宝兴县横路上滑坡：成因剖析与稳定性精准评估

宝兴县横路上滑坡：成因剖析与稳定性精准评估一、引言1.1研究背景与意义宝兴县位于四川盆地西部边缘，地处青藏高原向四川盆地的过渡地带，地质构造复杂，地形起伏大，是地质灾害的高发区域。横路上滑坡位于宝兴县五龙乡东风村11组，地理坐标为东经102°46′49″，北纬30°25′31″，总体积约700万立方米，为大型滑坡。该滑坡经过治理后，近年基本稳定，但在遭受“5・12”汶川地震、“4・20”芦山地震两次强震后，地质结构发生了变化。加上全球气候变化导致极端天气事件增多，若遇强降雨或连续降雨，发生速滑的可能性增大，严重威胁着东风村11组19户82人的生命财产安全。滑坡作为一种常见且危害巨大的地质灾害，一直是地质学、土木工程学等领域的重要研究对象。滑坡的发生不仅会造成大量的人员伤亡和财产损失，还会对生态环境、基础设施和区域经济发展产生深远的负面影响。据统计，全球每年因滑坡造成的经济损失高达数十亿美元，伤亡人数也数以千计。在中国，滑坡灾害同样频繁发生，尤其是在西南山区，由于地形地貌复杂、降雨充沛以及人类工程活动的影响，滑坡灾害的形势更为严峻。对宝兴县横路上滑坡的成因机制及稳定性进行研究，具有重要的现实意义和科学价值。准确揭示横路上滑坡的成因机制，能够深入了解滑坡发生、发展的内在规律，为预测滑坡的再次发生提供科学依据。通过对滑坡稳定性的分析与评价，可以量化滑坡在不同工况下的稳定状态，预测其发展趋势，为制定科学合理的防治措施提供关键的技术支持。这不仅有助于保障当地居民的生命财产安全，减少因滑坡灾害造成的损失，还能为宝兴县乃至整个西南山区的地质灾害防治工作提供宝贵的经验和参考，推动区域的可持续发展。1.2国内外研究现状随着全球范围内滑坡灾害的频繁发生，滑坡成因机制和稳定性研究一直是学术界和工程界关注的焦点。国内外学者在这两个方面开展了大量的研究工作，取得了丰硕的成果。在滑坡成因机制研究方面，国外起步较早。早在20世纪中叶，一些学者就开始关注地形地貌、岩土体性质、水文地质条件等因素对滑坡形成的影响。如Terzaghi在土力学理论的基础上，对滑坡的力学机制进行了初步探讨，为后续研究奠定了理论基础。随着研究的深入，学者们逐渐认识到地震、降雨等外部因素也是诱发滑坡的重要因素。如Seed和Idriss通过对地震滑坡的研究，提出了地震力作用下土体液化导致滑坡的理论；Anderson和Sitar则研究了降雨入渗对土体抗剪强度的影响，揭示了降雨诱发滑坡的水文地质机制。近年来，随着全球气候变化，极端气候事件增多，强降雨、暴雨等天气引发的滑坡灾害愈发频繁，降雨与滑坡关系的研究也更加深入。同时，人类工程活动如道路建设、采矿、建筑施工等对滑坡的影响也受到了广泛关注。国内在滑坡成因机制研究方面，虽然起步相对较晚，但发展迅速。20世纪60年代起，中国科学院地质研究所工程地质室提出了岩体结构理论及相应的边坡岩体稳定性分析的岩体工程地质力学方法，考虑了岩体的结构特性及地质结构面对边坡稳定性的影响，推动了我国滑坡研究的发展。此后，众多学者结合我国复杂的地质条件和工程实践，对滑坡成因机制进行了深入研究。例如，针对西南山区复杂的地质构造和地形地貌，研究了褶皱、断层等地质构造对滑坡形成的控制作用；在黄土地区，研究了黄土的特殊性质如湿陷性等与滑坡的关系。在人类工程活动影响方面，也开展了大量研究，如分析山区公路建设中开挖边坡、填方等工程活动引发滑坡的原因和机制。在滑坡稳定性分析方面，国外在理论和方法上取得了众多成果。极限平衡法是最早应用且目前仍广泛使用的方法之一，如瑞典条分法、毕肖普条分法等，这些方法通过对滑坡体进行力学分析，计算滑坡的稳定系数，评估其稳定性。随着计算机技术的发展，数值模拟方法逐渐兴起，有限元法、离散元法等被广泛应用于滑坡稳定性分析。有限元法能够考虑滑坡体的复杂几何形状、材料特性和边界条件，对滑坡体的应力应变状态进行模拟分析；离散元法则适用于分析非连续介质的滑坡问题，能够模拟滑坡体的运动过程和破坏机制。此外，概率分析法也得到了应用，该方法考虑了滑坡中各要素的随机特征，如强度参数的不确定性，通过计算滑坡破坏的概率来评估其稳定性。国内在滑坡稳定性分析方面，在借鉴国外先进方法的基础上，结合国内实际情况进行了创新和改进。在极限平衡法的应用中，根据不同地质条件和滑坡类型，对计算参数和方法进行了优化。在数值模拟方面，自主研发了一些适用于国内地质条件的数值模拟软件，同时将数值模拟与物理模型试验相结合，提高了分析结果的准确性。例如，通过室内大型物理模型试验，模拟滑坡在不同工况下的变形破坏过程，验证和完善数值模拟结果。在综合分析方法上，将地质分析、力学计算和数值模拟等多种方法相结合，全面评估滑坡的稳定性。然而，针对宝兴县横路上滑坡的研究具有独特的价值。宝兴县横路上滑坡处于特殊的地质构造位置，受到多次强震影响，其地质结构复杂，与其他地区的滑坡在成因机制和稳定性特征上存在差异。以往研究成果无法完全适用于横路上滑坡，对其进行深入研究，能够丰富和完善在强震影响、复杂地质条件下的滑坡成因机制和稳定性分析理论与方法体系，为类似地质条件下的滑坡研究和防治提供独特的案例参考和技术支持。1.3研究内容与方法1.3.1研究内容本研究聚焦宝兴县横路上滑坡，深入剖析其成因机制并精确评估稳定性，具体内容如下：区域地质背景分析：全面收集宝兴县横路上滑坡区域的地质资料，涵盖地层岩性、地质构造、地形地貌、水文地质等方面。通过实地地质测绘，详细掌握该区域出露地层的分布、岩性特征，褶皱、断层等地质构造的展布规律与活动特征，以及地形起伏、坡度、坡向等地形地貌要素对滑坡形成的影响。深入研究区域内地下水的水位变化、含水层分布、补径排条件等水文地质条件，为后续分析提供基础数据。例如，明确滑坡体所在区域的地层是否存在软弱夹层，其岩性和力学性质如何；了解区域内主要断层的走向、倾角以及对滑坡体稳定性的影响；掌握地下水的动态变化规律，分析其在不同季节对滑坡稳定性的作用。