石粒径愈大。堆积层下部直至基岩面，多以成为巨大 岩块，一般粒径2 8 m ，最大者已达1 0 m 左右。 ( 3 ) 泥质粉砂岩、石英砂岩与砂质页岩互层：主要是三叠纪中统法郎组上 段黄、黄褐、黄灰、深灰色，薄中厚层状泥质粉砂岩、石英砂岩与砂质页 岩互层，夹砂质泥岩。质较软，构造节理发育，与下伏法郎组下段岩层为断 层接触。属i v 级软石。 3 2 小得江滑坡的成因分析 3 2 1 地质环境条件 小得江滑坡处于雨旺旋扭构造的大地质环境当中，主要受到哈木格断裂、 本块向斜等较大的地质构造的影响( 如图3 5 ) ，岩体破碎，构造结构面发育， 控制着滑坡区地下水的类型、分布、状态和规律，为滑坡滑带的生成提供了 地质及水文地质条件和环境。 一是哈木格断裂，走向n e e ，长约3 0 k m ，断层倾向南，总体表现为上 盘下降的张扭性特性，和喜旧溪河走向致，沿着喜旧溪河发育，造成喜旧 溪河两岸截然不同的地貌形态，左侧下盘是断层陡崖，右侧上盘却是高差约 3 0 0 m 宽广而平缓的坡体地貌。由于哈木格断裂的多次错动，造成上盘岩土 体风化破碎严重，土石成分复杂。 二是本块向斜，小得江滑坡发育于本块向斜的翼部，向斜槽部宽3 8 k m ， 轴线呈n e 向延 申，向斜槽部岩土体节理裂隙发育，一方面易于汇集地表水， 另一方面也利于地表水下渗，补充地下水，软化基岩表部j x l 化破碎岩土体， 降低滑带附近岩土体抗剪强度。 正是由于哈木格断裂与本块向斜的存在，造成该区域次级断层、节理、 裂隙发育，结构面相互交切、连通，控制着滑动面的空问位置和滑坡的范围， 决定了滑坡区地下水的类型、分布、状态和运动规律，客观上为地下水的流 动、滑面的形成创造了条件，从而不同程度地影响着小得江滑坡地产生和发 展。 3 2 2 地形地貌条件 小得江滑坡位于云南省罗平县长底乡小得江村。对应的线路里程