（道路与铁道工程专业论文）丰都县丁庄裂口工业区滑坡稳定性评价及治理方案研究.pdf

摘要 本文通过对丰都县丁庄裂口工业区滑坡进行研究，详细研究岩土滑动的特点、强 度特征及岩土参数，对滑坡稳定性做出评价，确定合理的防治设计方案，对库区类似 滑坡工程分析评价及治理提供有益的经验。本文的主要内容工作如下： 1 通过对滑坡区地质环境进行分析研究，取得岩土物理力学参数，为滑坡稳定性 分析及治理方案的选取提供了必要的计算参数。 2 通过对滑坡体结构、滑动范围及规模的分析，找到了滑坡发生与发展的规律， 并在此基础上，利用数值分析对滑坡的变形和应力情况进行模拟，并采用极限平衡法 计算滑坡稳定性，为滑坡稳定性分析和治理打下坚实基础。 3 在以上研究分析的基础上，遵循滑坡治理的原则，提出滑坡治理方案。 关键词：丁庄裂口工业区滑坡，变性，稳定性分析，数值模拟，治理方案 a b s t r a c t a c c o r d i n gt ot h ed i n g z h u a n gs l o p ei nf e n g d uc o t m t ya l o n gw i t hy a n g t zr i v e r , t h i s a r t i c l ed w e l lo nt h es l o p ea l o n gw i t hy a n g t zr i v e rt o u c h e d 、析t l lw a t e ra n da n a l y z e st h e c h a r a c t e r sa n dd e f o r m a t i o n o fs o i la n dr o c k ，i ta l s oa n s w e r sh o wt od e t e r m i n ea l lt h ed a t a o it h es l o p ea n de v a l u a t e st h es t a b i l i t yo ft h es l o p eo nt h eg r o u n do ft h ed a t a i tp u to u t s o m eu s e f u ld e s i g na n dd e f o r m a t i o np l a nt or e i n f o r c et h es l o p et h em e t h o dt h a ti su s e di n t h i sa r t i c l ei su s e f u lt ot h es i m i l a rs l i d e t h em a i n p o i n t sa r eb r i e f l ys u m m a r i z e da sf o l l o w s 1 t h e r e g i o n a lg e o l o g i c a l e n v i r o n m e n t so f s l o p e a r e a n a l y z e d ，a n dp h y s i c a l m e c h a n i c sp a r a m e t e r so fr o c ka r eg o t t e n a n dt h e s ep a r a m e t e r sa r en e c e s s a r yt os t a b i l i t y a n a l y s i sa n dr e i n f o r c em e t h o d 2 t h es t r u c t u r e ，s c o p ea n ds c a l eo fs l o p eb o d ya r ea n a l y z e d ，a n dt h er e g u l a t i o no f s l o p eb e g i n n i n ga n dd e v e l o p i n gi sp u tf o r w a r d ，a n dt h ed e f o r m a t i o na n ds t r e s so ft h es l o p e a r es i m u l a t e db yu s i n ga n a l y s i ss o f t w a r e ，a n di tp l a y sg o o dg r o u n df o rt h er e s e a r c ho n s t a b l ee v a l u a t i o na n dr e i n f o r c e dp l a n 3 o nt h eb a s e so fa b o v e - m e n t i o n e dr e s e a r c ha n dp r i n c i p l eo fr e i n f o r c i n gs l o p e ，i t p u tf o r w a r do v e r a l lr e i n f o r c e ds c h e m e k e y w o r d s ：d i n g z h u a n gs l o p ei