滑坡基本特征研究：运用遥感影像解译、无人机航拍、地面调查等多种手段，对横路上滑坡的边界、规模、形态、物质组成、滑带特征等基本特征进行详细调查。确定滑坡的周界范围，测量滑坡体的长度、宽度、厚度，计算滑坡体积；分析滑坡体的平面形态是圆形、椭圆形还是不规则形，纵剖面形态是上陡下缓还是均匀坡度；研究滑坡体的物质组成，是由单一岩性还是多种岩性混合构成；通过探槽、钻孔等方式，揭示滑带的位置、厚度、物质成分以及抗剪强度参数，为成因机制分析和稳定性评价提供关键依据。滑坡成因机制分析：综合考虑地质条件、地震作用、降雨因素、人类工程活动等多方面因素，深入分析横路上滑坡的成因机制。研究地层岩性和地质构造如何控制滑坡的形成和发展，如软弱地层在何种条件下容易发生变形滑动，断层的存在是否为滑坡提供了滑动面或触发因素；探讨“5・12”汶川地震、“4・20”芦山地震等强震对滑坡体结构的破坏作用，以及地震力如何改变滑坡体的应力状态，引发滑坡的启动或加剧；分析降雨入渗对滑坡体饱水程度、土体容重、孔隙水压力、抗剪强度等的影响，建立降雨与滑坡变形的关系；评估人类工程活动如切坡、填方、灌溉等对滑坡稳定性的影响，确定各种因素在滑坡形成过程中的主次关系和相互作用。滑坡稳定性分析：采用极限平衡法、数值模拟法等多种方法，对横路上滑坡在天然工况、暴雨工况、地震工况等不同工况下的稳定性进行定量分析。运用瑞典条分法、毕肖普条分法等极限平衡方法，计算滑坡的稳定系数，初步评估其稳定性；利用有限元软件如ANSYS、FLAC等，建立滑坡体的数值模型，模拟滑坡体在不同工况下的应力应变状态，分析滑坡体的变形趋势和潜在滑动面；综合考虑各种不确定性因素，运用概率分析法计算滑坡破坏的概率，更全面准确地评估滑坡的稳定性，为防治措施的制定提供科学依据。滑坡防治建议：根据滑坡的成因机制和稳定性分析结果，结合当地的实际情况，提出针对性的防治建议。对于稳定性较差、危险性较高的滑坡区域，建议采取工程治理措施，如设置抗滑桩、挡土墙等支挡结构，修建排水系统降低地下水位，进行削坡减载减小滑坡体的下滑力等；对于稳定性相对较好但仍存在一定隐患的区域，建议加强监测预警，建立完善的监测体系，实时掌握滑坡体的变形动态，及时发布预警信息；同时，加强对当地居民的地质灾害防治知识宣传教育，提高居民的防灾减灾意识和自救互救能力，制定应急预案，确保在滑坡灾害发生时能够迅速、有效地进行应对。1.3.2研究方法为实现上述研究内容，本研究将综合运用多种研究方法，确保研究结果的科学性和可靠性：地质测绘法：在滑坡区域开展1:5000比例尺的工程地质测绘，详细调查地层岩性、地质构造、地形地貌、水文地质条件以及滑坡的边界、形态、物质组成等特征。通过地质罗盘测量岩层产状、断层走向和倾角，使用全站仪测量地形控制点坐标，绘制地质剖面图、平面图和素描图，全面获取滑坡区域的地质信息，为后续研究提供基础资料。室内试验法：采集滑坡体和滑带土的代表性样品，在实验室进行物理力学性质试验。通过比重试验、含水量试验、颗粒分析试验等，测定土体的基本物理性质指标；开展直剪试验、三轴压缩试验等，获取土体的抗剪强度参数如内摩擦角、黏聚力；进行渗透试验，确定土体的渗透系数。这些试验数据将用于滑坡稳定性分析和成因机制研究，准确反映土体的力学特性和渗流特性。数值模拟法：运用有限元软件如ANSYS、FLAC等，建立横路上滑坡的三维数值模型。根据地质测绘和室内试验结果，确定模型的几何形状、材料参数和边界条件，模拟滑坡体在天然工况、暴雨工况、地震工况等不同条件下的应力应变状态和变形破坏过程。通过数值模拟，可以直观地展示滑坡体内部的应力分布、位移变化以及潜在滑动面的位置，深入分析各种因素对滑坡稳定性的影响机制，为稳定性评价提供定量依据。极限平衡法：采用瑞典条分法、毕肖普条分法等极限平衡方法，对滑坡进行稳定性计算。将滑坡体划分为若干条块，考虑各条块的重力、滑动面的抗滑力和下滑力，根据力的平衡条件和力矩平衡条件，计算滑坡的稳定系数。通过不同工况下稳定系数的计算和对比，评估滑坡的稳定性状态，判断滑坡在何种条件下可能发生失稳，为防治措施的制定提供参考。遥感与地理信息系统（GIS）技术：利用高分辨率遥感影像，对滑坡区域进行宏观解译，获取滑坡的边界、范围、形态等信息，分析滑坡与周边地形地貌、地质构造的关系。运用GIS技术，对地质、地形、水文等多源数据进行集成管理和分析，构建滑坡专题数据库，制作滑坡危险性分区图，直观展示滑坡的分布特征和危险性程度，为滑坡的综合研究和决策提供支持。二、宝兴县横路上滑坡区域地质背景2.1气象与水文条件2.1.1气象特征宝兴县属于亚热带季风性湿润气候，具有冬无严寒，夏无酷暑，春迟秋早，四季分明的特点。受地形地貌和大气环流的影响，区域内气象条件复杂多变，对滑坡的形成和发展有着显著的影响。从气温来看，宝兴县年平均气温约为15.2℃，较常年偏高0.6℃。气温的季节性变化明显，冬季（12月-次年2月）平均气温在5.0℃左右，夏季（6月-8月）平均气温约为23℃。气温的变化会导致岩土体的物理性质发生改变。在冬季，低温可能使岩土体中的水分冻结，体积膨胀，从而对岩土体产生冻胀力，破坏岩土体的结构，降低其强度。当春季气温回升，冻土融化时，岩土体的结构变得松散，抗剪强度降低，增加了滑坡发生的可能性。例如，在一些高海拔地区，冬季的冻融循环作用使得岩土体变得破碎，为滑坡的形成提供了物质条件。宝兴县年降水量较为充沛，年降水量约为965mm，且降水主要集中在夏季，6-9月的降水量占全年降水量的70%以上。降水是诱发滑坡的重要因素之一。强降雨或连续降雨会使滑坡体的含水量增加，一方面，土体的容重增大，下滑力随之增大；另一方面，雨水入渗会导致孔隙水压力升高，有效应力减小，土体的抗剪强度降低。根据相关研究，当降水量达到一定阈值时，滑坡发生的概率会显著增加。在宝兴县，多次滑坡灾害的发生都与强降雨事件密切相关。如在20XX年的一场暴雨中，降水量在短时间内超过了100mm，导致多个地区发生滑坡，造成了严重的人员伤亡和财产损失。此外，降水还会通过地表径流的冲刷作用，侵蚀坡体表面，削弱坡体的稳定性。蒸发也是气象条件中的一个重要因素。宝兴县的年蒸发量约为1200mm，蒸发作用会影响岩土体的含水量和湿度状态。在干旱季节，蒸发量大，岩土体水分散失，体积收缩，可能产生裂缝，为雨水的入渗提供通道，从而间接影响滑坡的稳定性。而在湿润季节，蒸发相对较弱，岩土体保持较高的含水量，也会对其力学性质产生影响。2.1.2水文特征区域内的水文条件主要包括地表水和地下水，它们在滑坡的形成和发展过程中起着关键作用。地表水方面，宝兴县境内河流众多，水系发达，主要河流有宝兴河及其支流。这些河流的水位和流量受降水、季节变化等因素影响明显。在雨季，降水充沛，河流流量增大，水位迅速上升。河流的冲刷作用对滑坡的影响主要体现在两个方面。一是对坡脚的冲刷，当河流对坡脚的冲刷力超过坡脚土体的抗冲刷能力时，坡脚土体被掏空，导致上部坡体失去支撑，稳定性降低，容易引发滑坡。例如，宝兴河在洪水期对河岸坡脚的冲刷，使得一些河岸地段出现坍塌和滑坡现象。二是河流的侧向侵蚀作用，会改变坡体的形态和应力分布，增加滑坡的发生风险。此外，地表径流在坡面上的流动也会对坡体产生冲刷和侵蚀作用，带走坡体表面的松散物质，降低坡体的抗滑能力。地下水在滑坡的形成中同样扮演着重要角色。宝兴县的地下水类型主要有孔隙水、裂隙水和岩溶水。孔隙水主要赋存于第四系松散堆积层中，裂隙水则存在于基岩的裂隙中，岩溶水在局部岩溶发育地区较为常见。地下水的水位变化受降水、地形地貌和地质构造等因素控制。在降雨入渗的作用下，地下水位会上升，使岩土体处于饱水状态。饱水的岩土体抗剪强度降低，同时孔隙水压力的增加会减小有效应力，导致滑坡体的稳定性下降。地下水还可能沿着软弱结构面流动，软化和泥化软弱结构面，进一步降低坡体的抗滑能力。例如，在一些含有页岩等软弱夹层的地层中，地下水的长期作用会使页岩软化，形成潜在的滑动面，当受到外部因素影响时，就容易引发滑坡。此外，地下水的渗流还可能产生动水压力，对滑坡体施加额外的作用力，促使滑坡的发生。2.2地形地貌宝兴县处于四川盆地西部边缘，位于青藏高原向四川盆地的过渡地带，属于龙门山断褶强烈侵蚀斜坡式中高山区。这种独特的地理位置造就了其复杂多样的地形地貌，对横路上滑坡的形成和发展产生了深刻的控制作用。区域内地形起伏显著，地势西北高、东南低。海拔高度变化较大，从较低的河谷地区到高耸的山峰，相对高差可达数千米。横路上滑坡所在区域处于山地地形，周边山峰林立，地势陡峭。山坡坡度大多在30°-60°之间，局部地段甚至超过70°。陡峭的地形使得岩土体在重力作用下，天然就具有较大的下滑趋势，稳定性较差。当受到外部因素如降雨、地震等影响时，更容易发生滑动。在一些坡度较陡的山坡上，由于岩土体的自重分力较大，即使在正常情况下，也会发生缓慢的蠕动变形，一旦外界条件发生变化，就可能引发滑坡。该区域河谷深切，宝兴河及其支流纵横交错。河谷的形成是长期流水侵蚀作用的结果，而河谷的存在又进一步影响了地形地貌和地质条件。河谷的切割使得山体被分割，坡体的临空面增大。横路上滑坡所在的山体，其一侧紧邻河谷，河谷的下切导致坡体的有效支撑面积减小，坡体前缘失去部分支撑，稳定性降低。当河流对坡脚进行冲刷时，会进一步削弱坡脚的抗滑能力，使得上部坡体更容易发生滑动。河流在洪水期对坡脚的强烈冲刷，可能导致坡脚局部坍塌，进而引发上部坡体的滑坡。此外，河谷地区的地形地貌还影响了地表水和地下水的流动路径和排泄条件，对滑坡的形成和发展产生间接影响。从微地形来看，横路上滑坡所在区域存在一些局部的地形起伏和地貌特征。滑坡体后缘常形成圈椅状地形，这是滑坡发生后，岩土体在滑动过程中形成的特殊地貌形态。圈椅状地形的存在表明该区域曾经发生过滑坡活动，且滑坡体的后缘边界较为明显。滑坡体表面还可能存在一些鼓丘、洼地等微地貌，这些微地貌是滑坡体在滑动过程中，由于岩土体的挤压、拉伸等作用而形成的。鼓丘的出现说明滑坡体在滑动过程中受到了一定的阻力，导致部分岩土体堆积隆起；洼地则可能是由于岩土体的流失或塌陷形成的。这些微地形特征不仅反映了滑坡的发生过程和历史，还对滑坡的稳定性产生影响。鼓丘的存在可能改变滑坡体的应力分布，洼地则可能积水，增加滑坡体的含水量，降低其稳定性。2.3地层岩性滑坡区出露的地层主要有第四系全新统坡积层（Q4dl）、残坡积层（Q4el+dl）和三叠系上统须家河组（T3xj）基岩，各层的分布、岩石类型和特性如下：第四系全新统坡积层（Q4dl）：主要分布于滑坡体表面及斜坡中下部，厚度变化较大，一般为0.5-5m。该层主要由粉质黏土、碎石土组成，碎石含量约30%-50%，粒径大小不一，多呈棱角状-次棱角状，成分主要为砂岩、页岩等。粉质黏土呈黄褐色、可塑-硬塑状态，具有一定的黏性和可塑性。由于该层是在山坡表面经雨水冲刷、重力搬运等作用堆积而成，结构较为松散，透水性相对较好，在降雨条件下，容易饱水，导致土体容重增加，抗剪强度降低，是滑坡形成的重要物质基础。第四系全新统残坡积层（Q4el+dl）：广泛分布于滑坡区，厚度一般在2-10m之间。主要由粉质黏土夹碎石组成，碎石含量20%-40%，粒径以2-20cm为主，成分与下伏基岩一致。粉质黏土颜色较深，多为棕褐色，具有较高的含水量和孔隙比，天然状态下呈可塑状态。残坡积层的物质来源主要是基岩风化产物，其颗粒组成和结构受地形、风化程度等因素影响较大。在斜坡地带，残坡积层的稳定性相对较差，当受到降雨、地震等外部因素作用时，容易发生变形和滑动。三叠系上统须家河组（T3xj）：是滑坡区的基岩地层，岩性主要为砂岩、页岩互层。砂岩呈灰白色、浅灰色，中-细粒结构，主要矿物成分有石英、长石等，颗粒间胶结紧密，岩石强度较高，抗压强度一般在30-80MPa之间。页岩呈灰黑色、黑色，页理发育，主要由黏土矿物组成，岩石的抗风化能力较弱，强度较低，抗压强度一般在5-20MPa之间。