nf e n g d uc o u n t y d e f o r m a t i o n s t a b i l i t ya n a l y s i s s t a b i l i t ya n a l y s i sr e i n f o r c em e t h o d s ，r e i n f o r c em e t h o d s 重庆交通学院学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作 所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已 经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中 以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： b 强：船谚辱，b 目f b 重庆交通学院学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授 权重庆交通学院可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以 采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密口，在年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密d ( 请在以上方框内打“”) 学位论文作者签名：函冬 日期：刀口尹年咖月，日 指导教师签名：二陟 日期：矽眸f - 月，rr 第1 章前言 1 1 研究背景及意义 第1 章前言 我国幅源辽阔，人口众多。在辽阔的国土中，山地面积约占总面积的三分之 二，许多省( 区) 市的山地面积甚至超过6 0 。因此，防止各种山区地质灾害就 成为当前社会经济发展中急待解决的问题之一。在山地城市建设中，边坡问题， 包括铁路堑、路题、城市房屋以及市政建设中的边坡问题等，是山区恶劣地质条 件的集中表现，往往直接影响着工程项目的经济和安全，特别是对于人口稠密地 大中型山地城市，边坡失稳还严重威胁着人们生命财产的安全。 三峡库区处于渝鄂交接的峡谷区，山多坡陡，地少人密，垦牧过量，植被稀 疏，生态失衡，环境恶化，水土流失严重，滑坡、山崩、泥石流等地质灾害频繁。 水库蓄水后，库水和水库地震等都会触发滑坡和崩塌。库区城镇及工矿企业的迁 建、移民安置、开渠、筑路等一系列人为活动，也会影响边坡的稳定，触发滑坡 和崩塌。在长江三峡水利枢纽可行性论证研究中，对库岸滑坡崩塌危险地带预测 结果表明：基本上无滑坡和崩塌危险的地带占3 5 6 7 ；危险较轻地带占3 7 9 6 ； 危险严重地带占1 6 7 5 ；危险最严重地带占9 6 2 。可见，对库岸地带滑坡和崩 塌的研究是不容忽视的。目前，三峡：f 程蓄水在即，三峡工程、库区移民等使域 内工程建设活动日趋频繁，这些人类工程活动的影响，致使该区滑坡、崩塌、泥 石流等山地灾害更是频繁发生。因此对这些地质灾害的治理研究迫在眉睫。 然而三峡库区的滑坡、崩塌、泥石流等的诱发因素很多，成灾特点十分复杂， 每一区县各具其特点，为了经济而有效地防治这些地质灾害，必须对地质灾害的 形成机理及防治措施进行系统地、科学地研究，本文对较为典型的长江三峡库区 重庆市丰都县三合镇丁庄裂口工业区滑坡为背景，对滑坡的变形和稳定性进行分 析研究，为库区滑坡勘察治理提供科学依据。 丰都县丁庄裂口工业区滑坡位于长江右岸，东距丰都新县城l 公里，行政区 划隶属丰都县三合镇余安坡村，地理座标x = 3 5 7 4 3 0 m 5 3 8 4 9 6 m ， y = 7 0 7 9 7 2 5 m 7 1 9 8 0 8 2 m 。有长江水路及沿江公路通往毗邻各市、县，水、陆交通 方便。为国家重点投资的地灾项目。 三峡大坝建成蓄水后，部分滑坡体将被库水淹没，在库水的长期浸泡作用下 以及在库水位升降变化过程中，再加上持续降雨使后部滑体处于饱水状态，滑带 土抗剪强度降低，滑坡推力加大，抗滑力降低，加剧滑坡变形，使前缘局部失稳 下滑，滑坡体中后部则会因前缘滑动牵引而导致滑坡体失稳，不仅导致重庆至丰 都的唯一一条公路中断，致使重庆至石柱等地的交通也将中断，同时将危急该地 第1 章前言 区城乡人民和 j 业区的生产、码头作业、生活房屋、设施的安全，具体为：华美 酒厂、彩印厂、金属材料交易市场、金属有限实业公司、预制厂、牛肉干厂、汽 车检测中心、收费站、加油站、农贸市场、丰都长江大桥南桥头至新县城主干公 路、移民迁建街区、1 6 层工! 及民用房屋8 5 0 幢、人口5 8 3 0 人，对该区人民生 命带来严重的威胁，直接经济损失将达到5 亿元。不治理，人心不稳，安全团结 的局面受到影响。其造成的经济损失、精神上的损失，是无法估量的。滑坡的彻 底治理，可以为本地区的可持续发展打下良好的基础。因此对丁庄裂口工业区滑 坡及危岩进行治理研究，是十分紧迫的和必要的。 三峡库区1 9 8 2 年以来，在这一地区发生的重大崩、滑地质灾害就有4 0 多起。 