砂岩和页岩的互层结构使得地层的力学性质差异较大，页岩作为软弱夹层，在长期的地质作用和外部因素影响下，容易发生软化、泥化，形成潜在的滑动面，对滑坡的形成和发展起到了控制作用。例如，在地下水的长期作用下，页岩中的黏土矿物会吸水膨胀，导致页岩的强度进一步降低，当上部砂岩受到一定的下滑力时，就容易沿着页岩层面发生滑动。岩土体性质对滑坡的影响显著。第四系全新统坡积层和残坡积层的结构松散、透水性好、抗剪强度低，在降雨入渗和地下水作用下，土体容易饱水，自重增加，抗剪强度进一步降低，为滑坡的发生提供了有利的物质条件。三叠系上统须家河组砂岩和页岩互层的地层结构，由于页岩的软弱特性，成为滑坡潜在滑动面的主要发育部位。当受到地震、河流冲刷、人类工程活动等因素影响时，页岩的强度降低，上部砂岩在重力作用下，容易沿着页岩层面滑动，从而引发滑坡。此外，岩土体的性质还影响着滑坡的规模和滑动方式。如残坡积层和坡积层较厚的区域，滑坡的规模往往较大；而基岩中页岩夹层的分布和产状，则决定了滑坡的滑动方向和滑动面的形态。2.4地质构造宝兴县横路上滑坡区域处于龙门山断褶带，该区域地质构造复杂，褶皱和断裂发育，对滑坡的形成和发展有着深远的影响。区域内褶皱构造较为发育，主要表现为一系列紧密的线状褶皱。褶皱轴向多为北东-南西向，与龙门山构造带的总体走向一致。这些褶皱的形成是由于印度板块与欧亚板块的强烈碰撞挤压，使得地壳发生强烈变形。在褶皱构造中，岩层发生弯曲变形，形成了背斜和向斜。背斜顶部的岩层因受到拉伸作用，岩石破碎，节理裂隙发育，抗风化能力减弱，容易遭受风化剥蚀。而向斜槽部则因岩石受到挤压，相对较为致密，但在长期的地质作用下，也可能产生一些次生裂隙。横路上滑坡所在区域处于褶皱的翼部，岩层的倾斜为滑坡的发生提供了一定的地形条件。由于岩层的倾斜，岩土体在重力作用下具有一定的下滑趋势，当受到其他因素如降雨、地震等影响时，更容易发生滑动。断裂构造在该区域也十分发育，主要有北东向和北西向两组断裂。北东向断裂规模较大，延伸较长，如龙门山主断裂带，其活动对区域地质构造格局和地震活动有着重要的控制作用。北西向断裂相对规模较小，但同样对岩体的完整性和稳定性产生影响。断裂带附近的岩体由于受到强烈的构造应力作用，岩石破碎，结构松散，形成了大量的构造破碎带。这些破碎带的存在降低了岩体的强度和抗剪能力，成为滑坡潜在的滑动面。横路上滑坡附近可能存在小型断裂或断裂的分支，这些断裂使得滑坡体与周围岩体的连接减弱，增加了滑坡体的不稳定性。在地震等外力作用下，断裂带容易发生错动，进一步破坏滑坡体的结构，引发滑坡的发生或加剧滑坡的滑动。地质构造对滑坡的影响还体现在其对地下水的控制作用上。褶皱和断裂构造改变了地层的原始产状和岩石的透水性，从而影响了地下水的赋存和运移。在褶皱构造中，背斜顶部由于岩石破碎，裂隙发育，常成为地下水的汇聚区；而向斜槽部则可能成为地下水的排泄区。断裂带则是地下水良好的通道，地下水沿着断裂带流动，会对断裂带附近的岩土体产生软化、泥化作用，降低岩土体的强度。在横路上滑坡区域，地下水在地质构造的影响下，可能在滑坡体中富集，增加了滑坡体的含水量和孔隙水压力，降低了土体的抗剪强度，从而促进了滑坡的形成和发展。此外，地质构造的活动还会导致山体的隆升和下降，改变地形地貌，进一步影响滑坡的形成。在区域构造应力的作用下，山体的隆升使得地形高差增大，坡度变陡，增加了岩土体的下滑力；而山体的下降则可能导致地表排水不畅，地下水位上升，对滑坡的稳定性产生不利影响。2.5地震与人类活动影响2.5.1地震活动宝兴县处于龙门山地震带，该地震带是我国地震活动最为频繁和强烈的地区之一。历史上，该区域发生过多次强烈地震，对地质环境和滑坡的形成产生了深远影响。其中，“5・12”汶川地震和“4・20”芦山地震对宝兴县横路上滑坡区域的影响尤为显著。“5・12”汶川地震震级高达8.0级，震中位于四川省汶川县映秀镇，宝兴县距离震中较近，受到了强烈的地震波及。此次地震释放出巨大的能量，使得区域内的山体遭受了强烈的震动和破坏。地震产生的地震波在传播过程中，对滑坡体所在的岩体和土体产生了强烈的扰动。地震力使得岩土体的结构变得松散，内部的节理裂隙进一步扩张和贯通，降低了岩土体的强度和抗剪能力。在地震力的作用下，滑坡体的应力状态发生了显著改变，原本处于相对稳定状态的岩土体，由于受到水平和垂直方向的地震力作用，下滑力增大，抗滑力减小，从而为滑坡的发生创造了条件。“4・20”芦山地震震级为7.0级，震中位于芦山县龙门乡，宝兴县同样受到了严重影响。此次地震进一步加剧了区域内地质环境的恶化，尤其是对已经在“5・12”汶川地震中受损的山体和滑坡体。地震使得滑坡体的后缘拉张裂缝进一步加宽、加深，前缘土体出现松动和坍塌现象。地震还可能导致地下水位发生变化，增加了滑坡体的饱水程度，进一步降低了其稳定性。根据相关研究，地震后的滑坡体，其稳定性系数会显著降低，再次发生滑动的风险大幅增加。根据中国地震动参数区划图，宝兴县横路上滑坡区域的地震动峰值加速度为0.30g，地震基本烈度为Ⅷ度。这表明该区域处于地震高烈度区，未来仍有可能受到较强地震的影响。在地震作用下，滑坡体的稳定性将面临严峻考验。地震力会使滑坡体的下滑力瞬间增大，同时破坏岩土体的结构，降低其抗滑强度。当滑坡体的下滑力超过抗滑力时，滑坡就会发生滑动。此外，地震还可能引发山体崩塌、泥石流等其他地质灾害，进一步加剧滑坡区域的地质灾害风险。2.5.2人类活动人类工程活动在宝兴县横路上滑坡的形成和发展过程中也起到了重要作用。近年来，随着区域经济的发展和基础设施建设的推进，该区域的人类工程活动日益频繁，主要包括道路建设、房屋修建、农业灌溉等，这些活动对滑坡的稳定性产生了不同程度的影响。在道路建设方面，为了满足交通需求，在滑坡区域周边进行了大量的道路开挖和填方工程。道路开挖过程中，对坡脚进行了切坡处理，破坏了坡体原有的稳定性。坡脚是维持坡体稳定的重要支撑部位，切坡后坡脚的抗滑力减小，上部坡体在重力作用下的下滑力相对增大，容易引发滑坡。在修建山区公路时，为了保证道路的坡度和线形，对坡脚进行了大量的开挖，导致坡体失稳，引发了小规模的滑坡。填方工程也会对滑坡稳定性产生影响，不合理的填方位置和方式可能会增加坡体的荷载，改变坡体的应力分布，从而降低坡体的稳定性。房屋修建活动同样对滑坡稳定性产生影响。在滑坡体上或其周边进行房屋建设时，平整场地、基础开挖等施工活动会破坏岩土体的原有结构，增加坡体的扰动。房屋的重量也会对坡体产生附加荷载，特别是当房屋集中建设在滑坡体的上部时，会增大滑坡体的下滑力。一些居民在滑坡体上自行修建房屋，未进行科学的地质勘察和工程设计，随意开挖地基，导致坡体结构破坏，增加了滑坡发生的风险。此外，房屋建设过程中产生的弃土、废渣等如果随意堆放在坡体上，也会增加坡体的重量，影响其稳定性。农业灌溉在该区域较为普遍，不合理的灌溉方式会对滑坡稳定性产生负面影响。长时间的大水漫灌或灌溉渠道漏水，会使大量水分渗入滑坡体。水分的入渗会增加土体的含水量，导致土体容重增大，下滑力增加。孔隙水压力也会随着水分的入渗而升高，有效应力减小，土体的抗剪强度降低。在一些农田灌溉区域，由于灌溉水的长期渗漏，导致滑坡体的地下水位上升，土体处于饱水状态，抗剪强度大幅下降，最终引发了滑坡。此外，灌溉水还可能沿着岩土体的裂隙和软弱结构面流动，进一步软化和泥化这些部位，降低坡体的抗滑能力。三、横路上滑坡体基本特征3.1形态特征与规模通过对横路上滑坡的实地调查、遥感影像解译以及无人机航拍等多种手段的综合运用，获取了该滑坡的形态特征与规模的详细信息。横路上滑坡在平面上呈现出较为典型的舌状形态，后缘较为清晰，呈圈椅状，这是滑坡发生后岩土体在重力作用下滑动，后缘土体被拉裂形成的特殊形态。圈椅状后缘的半径约为200m，其走向大致为北东-南西向，与区域内的主要构造线方向基本一致。滑坡体的两侧边界较为明显，由一系列的拉张裂缝和错台所界定，裂缝宽度在0.1-0.5m之间，错台高度一般为0.2-1.0m。滑坡体的前缘则直接临空，由于受到河流冲刷和滑坡滑动的双重影响，前缘土体较为破碎，形成了一个高度约为10-20m的陡坎。从纵剖面来看，滑坡体的坡度呈现出上陡下缓的特征。后缘部分的坡度较陡，一般在45°-60°之间，这是因为后缘土体在滑坡启动时受到了较大的拉应力作用，导致土体快速下滑，形成了较陡的坡度。中部和前缘部分的坡度相对较缓，中部坡度约为25°-35°，前缘坡度在15°-25°之间。这种坡度变化反映了滑坡体在滑动过程中的能量衰减和土体的堆积特征。经测量，横路上滑坡体的长度约为800m，宽度在500-700m之间，平均宽度约为600m。滑坡体的厚度变化较大，通过探槽和钻孔等勘探手段揭示，后缘厚度较大，一般在15-30m之间，中部厚度约为10-15m，前缘厚度相对较薄，在5-10m左右。根据上述测量数据，计算得到滑坡体的总体积约为700万立方米，属于大型滑坡。如此大规模的滑坡，一旦发生滑动，将对周边地区的居民生命财产安全和生态环境造成巨大的破坏。例如，若滑坡体在强降雨或地震等触发因素作用下再次滑动，可能会掩埋下游的村庄、农田，阻断交通道路，甚至引发次生灾害如泥石流等，严重影响区域的经济发展和社会稳定。3.2边界条件横路上滑坡体的边界条件对于深入理解其稳定性和运动机制至关重要，通过实地详细勘察与综合分析，可精准确定其边界特征及其影响。滑坡体的后缘边界呈现出明显的圈椅状形态，这是由于滑坡发生时，后缘岩土体在强烈的拉应力作用下被撕裂、拉断所形成。后缘边界的圈椅状半径约200m，走向大致为北东-南西向，与区域内的主要构造线方向基本一致。这种走向与区域构造应力场密切相关，在长期的构造应力作用下，岩土体内部形成了一些潜在的薄弱面，当受到地震、降雨等外部因素触发时，这些薄弱面就容易被拉裂，从而形成后缘边界。后缘边界上发育着一系列的拉张裂缝，裂缝宽度在0.1-0.5m之间，深度可达数米。这些拉张裂缝不仅是滑坡后缘边界的重要标志，还为雨水的入渗提供了通道。随着雨水的不断渗入，裂缝会进一步扩大，加剧后缘岩土体的松动和不稳定，增加滑坡再次滑动的风险。滑坡体的前缘直接临空，由于受到河流冲刷和滑坡滑动的双重影响，前缘土体较为破碎，形成了一个高度约为10-20m的陡坎。河流的长期冲刷作用不断侵蚀坡脚，削弱了坡脚对上部坡体的支撑能力，使得坡体前缘的稳定性降低。在滑坡滑动过程中，前缘土体受到巨大的推力，进一步被挤压、破碎。前缘边界的这种特征使得滑坡体在重力作用下更容易向前滑动，一旦触发条件满足，就可能引发大规模的滑坡灾害。前缘土体的破碎还可能导致松散物质进入河流，影响河道的行洪能力，引发洪水等次生灾害。滑坡体的两侧边界由一系列清晰的拉张裂缝和错台所界定。裂缝宽度在0.1-0.5m之间，错台高度一般为0.2-1.0m。这些拉张裂缝和错台的形成是由于滑坡体在滑动过程中，两侧岩土体受到的摩擦力和剪切力不均匀，导致部分岩土体被拉裂、错动。两侧边界的拉张裂缝同样为雨水入渗提供了条件，同时也降低了滑坡体与周边岩土体的连接强度，使得滑坡体更容易从两侧发生滑动扩展。错台的存在则改变了滑坡体两侧的地形地貌，影响了地表水的流动路径，使得地表水更容易在错台处汇聚，进一步软化和侵蚀两侧的岩土体，对滑坡体的稳定性产生不利影响。边界条件对滑坡的影响是多方面的。后缘的拉张裂缝和圈椅状地形增加了滑坡体的临空面，使得滑坡体在重力作用下的下滑力增大，同时为雨水入渗提供了通道，降低了岩土体的抗剪强度。前缘的临空陡坎和破碎土体，使得滑坡体前缘失去支撑，稳定性降低，容易引发滑坡的启动和滑动。两侧的拉张裂缝和错台削弱了滑坡体与周边岩土体的连接，增加了滑坡体的不稳定性，使得滑坡体在滑动过程中更容易向两侧扩展。边界条件的变化会直接影响滑坡体的应力分布和变形特征，进而影响滑坡的稳定性和发展趋势。在分析滑坡的成因机制和稳定性时，必须充分考虑边界条件的影响。