根据国土资源部三峡库区地质灾害防治总体规划( 2 0 0 1 年l o 月) 统计结果，目 前仍有2 4 9 0 处崩滑体。有关研究表明，在这些崩滑地质灾害中又以滑坡为主，约 占崩滑总数的7 8 0 4 。长江三峡工程自1 9 5 6 年开始勘探的初期，就注意到了库岸 稳定性问题的重要性，并且对库区滑坡的专项研究一直在深入系统的进行着。从 以往的研究成果看，多注重研究库岸滑坡对三峡工程建设和运营、长江航运以及 沿江城镇的影响及危害，而对于库区城镇迁建区结合滑坡治理的城镇库岸防护问 题却研究较少。从1 9 9 3 年起，随着库区城镇迁建，r 作的全面展开，这一问题越来 越成为一个制约城镇建设、港r _ _ | 建设、沿江公路建设，进而影响城镇安全和人民 群众生命财产安全所不容忽视的问题。 三峡库区城镇沿江迁建用地都是“寸土寸金”，而库岸失稳、滑坡将使珍贵 的沿江建设用地大大减少，使城镇迁建用地更加“捉襟见肘”。同时，库岸滑坡、 坍塌等还将造成三峡库区水土流失问题，影响和弱化三峡库区生态环境，影响和 削弱移民迁建安置环境。为此，国土资源部针对三峡库区地质灾害现状与防治工 作进展，提出了“快凋查、快规划、快立项、快审批、快实施”的指导方针 因此，本文以裂口滑坡为例，滑坡结构、目前变形破坏迹象等分析的基础上， 采用极限平衡方法、三维数值分析方法( f l a c 一3 d ) 对三峡库区滑坡特别是蓄水 工况下的变形及稳定性进行了研究。 1 2 滑坡稳定性分析及治理方法综述 1 2 1 稳定性分析方法 对滑坡稳定性研究的实质在于查明滑坡稳定性状况变化过程的发生、发展规 律及影响滑坡稳定性的主要因素，从而对稳定性现状及其未来的变化趋势做出评 价与预测，进而有针对性的对后续的防治工程措施提供设计依据。 滑( 斜) 坡稳定性评价的程序一般为：地质模型一数学力学模型一选用适宜 第1 章前言 的计算方法评价一结果的分析解释及工程应用。稳定性评价结果的合理性以建立 正确的地质模型为基础，在正确的地质模型基础上，建立合理、准确的数学力学 模型是滑( 斜) 坡稳定性分析的关键，而合理的数学力学方法又是正确、深刻地 认识和评价滑( 斜) 坡稳定性的重要工具。目前，常用的数学力学方法主要有极 限平衡乃法( 表1 1 ) 和数值分析方法。 经典方法中极限平衡方法是比较成功的一种方法，是工程实践中最常见、使 用最广泛的一种方法。 表1 1斜坡稳定性评价的极限平衡法汇总表 分析方法假设条件力学分析应用范围及特点 1 ) 滑动面为圆弧1 1 整体力矩平衡圆弧滑面滑坡，定转动中 1 瑞典条分法 2 1 不考虑条分间作用力心，垂直条分滑体 1 ) 不考虑条块问切向力1 ) 整体力矩平衡与静力任意形状滑面，垂直条分 2 b i s h o p 法 2 1 条块闭作用力水平 平街滑体，较适用十土坡 1 ) 滑动面可为不规则形状1 ) 分块力矩平衡可适用于非均质土坡，垂 3 j a n b u 法 2 1 磊问作用力位置在离滑面以2 ) 分块力甲衡直条分滑体 上h , 3 处。 i ) 滑休先破裂成相互错动的块1 1 分块静力平衡任意形状精面，任意条分 4 s a m a 法 体才能滑动2 ) 分块力矩平衡滑体，适用_ f 岩质或土质 2 ) 滑面与侧面都达到极限状态滑坡 1 ) 条间作用力台力方向与上一i 谘分块力甲衡任意形状滑面，垂直条分 块滑面平行滑体，适用于岩质或土质 5 传递系数法 2 ) 奉条块问作用合力为负值则 滑坡 记向下块传递的推力为零 1 ) 相邻条块问法向力e 与切向力 1 1 考虑分块力矩平衡任意形状柑衙，垂直条分 x 存在与水平方向坐标的函数2 ) 考虑分块切向力平衡滑体，适宜十十坡 6 m o r g e n s t e r - p r i c e 关系( x e = 觚1 )与法向力平衡 法 2 ) 条闻力作用点位置随滑面倾 角而连续变化 1 ) 滑动面为圆弧1 ) 分块力平衡可用于岩质或土质滑坡， 7 s p e n c e r 法 2 1 x ，e 为一常数 2 、分块力矩平衡垂直条分滑体 1 ) 受结构面或软弱面控制形成1 ) 整体静力甲衡适宜于岩质楔形体滑坡 8 楔形体法 的楔形滑面，且各滑面均为平面 第l 章前言 4 基于刚体极限平衡理论的稳定性分析方法在工程实践中已广泛运用，积累了 丰富的工程经验，不少研究人员还根据具体情况进行了一些改进和完善。随着计 算机技术的发展，很多数值计算方法也应用到了滑坡稳定性分析中，如有限元法 ( f e m ) 、离散单元法( d e m ) 、边界单元法( b e m ) 、数值流形法( n m m ) 、不 连续变形分析方法( d d a ) 、拉格朗日元法( f l a c ) 等等。有限元法和边界元法 都有小变形的假设，但拉格朗日元法较好的吸取其他数值方法的优点，他能像有 限元那样适用于多种材料模式与边界条件的非规则区域的连续问题求解。采用了 离散元的动态松弛法，能模拟岩体沿某一软弱面产生滑动变形，能比较真实地反 映实际材料的动态行为。 考虑到滑( 斜) 坡稳定性受多方面因素的影响，且这些因素大多具有不确定 性、随机性，各种用于不确定性、随机性分析的斜坡稳定性评价方法也蓬勃发展 起来，如神经网络、模糊数学、遗传算法、灰色理论、数量化理论、信息模型法、 可靠度方法等。 