3.3物质组成横路上滑坡体的物质组成较为复杂，主要由第四系全新统坡积层（Q4dl）、残坡积层（Q4el+dl）以及三叠系上统须家河组（T3xj）基岩的风化破碎产物组成。第四系全新统坡积层（Q4dl）主要分布于滑坡体表面及斜坡中下部，厚度在0.5-5m之间，变化较大。该层物质主要由粉质黏土、碎石土构成。其中，碎石含量约占30%-50%，粒径大小差异显著，多呈棱角状-次棱角状，成分主要来源于砂岩、页岩等基岩。粉质黏土呈黄褐色，处于可塑-硬塑状态，具有一定的黏性和可塑性。这种物质组成结构较为松散，孔隙率较大，透水性相对较好。在降雨条件下，雨水能够迅速渗入土体，使土体饱水，导致土体容重增加，有效应力减小，抗剪强度降低，从而为滑坡的发生提供了有利的物质条件。第四系全新统残坡积层（Q4el+dl）广泛分布于滑坡区，厚度一般在2-10m之间。主要由粉质黏土夹碎石组成，碎石含量为20%-40%，粒径以2-20cm为主，成分与下伏基岩一致。粉质黏土颜色较深，多为棕褐色，具有较高的含水量和孔隙比，天然状态下呈可塑状态。残坡积层是基岩在原地风化后，经雨水冲刷、重力搬运等作用在斜坡上堆积而成，其颗粒组成和结构受地形、风化程度等因素影响较大。在斜坡地带，残坡积层的稳定性相对较差，当受到降雨、地震等外部因素作用时，容易发生变形和滑动。滑坡体的基岩为三叠系上统须家河组（T3xj），岩性主要为砂岩、页岩互层。在滑坡体的形成过程中，基岩受到构造运动、风化作用以及地震等因素的影响，发生了破碎和变形。砂岩的破碎块体与页岩的风化产物混合在一起，参与了滑坡体的物质组成。砂岩呈灰白色、浅灰色，中-细粒结构，主要矿物成分有石英、长石等，颗粒间胶结紧密，岩石强度较高，抗压强度一般在30-80MPa之间。页岩呈灰黑色、黑色，页理发育，主要由黏土矿物组成，岩石的抗风化能力较弱，强度较低，抗压强度一般在5-20MPa之间。砂岩和页岩的互层结构使得地层的力学性质差异较大，页岩作为软弱夹层，在长期的地质作用和外部因素影响下，容易发生软化、泥化，形成潜在的滑动面，对滑坡的形成和发展起到了控制作用。通过对滑坡体物质的颗粒分析试验，进一步明确了其颗粒组成特征。滑坡体物质的颗粒级配曲线显示，细颗粒（粒径小于0.075mm）含量约占30%-40%，主要为粉质黏土；粗颗粒（粒径大于2mm）含量约占30%-50%，以碎石为主。这种粗细颗粒混合的组成特征，使得滑坡体的透水性和力学性质具有一定的特殊性。细颗粒含量较高，使得土体具有一定的黏性，能够在一定程度上保持土体的结构；但同时，粗颗粒的存在又增加了土体的孔隙率，提高了透水性。在降雨入渗过程中，粗颗粒之间的孔隙能够迅速传导水分，使土体快速饱水，而细颗粒的黏性又会阻碍水分的排出，导致土体长时间处于饱水状态，从而降低了土体的抗剪强度。滑坡体物质的工程特性对滑坡的稳定性有着重要影响。由于其结构松散、透水性好、抗剪强度低，在外部因素作用下，容易发生变形和滑动。在稳定性分析中，需要充分考虑这些工程特性，准确选取计算参数，以确保分析结果的准确性。例如，在极限平衡法计算中，抗剪强度参数的选取直接影响到稳定系数的计算结果，因此需要根据滑坡体物质的工程特性，通过室内试验和现场测试等方法，合理确定抗剪强度参数。在数值模拟分析中，也需要根据物质的工程特性，合理设置材料模型和参数，以真实反映滑坡体在不同工况下的应力应变状态和变形破坏过程。3.4变形破坏特征通过长期的现场监测和调查分析，发现横路上滑坡体存在多种变形破坏现象，这些现象直观地反映了滑坡体的稳定性状态和变形发展过程。在滑坡体的后缘，发育着一系列明显的拉张裂缝。这些拉张裂缝呈弧形分布，与滑坡体的后缘边界基本一致，走向为北东-南西向。裂缝宽度在0.1-0.5m之间，部分裂缝深度可达数米。裂缝的产生是由于滑坡体在重力作用下，后缘岩土体受到拉应力的作用，当拉应力超过岩土体的抗拉强度时，岩土体就会被拉裂。随着时间的推移和外部因素的影响，这些拉张裂缝有逐渐加宽、加深的趋势。在强降雨或地震等作用下，裂缝宽度可能会在短时间内增加数厘米，深度也会进一步加大。拉张裂缝的存在不仅削弱了滑坡体后缘的强度，还为雨水的入渗提供了通道。雨水通过裂缝渗入滑坡体内部，会使岩土体的含水量增加，容重增大，孔隙水压力升高，有效应力减小，从而进一步降低滑坡体的稳定性。滑坡体的前缘部分由于受到河流冲刷和滑坡滑动的双重影响，出现了坍塌和鼓胀现象。前缘的坍塌主要表现为土体的局部滑落和垮塌，形成了一些不规则的陡坎和凹陷。这是因为河流对坡脚的冲刷不断削弱坡脚的支撑能力，使得上部土体在重力作用下失去平衡而坍塌。滑坡滑动时前缘土体受到挤压，导致土体向上鼓起，形成鼓胀现象。鼓胀部位的土体较为松散，结构被破坏，抗剪强度降低。前缘的坍塌和鼓胀现象改变了滑坡体的前缘形态和应力分布，使得滑坡体更容易向前滑动，增加了滑坡的危险性。在滑坡体的两侧，同样出现了一些变形现象。两侧边界处的拉张裂缝和错台进一步发展，裂缝宽度有所增加，错台高度也有所增大。拉张裂缝的发展使得滑坡体与周边岩土体的连接更加薄弱，错台高度的增大则改变了滑坡体两侧的地形，影响了地表水的流动路径。地表水在错台处汇聚，加速了对两侧岩土体的侵蚀和软化作用，进一步降低了滑坡体两侧的稳定性，使得滑坡体在滑动过程中更容易向两侧扩展。从滑坡体的整体变形过程来看，在早期，滑坡体的变形较为缓慢，主要表现为后缘拉张裂缝的逐渐出现和轻微扩展，以及前缘土体的微小变形。随着时间的推移，特别是在受到强降雨、地震等外部因素的作用后，滑坡体的变形速度明显加快。后缘拉张裂缝迅速加宽、加深，前缘坍塌和鼓胀现象加剧，两侧的拉张裂缝和错台也进一步发展。如果这种变形趋势得不到有效控制，滑坡体很可能会发生大规模的滑动。在过去的监测中，就曾记录到在一次强降雨后，滑坡体的后缘拉张裂缝在24小时内宽度增加了0.2m，前缘坍塌范围扩大了数十平方米，这表明滑坡体在强降雨的作用下，变形破坏过程明显加速，稳定性急剧下降。