上述任何一种方法都有自己的应用假定和局限性，因而采用两种或两种以上 方法的耦合( 有些学者称之为复合法) 研究也越来越多，这也成为未来发展的一 种趋势。 可以看出，滑坡稳定性评价分析方法的发展已经取得了很大成就，但是由于 滑坡岩土体自身物质结构的复杂性以及作用于滑坡岩土体各种因素的复杂多变形 和时效性，现有各种评价方法都对此做了必要的假定和简化。为此，如何利用现 有技术手段可获取得滑坡信息，建立一种能够更加全面、有效、实用的滑坡稳定 性评价方法，是急需解决的课题之一。 1 2 2 滑坡治理技术 欧美国家从1 9 世纪中叶就开始了对滑坡灾害的防治研究。由f 早期人们对滑 坡的性质和变化规律认识不深，以及社会经济发展的程度所限，对那些大中型滑 坡只能绕避，只对小型滑坡采取削坡减载、反压，以及抗滑挡墙等进行治理，排 水工程更是优先考虑的措施。直n - - - 次世界大战后随着各国经济的发展和国土资 源的开发利用，遇到的滑坡越来越多，大规模运用支挡工程治理滑坡才真正开始， 5 0 年来有了较大的发展和提高。 我国对滑坡灾害的系统研究和治理起步较晚，从5 0 年代初期才开始。但因我 国滑坡灾害频繁，对滑坡灾害的防治研究也较系统深入，并已结合我国国情研究 开发了一系列有效的防治办法，总结出避绕、排水、支挡、减重、反压等治理滑 坡的原则和方法。 第1 章前言 虽然各国的具体条件不同，在防治滑坡的办法上也有所差异和侧重，但对滑 坡总的防治原则基本是相同的。滑坡的工程防治主要有三个途径：。一是终止或减 轻各种形成因素的作用；二是改变坡体内部力学特征，增大抗滑强度使变形终止 三是直接阻止滑坡的起动发生。在实践中经常采用的工程措施按其原理及作用大 致可分为以下几类，详见表1 2 。 表12 滑坡防治方法简表 方 防治目的方法j 二稃措旅 案 改移线路和建筑物，用隧道或明洞避开，架桥跨 绕避 越滑坡等 1绕避或处理 清除对小型潜层滑坡可全部或部分挖除 改变滑动方向修建导滑工程，改变滑坡滑动方向 排地表水截水沟，排水沟，疏通自然沟 清除或减少盲沟，盲硐，支撑盲沟，渗沟，垂直钻孔群，水 排地下水 2各种形成因 平钻i l 群 壶 防止水的冲刷防冲挡水墙，砌石护坡，抛石护坡，“丁”坝工程 边坡面整治削坡，护坡，整平，修梯级台阶，填实裂缝等 改变坡体内减重取滑坡后部土 3 部力学平衡 反压在滑坡前部抗滑地段堆土 抗滑片石垛，抗滑片石竹( 铁) 笼，抗滑挡墙， 直接阻止滑 设置各种抗滑工 抗滑墩，预应力锚固，预廊力锚固抗滑挡墙，抗 4 坡的发育程滑桩，预应力锚同抗滑桩，刚架抗滑桩，抗滑明 洞，拦砂坝1 二程等 灌浆处理 灌注石灰浆，石灰砂浆，水泥浆等 改变滑带土焙烧处理在滑坡前部利用导洞焙烧滑带土 5 的性质 电渗排水利用电极作用排除滑带土的水 化学处理季h 用化学反应增加滑带土的强度 值得一提的是，对于滑坡这种独特地质灾害的防治，只有首先搞清滑坡的形 成条件、产生原因、变形破坏机制和几何边界条件( 滑动面的埋深和形状) 等， 才能因地制宜、有的放矢地综合运用上述各种防治措施，达到有效治理的目的。 滑坡稳定性分析是与滑坡治理工程密切相关的一个重要环节，不同的滑坡稳 定性分析方法各具特点，有一定的适用性，滑坡稳定性的研究工作是逐步由定性 第1 章前言 6 向定量方向发展的。 定性分析方法主要是通过工程地质勘察，通过对影响滑坡稳定性的主要因 素、可能的变形破坏方式及失稳的力学机制等的分析，对已变形的地质体的成固 及其演化史进行分析，从恧得出被评价滑坡一个稳定性状态及共可能发展趋势的 定性说明和解释。定性分析方法主要有：自然( 成因) 历史分析法、工程类式法、 滑坡稳定性分析数据库和专家系统法、图解法等。 综上所述。国内外对于滑坡及危岩治理工程分别进行了系统而深入的研究， 从滑坡及危岩形成的机理入手，分析了各种影响因素，并且在稳定性分析和治理 手段和措施方面取得了不少成绩。然而，根据调查在长江三峡库区长约6 0 0 k i n 的 长江河谷两岸，计有滑坡1 6 7 处，因此对于滑坡及危岩的综合治理是一个急需深 入研究的闷题。虽然，滑坡及危岩问题一直是国内外关注的阉题，但对于三峡库 区中滑坡治理作为一个综合系统工程来研究的文献并不多见。 1 3 本文的主要内容及研究思路 1 3 1 本文的主要内容 论文的主要目的是对长江三峡库区重庆市丰都县 一庄裂口工业区滑坡变形 和稳定性进行分析和评价，为滑坡的治理工程设计、施工提供科学依据。本文主 要进行了以下几个方面的研究： 在环境地质条件、滑坡结构分析的基础上，对裂口滑坡成因机制及稳定性 进行了初步的分析与评价。 采用f l a c 一3 d 法对裂口滑坡在天然条件下，蓄水至t 5 6 8 m 高程和蓄水至 1 7 5 6 m 高程三种工况下，的变形和稳定性进行数值分析。 用极限平衡法针对裂口滑坡在天然条件下，蓄水位1 5 6 8 m 工况下和蓄水 位1 7 5 6 m 工况下，分析滑坡的变形和稳定性特征。 对数值分析和极限平衡法分析成果进行分析。 