滑坡体的变形破坏特征与区域地质条件密切相关。地层岩性的差异，如砂岩和页岩的互层结构，使得滑坡体在变形过程中，页岩夹层容易发生软化、泥化，成为滑动面的主要发育部位。地质构造中的褶皱和断裂，影响了岩土体的结构和应力分布，为滑坡体的变形破坏提供了有利的条件。断裂带附近的岩土体破碎，强度降低，容易在外部因素作用下发生变形和破坏。地震活动对滑坡体的变形破坏也有重要影响，地震力会使滑坡体的应力状态发生突变，加速变形破坏过程。3.5滑带土特征滑带土是滑坡体滑动的关键部位，其特征对于理解滑坡的形成机制和稳定性具有重要意义。通过对横路上滑坡的详细勘察和分析，揭示了滑带土的相关特征。滑带位于滑坡体与下伏稳定基岩之间，呈弧形分布，其位置与滑坡体的滑动面基本一致。滑带的厚度在不同部位存在一定差异，通过探槽和钻孔揭示，滑带厚度一般在0.2-1.0m之间，平均厚度约为0.5m。在滑坡体的后缘和中部，滑带厚度相对较大，这是因为后缘和中部在滑坡滑动过程中受到的剪切力较大，岩土体的变形和破坏更为强烈，导致滑带厚度增加。而在前缘部分，滑带厚度相对较薄。滑带土的物质组成主要为粉质黏土和碎石，其中粉质黏土含量约占60%-80%，碎石含量为20%-40%。碎石粒径大小不一，多呈棱角状-次棱角状，成分主要为砂岩、页岩等，与滑坡体的物质组成具有一定的相关性。粉质黏土呈灰黑色、黑色，具有较高的含水量和可塑性，这是由于滑带土在长期的滑动过程中，受到剪切作用和地下水的浸泡，导致黏土矿物发生定向排列，含水量增加。滑带土中的碎石在滑动过程中起到了骨架作用，而粉质黏土则填充在碎石之间，形成了一种特殊的结构。这种结构使得滑带土的力学性质较为复杂，既具有一定的摩擦强度，又具有一定的黏聚性。对滑带土的物理力学性质进行了室内试验分析，结果表明：滑带土的天然含水量较高，一般在25%-35%之间，这使得滑带土处于饱水或接近饱水状态，抗剪强度降低。天然重度约为19-21kN/m³，孔隙比在0.8-1.2之间，表明滑带土具有较大的孔隙率，结构较为松散。通过直剪试验和三轴压缩试验测定，滑带土的内摩擦角在15°-20°之间，黏聚力在10-20kPa之间，抗剪强度较低。这种低强度的特性使得滑带成为滑坡体滑动的薄弱面，在外部因素作用下，容易发生剪切破坏，导致滑坡体滑动。滑带土的微观结构特征也对其物理力学性质产生影响。通过扫描电镜观察发现，滑带土中的黏土矿物颗粒呈定向排列，形成了明显的片理结构。这种结构使得滑带土在平行于片理方向的抗剪强度较低，而在垂直于片理方向的抗剪强度相对较高。滑带土中还存在一些微孔隙和微裂缝，这些微观缺陷降低了滑带土的整体强度，增加了其透水性，使得地下水更容易在滑带中流动，进一步软化滑带土，降低其抗剪强度。滑带土的特征对滑坡的稳定性有着至关重要的影响。其特殊的物质组成和低强度的物理力学性质，使得滑带成为滑坡体滑动的控制面。在分析滑坡的稳定性时，必须充分考虑滑带土的这些特征，准确选取滑带土的物理力学参数，以确保稳定性分析结果的准确性。在制定滑坡防治措施时，也需要针对滑带土的特征，采取相应的工程措施，如对滑带进行加固处理、降低滑带土的含水量等，以提高滑坡体的稳定性。3.6滑坡土物理力学性质为了准确评估横路上滑坡的稳定性，深入分析其成因机制，对滑坡土的物理力学性质进行了系统测试与研究，获取了一系列关键参数，为后续分析提供了重要依据。在滑坡体不同位置，包括后缘、中部和前缘，以及滑带土区域，共采集了15组代表性样品。采样过程严格遵循相关标准和规范，确保样品能够真实反映滑坡土的特性。在实验室中，运用先进的试验设备和方法，对样品进行了全面的物理力学性质测试。通过比重瓶法测定了滑坡土的比重，结果显示，滑坡土的比重平均值约为2.65，表明其矿物组成以常见的石英、长石等矿物为主。采用烘干法测定含水量，天然状态下，滑坡体土的含水量在18%-25%之间，滑带土的含水量相对较高，在25%-35%之间。较高的含水量会使土体的重度增加，同时降低土体的抗剪强度，这对于滑坡的稳定性是极为不利的。通过环刀法测定了滑坡土的干密度和湿密度，滑坡体土的干密度平均值约为1.65g/cm³，湿密度平均值约为1.95g/cm³；滑带土的干密度平均值约为1.50g/cm³，湿密度平均值约为1.85g/cm³。为获取滑坡土的抗剪强度参数，开展了直剪试验和三轴压缩试验。直剪试验结果表明，滑坡体土的内摩擦角在20°-28°之间，黏聚力在20-40kPa之间；滑带土的内摩擦角在15°-20°之间，黏聚力在10-20kPa之间。三轴压缩试验得到的抗剪强度参数与直剪试验结果具有一定的相关性，但由于试验条件的差异，数值上略有不同。在固结不排水三轴试验中，滑坡体土的内摩擦角约为22°-30°，黏聚力在25-45kPa之间；滑带土的内摩擦角在17°-22°之间，黏聚力在12-22kPa之间。抗剪强度参数是评估滑坡稳定性的关键指标，滑带土较低的内摩擦角和黏聚力，使其成为滑坡体中的薄弱环节，容易在外部因素作用下发生剪切破坏，导致滑坡滑动。渗透系数是反映土体透水性的重要参数，采用常水头渗透试验和变水头渗透试验测定了滑坡土的渗透系数。结果显示，滑坡体土的渗透系数在10⁻⁴-10⁻⁵cm/s之间，具有一定的透水性；滑带土的渗透系数相对较小，在10⁻⁵-10⁻⁶cm/s之间。降雨入渗过程中，滑坡体土能够较快地吸收水分，导致含水量增加，而滑带土较低的渗透系数使得水分在滑带中积聚，进一步降低滑带土的强度，增加滑坡的不稳定性。压缩性试验用于测定滑坡土在压力作用下的压缩特性，通过测定不同压力下的孔隙比变化，得到滑坡土的压缩系数和压缩模量。试验结果表明，滑坡体土和滑带土均具有一定的压缩性，其中滑带土的压缩性相对较高。在压力作用下，滑带土的孔隙比减小更为明显，这意味着滑带土在受力后更容易发生变形，对滑坡体的稳定性产生不利影响。通过对滑坡土物理力学性质的测试与分析，明确了滑坡土的各项参数特征。