1 3 2 本文的研究思路 鉴于重庆市丰都县丁庄裂口工业区滑坡的复杂性，本论文基于滑坡勘察资 料、室内外试验，通过对滑坡区域地质条件、工程地质环境条件和人类工程活动 等影响因素进行详尽的分析，研究滑坡的发育发展过程，在考虑三峡水库水位变 化等不同工况条件下，先运用f l a c 一3 0 法对滑坡进行数值模拟，再运用极限平衡 传递系数法对滑坡的稳定性进行计算分析研究，对我们的手工计算和现场勘察得 出的结果进行综合对比，为滑坡的治理提出了更加科学的理论根据。 第2 章滑坡区环境地质条件 第2 章滑坡区环境地质条件 2 1 滑坡区自然条件 21 1 地理位置与交通条件 丰都县丁庄裂口工业区滑坡危岩体位于长江右岸，东距丰都新县城1 公里， 行政区划隶属丰都县三合镇余安坡村。有长江水路及沿江公路通往毗邻各市、县 水、陆交通方便。参见图2 1 【! ! 蹩王非甄嘲职量要曩弗回黪c ! o 酲 图2 1交通位置 滑坡区地理座标x = 3 5 7 4 3 0 5 3 8 4 9 6 m ，y = 7 0 7 9 7 2 5 7 1 9 8 0 8 2 m ( 为北京座标 系，吴淞高程系，吴淞高程比黄海高程高1 7 3 m ) 。 滑坡北边前缘为长江岸边低水位水涯线，南边后缘与山坡紧连，海拔高程 1 3 2 3 l l m ( 前缘长江岸边至后缘山坡) 。 2 1 2 气象与水文 滑坡区属亚热带温湿气候，春早、夏热，秋、冬多绵雨；日照少，温度大， 雨量充沛。具地势由低至高气候逐渐寒冷的垂直分带特点。多年平均气温1 8 3 。c ， 极高值4 3 5 。c ，极低值一2 5 。c 。多年平均降雨量为1 0 8 7 1 m m ，极值最大为1 2 8 9 5 i i n ( 1 9 6 5 年) 。月值变化为夏季比冬季相对较大，秋、冬次之，春季最小，山区降雨 第2 章滑坡区环境地质条件 量大于沿江，江南多于江北。 根据主要气象站多年观测结果，丰都县降雨量集中在4 l o 月，月降雨量 9 2 4 1 7 7 7 m m ( 详见图2 2 ) 。其中4 、5 月降雨量1 3 1 2 、1 6 9 9 m m 。2 月份长江最 低水位1 3 2 2 7 m ，最高洪水位1 6 5 0 4 m 。三峡库区正常回水位，按洪水频率2 0 ： 最高水位1 7 5 1 0 m ( 坝前水位1 7 5 o o m ) ，最低水位1 4 5 2 0 m ( 坝前水位1 4 5 o o m ) 。 图2 2多年月平均降雨直方图 三峡水库蓄水后，其最高水位于1 7 5 6 0 m ，最低水位为1 5 6 8 m ，当水位在 1 5 6 8 m 时，滑体前部被淹没，当水位于1 7 5 6 m 时候，滑体整体饱水，滑体前缘剪 出口仍没于水中，水位线下土体长期受到浸泡软化，滑体前缘将失稳滑移，从而 牵引中后部滑体滑动，所以三峡水库蓄水对滑体稳定影响极大。 2 2 滑坡区地质条件 2 2 1 区域地质条件 地形地貌与新构造运动 区域地形地貌主要受区域地质构造控制，山脉走向与褶皱构造向基本一致， 多为北东向北北东向( 详见图2 3 ) 。山势以低山，丘陵为主，海拔高程一般 1 3 0 5 0 0 m ，中山、高山较少，最高山峰1 0 0 0 2 0 0 0 m 。其地貌形态多样：侵蚀堆积 地貌为河流阶地与河漫滩，零星分布于江河边岸地带；构造剥蚀地貌主要为浅丘 与深丘地形，海拔高程一般1 3 0 5 0 0 m ，多分布在向斜轴与翼部地带，由侏罗系红 层组成；构造侵蚀低、中山地貌，海拔高程6 0 0 1 8 0 0 m ，相对高差2 0 0 1 0 0 0 m 。 此外，尚有构造溶蚀谷地、溶蚀侵蚀、溶蚀地貌等等。 第2 章滑坡区环境地质条件 根据各级夷平面及岩溶形态的分布高程，阶地发育情况等分析，区内新构造 运动表现为间歇性上升，其上升幅度也因地而异。 t 。l 笠茎!铲蕾 - 团t 剩正酉窿翔一回 图2 3构造纲要图 地层岩性 区内出露地层均为沉积岩。古生界前的老地层未见分布，古生界地层主要岩 性为灰岩，白云质灰岩，坎质白云岩，白云岩及杂色页岩等。中生界地层除白垩 系地层缺失外，三迭系、侏罗系地层发育较全，尤以侏罗系红层分布较广泛。三 迭系地层主要分布于背斜轴部地带，其上统须家河组( t 。x j ) 为一套滨湖沼泽相含 煤地层，下统主要为泥质灰岩、灰岩、灰质白云岩，白云岩等与页岩相间。侏罗 系平行不整合于上三迭统须家河组地层之上，广泛分布于背斜两翼及向斜中，为 一套陆相红色地层，其岩性为紫红色泥岩，粉砂质泥岩，泥质粉砂岩，浅色细、 中粒长石砂岩，长石石英砂岩，石英砂岩等互层( 下部夹少量页岩) 。由于新构造 上升运动，使第四系地层不发育。第四系( q 。“) 冲洪积物仅零星分布于江河边 岸，第四系( q 。“1 ) 残坡积物虽广泛分布在山坡地带，但厚度小。 区域地质构造与地震 区域地质构造主要属于j i i 东弧形构造带，并以：l l ：l k 东北东走向的梳状褶 皱为主，但一般在褶皱轴部或近轴部发育着衡疏的平行于轴线或与之斜交的规模 不大的压性，压扭性断层。 区内广泛发育着构造裂隙及风化裂隙，但以构造裂隙为主，构造裂隙主要受 第2 章滑坡选环境地质条件 大地构造控制，其产状规律很强；风化裂隙则主要受岩性控制，在软质岩石中较 为发育，规律性极差。 区域水文地质条件 区内地下水的分布、埋藏、运移、水量水质等，受地层岩性、地质构造、地 形地貌和水文网切割程度影响较大。根据地下水在岩石中的赋存条件及其他因素 将其划分为松散岩类孔隙水，基岩裂隙水及碳酸盐岩类裂隙溶洞水三大类。松散 岩类孔隙水主要分布在沿江河两岸的漫滩琢阶地沙卵石层中，为孑l 隙潜水。基岩 裂隙水主要分布在经色地层的风化裂隙及构造裂隙中，一般为裂隙水，特殊的构 造部位见承压水。碳酸盐类裂隙溶洞水主要分布在背斜轴部地带，受降雨影响特 别明显。 地下水水质类型较为简单，一般为重碳酸钙型及重碳酸钙镁型水。为低矿化 度淡水，对砼无腐蚀性。 2 2 2 工程地质条件 地形地貌 裂口工业区滑坡地处长江右岸，为构造侵蚀河谷斜坡地形。地形坡度后陡前 缓，局部成陡崖。总体地形坡度角1 0 2 0 度，前部地形较缓，坡角1 0 1 5 度；中 后部地形坡度角较大，1 5 2 0 度；后缘为3 0 m 高的陡崖危岩。 地层岩性与岩土工程地质特征 测区地层有第四系全新统的松散层及侏罗系中统上沙溪庙组的红色岩系。 松散层分为： 人工堆积层( q ，1 ) ，厚度3 5 m ，分布于公路外侧斜坡上，为修公路时的弃土， 岩性为粉质粘土夹砂、泥岩块石，结构松散，但分布规模小。 残坡积层( q 4 “) ，其厚度因地形而异，滑坡体前部地带厚约1 0 1 5 m ，最厚 达2 2 5 0 m 。其岩性为褐红色粉质粘土，中夹2 0 3 0 砂岩碎块石。粉质粘土一般呈 可塑状、硬塑状，但近滑床0 5 0 m 左右，土层含水量增大，呈可塑状，至滑坡前缘， 局部呈软塑状、流塑状。 坡崩积层( q 。“”“) ，厚度1 5 1 2 0 m ，最厚达4 1 2 0 m ，分布在滑坡体中后部。其 岩性为块石土，块石含量一般5 0 7 0 ，滑坡体后缘地带可达9 0 9 5 ，块石为浅色 细粒长石砂岩及少量泥岩，块径一般0 5 2 5 m ，大者1 0 “1 5 m ，棱角状，其风化程 度为强中等风化。块石间空隙被褐红色硬塑、可塑状粉质粘土填充，密实度中密 状。一般不具成层性，但根据钻孑l 及探井资料，在靠近基岩面的接触地带，常有 o 2 5 0 5 0 m 的粉质粘土层，其含水量增大，呈可塑“软塑状。 冲洪积层( q 。“1 ) ：厚度0 o 1 3 o m ，分布在沿江漫滩地带，岩性为粉砂层， 第2 章滑坡区环境地质条件 工作区内分布范围较小。 侏罗系中统上沙溪庙组( j 。s ) ：为砂岩及泥岩不等厚互层。砂岩灰黄灰色， 细“中粒结构，中巨厚层状，由长石、石英、白云弱等矿物组成，钙、泥质胶结， 抗风化力强，强风化带厚度2 3 m 。泥岩，紫红色，泥质结构，中巨厚层状构造， 局部含粉砂质条带及团块，抗风化力弱，强风化带厚度3 5 m 。 地质构造及地震 丁庄裂口滑坡区位于丰都向斜轴部地带，岩层倾向3 5 1 、1 3 。，倾角1 1 1 7 。， 局部8 1 0 。 未发现断层。滑坡周界外砂岩陡岩边缘发育卸荷裂隙，其倾向2 7 0 “2 9 0 。， 倾角7 5 8 5 。，其走向大体与陡岩走向一致，卸荷带度1 0 1 5 m 。长江岸边滑坡剪 出口外岩石中，倾向1 5 5 1 7 0 。，倾角5 5 6 0 。及倾向2 9 0 。倾角8 0 。两组裂隙较 发育。泥岩强风化带中风化网状裂隙发育。 根据中国地震烈度区划图( 1 9 9 0 ) ，测区地震基本烈度为度。 滑坡区水文地质条件 滑坡区内有第四系孔隙含水层及基岩风化裂隙含水层两种。其地下水类型主 要为第四系松散层孑l 隙水潜水和基岩风化裂隙水两类。孔隙含水层为冲洪积，残 坡积层及坡崩积层。冲洪积含水层分布在滑体前缘地带，岩性为粉土及砂土，含 水层厚度6 9 m ，残坡积含水层分布在滑体前、中部地带，岩性为粉质粘土含水层， 厚度8 1 5 m ；坡崩积层分布在滑体后部地带，岩性为块石土，含水层厚度1 0 2 0 m 。 地下水的补给，迳流及排泄主要受地形及岩性的影响。由于处于斜坡地带， 滑坡体上又无大的地表水体，主要为大气降雨补给，因此其水位和水量随季节变 化较大。地下水主要以渗透的形式往下运移，在滑体前部前缘低位以泉水、浸润 的形式排泄，补给河水。风化裂隙含水层与松散层孔隙含水层直接接触，其水力 联系十分密切，主要为孔隙水补给裂隙水，甚至完全连通，成为统一的含水层。 冲洪积含水层由于离河水近，洪水期河水补给地下水，枯水期则为地下水补给河 水。 滑坡体中虽然地下水量不大，但据钻孔中见与基岩接触带的土体其含水量增 大至潮湿饱和状态；探井中见基岩面上土体中有地下水渗出。这说明基岩面上滑 带土体地下水比较富集变软，降低土体的抗剪强度。 2 3 本章小结 丰都县丁庄裂口工业区滑坡危岩体位于长江右岸，交通方便。属亚热带温湿 气候，构造位于丰都向斜轴部，地貌为构造侵蚀河谷斜坡地貌。滑坡区地层为人 工堆积层、残坡积层、崩坡积层、冲洪积层以及侏罗系中统沙溪庙组砂泥岩组成。 第2 章滑坡区环境地质条件 1 2 地震基本烈度为度。 第3 章滑坡基本特征 第3 章滑坡基本特征 3 1 滑坡边界及形态特征 丁庄裂口工业区滑坡西边界位于中税希望小学( 具体位置见工程地质平面 图) ，东边界至水厂旁陡崖脚，北边界剪出口，在长江枯水位水涯线附近，南边界 至裂口陡岩脚。东西长1 5 k m ，南北宽0 2 5 0 7 0 k m ，滑坡面积为7 5 0 0 0 0 m 2 。总 观滑体平面分布形态呈北东至南西延伸，罗家院子因基岩突兀，滑体变窄而似“手 枪”状。滑坡后缘最高点高程2 8 3 o o m ，剪出口高程1 3 2 o o m 。主滑方向3 2 7 。左 右。覆盖土层平均厚度1 3 8 9 m ，总体积1 0 4 1 7 5 0 0 m 3 ，属巨型滑坡。滑坡表面地形 呈中坡，局部陡坡与缓坡相同。坡度角介于平缓至5 0 。，多数为1 0 1 5 。，后缘 呈陡峭悬崖。 在中税希望小学1 2 剖面，因土体滑坡影响，滑坡后缘( 南角) 见水井干枯、 房屋地坝沉陷、条石房柱倾斜：滑坡西边界旱田开裂，房屋地坝开裂。西边界之 西，基岩面突起，岩石裸露或覆盖层很薄，属稳定地区。 在水厂8 1 1 剖面，因土体滑坡，滑坡东边界见块石土中块石架空孔穴。 东边界外，砂岩陡岩卸荷裂隙发育( 裂隙倾向2 9 0 。，倾角8 5 。) ，崩塌块石堆积 在东边界外斜坡上。 在华美酒厂、彩印厂南3 8 剖面，滑坡后缘因土体滑坡影响，堰塘开裂不 能蓄水( 3 剖面) 。向东至4 8 剖面，曾发生较大规模的砂岩整体错落滑移，内部 物质未见相对位移痕迹。因错落滑移，形成宽5 4 5 m 裂口，其内充填巨大崩滑砂 岩块石，系错落崩滑而成。裂口及裂口外错落的巨大砂岩块体构此段滑坡后缘， 从北侧正面看，没有明显移位，滑坡后缘陡立的巨大砂岩块体，构成丁庄裂口工 业区滑坡危岩。裂口内块石重迭交错架空及错落面形成纵横交错裂隙空隙，人可 入内者多达十余条。裂口内侧陡立的砂岩错落面，人可入内垂直深度1 0 1 5 m ，并 向下延伸，与滑动面交汇，形成丁庄裂口工业区滑坡后缘错落的砂岩巨大块体形 成陡立的危岩区。 在长江岸边，滑坡剪出口受长江江水涨落冲刷，剪出口迹象不明显，但岸 边上、湿地、小型滑坡台地、小型滑体等特征明显，足可证明剪出口位于长江枯 水位水涯线附近，高程1 3 2 m 左右。 第3 章滑坡基车特征 1 4 3 2 滑坡体结构特征 图32 平面圈 据地面勘查揭露，滑坡体的物质为第四系坡崩积块石土、残坡积粉质粘土， 少量新近人工填土。后部多为块石土，向剪出口方向变为含块碎石的粉质粘土。 滑体厚度一般为1 0 - 2 0 m 。其厚度随基岩面的起伏变化，局部基岩面旱沟槽时厚度 滑体厚度一般为l o 2 0 m 。其厚度随基岩面的起伏变化，局部基岩面呈沟槽时厚度 第3 章滑坡基本特征 达2 4 8 m ，基岩突起部位，最度减薄至1 6 3 m 。前缘剪出口在长江低水位水位线附 近。 3 2 1 滑体特征 滑体土结构特征分述如下： 素填土：结构松散，为建设施工弃土，成份以粉质粘土为主，含砂岩、泥 岩碎块石，砂岩含量1 0 4 0 ，厚度3 “5 m ，局部有少量分布。 粉质粘土：滑带内的粉质粘土较纯，而滑体内多含砂岩块石，含量为5 2 0 。 块石土：其结构呈中密状，块石间为碎石和可塑状粉质粘土充填。块石成 份为中等风化砂岩，块径一般0 6 2 5 m 之间，大者达1 0 m 以上。含量5 0 7 0 ，各 处不均，后缘达9 0 9 5 。因地下水潜蚀，局部有块石架空孔穴存在，孔隙约占5 2 0 。 野外调查，6 1 0 剖面范围滑体内地下水以下降泉形式早泉山露，元月份枯水 季节调查时流量，6 l o 剖面范围d 9 、d 1 0 、d 1 2 三泉点，均从块石土底块石架空 孔隙中流出，流量o 1 0 1 5 升秒。滑体内有两条常年水沟：华美酒厂西侧武胜桥 河沟，地表水由滑坡南界外流入，至3 剖面探井t j 9 处排入长江，元月份调查流 量o 6 8 升秒；水厂河沟，地表水由8 剖面滑坡南界外流入，枯水季节( 元月份调 查) 潜入块石土孔穴中，至水厂附近流出，至1 1 剖面探井t j 4 7 处流入长江，元 月份观测流量0 1 1 4 升秒。l q 剖面范围泉井流量均小于o o l 升，秒。 照片31 前缘渗水 第3 章滑坡基本特征 3 2 2 滑床特征 滑坡滑床为侏罗系中统上沙溪庙组基岩面。滑坡滑床后缘滑床为中等风化砂 岩，中部和前缘为强风化泥岩。滑床形态：后缘除6 - 6 剖面裂l 】呈陡倾折线外， 其余均为陡至缓倾曲线，中部和前缘呈折线。坡度角后缘为陡立，中部和前缘坡 角度为9 1 3 。 滑床基岩透水性差，地下水卜渗至此，易于停滞，土体含水量由上至滑床面 逐渐增加，底部软化而形成滑带土。滑带土厚0 2 0 0 6 0 m 。在钻孑l 和探井中均见 此特征。滑带土为粉质粘土，呈紫红色( 底部局部夹灰白色高岩石粉土) ，可塑状， 在地下水浸出处，滑带土体更加软化而呈软塑状( t j 4 ) ，或流塑状( t j 7 ) 。滑带 土分布在下伏基岩面和覆盖层之接触带问( 见照片3 2 ) 。 3 2 3 滑带特征 照片3 2 经勘查表明，滑床基岩透水性差，地下水渗至此，易于停滞，从现场土体含 水量测定结果看出滑坡土体含水量由卜而下至滑床面逐渐增加，底部软化形成滑 带土。滑带土厚0 2 0 0 6 0 m 。在钻孔和探井中均见此特征。滑带土为粉质粘土， 呈紫红色，底部局部夹灰白色高岑石粉质粘土，可塑状，在滑面处有地下水浸出 处，滑带土体更加软化而呈软塑状，或流塑状。滑面光滑呈镜面，滑动擦痕明显， 滑带土分布在下伏基岩面和覆盖层接触带之间。详见以下照片2 、3 、4 。 第3 章滑坡基本特征 1 7 照片3 3 滑带 照片3 4 滑面 第3 章滑坡基本特征 3 3 滑坡变形特征 照片3 5 滑面 据开挖探井和剪出口观察，滑体前缘剪出厂i 在洪水季节，水位升高，残坡积粉 质粘土被江水浸泡软化，江水涨退过程中，在洪水淹没范围，每年土体饱水，抗 剪强度降低，滑体内土体滑移，多处房屋下沉变形开裂、公路拉裂、土体滑移开 裂。滑体内滑移迹象明显，因土体滑移，见多处房屋开裂，土体滑移开裂、小型 滑坡台地和滑坡陷落坑。华美酒厂西侧旌工区( 详见照片3 6 、3 7 、3 8 ) ，将基岩 面以上土体挖出形成临空面，土体出现滑移、开裂，滑移擦痕明显。勘察单位在 勘查期间进行一个月的监测，该滑体滑移了4 m m ，每天滑移量o 1 7 4 m m 。 照片3 6 第3 章滑坡基奉特征 1 9 照片37 滑坡前缘 熙片3 8 变形建筑 3 4 滑坡变形及稳定性的影响因素 自然因素 丁庄裂口滑坡体处在斜坡基岩面上，降雨时地表水沿土体中的孔隙及裂隙下 渗，上体含水量由上往下至滑床逐渐增大使土体软化。随着雨水及地表水的不断 第3 章滑坡基本特征 下渗，在暴雨或持续降雨，或洪水淹没，土体易成饱和状态，重度增大，抗剪强 度降低，破坏了原有的平衡状态，稳定性降低，导致土体失稳滑动，如长江岸坡 洪水淹没范围及其邻近地带滑体田土滑塌、房屋土质地基失稳等。 破坏地质环境的人类工程活动 切坡不合理，或切坡后没有进行治理，使土体出现陡倾临空面，阻滑力不足 以抵挡下滑力，土体失稳产生滑动。 开挖整平场地，大量弃土随意倾倒、加载、破坏了原有的平衡状态，使土体 失稳产生滑动。并在斜坡上修建建筑，加大地表荷载。 综上所述，影响滑坡稳定的因素主要为大气降雨、水库蓄水及其水位变化， 次要为人工弃土加载和不合理的切坡等。 3 5 岩土体物理、水理与力学强度参数的选取 3 5 1 滑坡体的重度选取 根据滑体土粉质粘土夹块石大体重测试结果和块石土中块石、粉质粘土、孔 隙率不同比例，综合取值如表3 1 。 表3 1 滑坡岩土体重度选取表 土名 天然重度( k n m 3 )饱和重度( k n m 3 ) 粉质粘土夹块石 2 0 8 32 1 0 0 砂岩 2 6 0 02 6 2 0 3 5 2 滑带土抗剪强度参数选取 勘查中在钻孔中及探井取样进行室内试验，分别作了天然峰值剪、残剪和饱 和峰剪、残剪，通过对2 0 组滑带土土样试验数据按g b 2 0 0 1 卜2 0 0 2 的规定统计计 算，详见滑带土样试验成果统计表3 3 、3 4 ，抗剪强度标准值：滑带土天然峰值 c = 2 8 o o k p a ，中= 1 3 。7 ，天然残剪值为c = 1 9 o o k p a ，巾= 9 。2 3 ，饱和峰值剪 为c = 9 o o k p a ，中= 7 。4 6 ，饱和残剪值为c = 5 6 0 k p a ，中= 5 。3 7 。 在地质勘查中选取了五个具有代表性的地段进行原位大剪试验，试验结果见 表3 2 。 第3 幸 滑坡基本特征 表3 2 大剪试验成果表 内聚力内摩擦角 土体 k p a 度 大剪1 ( d i ) 2 3 2l o 。4 2 大剪4 ( d 4 ) 3 7 o1 3 。1 8 大剪5 ( d 5 ) 2 3 5l o 。2 9 平均值 2 7 g1 1 。4 9 滑带土抗剪强度指标的确定： 通过反算、大剪试验、土工试验资料及每年雨季洪水涨退岸均有滑动等状态， 综合选取滑面c 、巾值： 从以上试验结果：大剪5 ( d 5 ) 位于滑坡前缘，试验基坑井壁有少量渗水，滑带土 已近饱和状态，大剪4 ( d 4 ) 基坑未见地下水，近于天然状态，故滑面的抗剪强度 以大剪试验值为基础，综合取值如下： 天然状态下：c = 2 8 k p a ，中= 1 3 1 。 饱和状态下：c = i6 k p a ，中= 1 0 4 8 。 表3 3 滑带土样试验成果统计表 物理性质 编号 天然天然 干密度 孔隙比 饱和度 液限 塑限 液性塑性 含水密度 ( g c m 3 ) ( ) f ) ( ) 指数指数 ，3 、 t j 32 0 ，52 0 11 6 7o 6 3 11 0 0 o3 0 11 8 9o 1 42 1 5 43 1 81 9 5 1 4 8 o 8 3 81 0 3 23 3 8 2 2 2o ，8 3 1 1 6 z k 2 91 9 8 2 0 31 6 90 6j j8 8 52 8 21 7 60 2 1 1 0 6 ”1 9 2 1 82 0 21 6 60 6 4 09 2 62 7 71 6 90 4 5l o 8 t j l 2 1 6 62 1 21 8 20 4 9 61 0 0 o2 6 91 6 20 0 41 0 7 t 了1 3 1 2 4 42 0 01 6 10 6 9 29 5 92 9 61 8 t 80 5 21 0 8 t j 4 52 3