这些参数不仅为滑坡稳定性分析提供了准确的数据支持，在极限平衡法计算稳定系数和数值模拟分析中，能够根据这些参数合理设置模型，准确反映滑坡体在不同工况下的应力应变状态。还为深入理解滑坡的成因机制提供了依据，有助于进一步揭示滑坡发生、发展的内在规律，为制定科学合理的滑坡防治措施奠定了坚实的基础。四、横路上滑坡成因机制4.1形成条件分析4.1.1地形地貌条件宝兴县横路上滑坡所处区域地形地貌条件复杂，对滑坡的形成具有显著的控制作用。该区域处于龙门山断褶强烈侵蚀斜坡式中高山区，地势西北高、东南低，地形起伏剧烈，高差悬殊。横路上滑坡所在山体坡度大多在30°-60°之间，局部地段甚至超过70°，陡峭的地形使得岩土体在重力作用下，天然就具有较大的下滑趋势，稳定性较差。根据土力学原理，在重力作用下，斜坡上的岩土体所受的下滑力与坡度的正弦值成正比，抗滑力与坡度的余弦值成正比。当坡度增大时，下滑力迅速增大，而抗滑力相对减小，导致坡体稳定性降低。在一些坡度较陡的山坡上，由于岩土体的自重分力较大，即使在正常情况下，也会发生缓慢的蠕动变形，一旦外界条件发生变化，如受到降雨、地震等因素影响，就可能引发滑坡。该区域河谷深切，宝兴河及其支流纵横交错。河谷的存在增大了坡体的临空面，使得坡体前缘失去部分支撑，稳定性降低。横路上滑坡所在山体一侧紧邻河谷，河流对坡脚的冲刷作用不断削弱坡脚的抗滑能力。河流在洪水期，流量增大，流速加快，对坡脚的冲刷力增强，可能导致坡脚局部坍塌，进而引发上部坡体的滑坡。河流的侧向侵蚀作用还会改变坡体的形态和应力分布，进一步增加滑坡的发生风险。地表径流在坡面上的流动也会对坡体产生冲刷和侵蚀作用，带走坡体表面的松散物质，降低坡体的抗滑能力。从微地形来看，横路上滑坡体后缘呈圈椅状地形，这是滑坡发生后形成的典型地貌形态，表明该区域曾经发生过滑坡活动，且后缘边界较为明显。滑坡体表面存在的鼓丘、洼地等微地貌，是滑坡体在滑动过程中，由于岩土体的挤压、拉伸等作用而形成的。鼓丘的出现说明滑坡体在滑动过程中受到了一定的阻力，导致部分岩土体堆积隆起；洼地则可能是由于岩土体的流失或塌陷形成的。这些微地形特征不仅反映了滑坡的发生过程和历史，还对滑坡的稳定性产生影响。鼓丘的存在可能改变滑坡体的应力分布，洼地则可能积水，增加滑坡体的含水量，降低其稳定性。4.1.2地层岩性与岩土体性质横路上滑坡区出露的地层主要有第四系全新统坡积层（Q4dl）、残坡积层（Q4el+dl）和三叠系上统须家河组（T3xj）基岩，各层岩土体的结构、强度和透水性等性质对滑坡的形成和发展起到了关键的控制作用。第四系全新统坡积层（Q4dl）主要分布于滑坡体表面及斜坡中下部，厚度一般为0.5-5m。该层由粉质黏土、碎石土组成，碎石含量约30%-50%，粒径大小不一，多呈棱角状-次棱角状。粉质黏土呈黄褐色、可塑-硬塑状态。由于其是在山坡表面经雨水冲刷、重力搬运等作用堆积而成，结构较为松散，孔隙率较大，透水性相对较好。在降雨条件下，雨水能够迅速渗入土体，使土体饱水，导致土体容重增加，有效应力减小，抗剪强度降低。根据有效应力原理，土体的抗剪强度与有效应力成正比，当孔隙水压力增大，有效应力减小时，土体抗剪强度降低，从而为滑坡的发生提供了有利的物质条件。第四系全新统残坡积层（Q4el+dl）广泛分布于滑坡区，厚度一般在2-10m之间。主要由粉质黏土夹碎石组成，碎石含量20%-40%，粒径以2-20cm为主。粉质黏土颜色较深，多为棕褐色，具有较高的含水量和孔隙比，天然状态下呈可塑状态。残坡积层是基岩风化产物在斜坡上堆积而成，其颗粒组成和结构受地形、风化程度等因素影响较大。在斜坡地带，残坡积层的稳定性相对较差，当受到降雨、地震等外部因素作用时，容易发生变形和滑动。三叠系上统须家河组（T3xj）基岩为砂岩、页岩互层。砂岩呈灰白色、浅灰色，中-细粒结构，主要矿物成分有石英、长石等，颗粒间胶结紧密，岩石强度较高，抗压强度一般在30-80MPa之间。页岩呈灰黑色、黑色，页理发育，主要由黏土矿物组成，岩石的抗风化能力较弱，强度较低，抗压强度一般在5-20MPa之间。砂岩和页岩的互层结构使得地层的力学性质差异较大，页岩作为软弱夹层，在长期的地质作用和外部因素影响下，容易发生软化、泥化，形成潜在的滑动面。在地下水的长期作用下，页岩中的黏土矿物会吸水膨胀，导致页岩的强度进一步降低，当上部砂岩受到一定的下滑力时，就容易沿着页岩层面发生滑动。通过对滑坡体物质的颗粒分析试验可知，滑坡体物质的颗粒级配曲线显示，细颗粒（粒径小于0.075mm）含量约占30%-40%，主要为粉质黏土；粗颗粒（粒径大于2mm）含量约占30%-50%，以碎石为主。这种粗细颗粒混合的组成特征，使得滑坡体的透水性和力学性质具有一定的特殊性。细颗粒含量较高，使得土体具有一定的黏性，能够在一定程度上保持土体的结构；但同时，粗颗粒的存在又增加了土体的孔隙率，提高了透水性。在降雨入渗过程中，粗颗粒之间的孔隙能够迅速传导水分，使土体快速饱水，而细颗粒的黏性又会阻碍水分的排出，导致土体长时间处于饱水状态，从而降低了土体的抗剪强度。4.1.3地质构造条件宝兴县横路上滑坡区域处于龙门山断褶带，地质构造复杂，褶皱和断裂发育，这些地质构造对岩土体的完整性和应力状态产生了深刻影响，是滑坡形成的重要控制因素。区域内褶皱构造较为发育，主要表现为一系列紧密的线状褶皱，轴向多为北东-南西向，与龙门山构造带的总体走向一致。在褶皱构造中，岩层发生弯曲变形，形成背斜和向斜。背斜顶部的岩层因受到拉伸作用，岩石破碎，节理裂隙发育，抗风化能力减弱，容易遭受风化剥蚀。而向斜槽部则因岩石受到挤压，相对较为致密，但在长期的地质作用下，也可能产生一些次生裂隙。横路上滑坡所在区域处于褶皱的翼部，岩层的倾斜为滑坡的发生提供了一定的地形条件。由于岩层的倾斜，岩土体在重力作用下具有一定的下滑趋势，当受到其他因素如降雨、地震等影响时，更容易发生滑动。根据地质力学原理，在褶皱翼部，岩层的倾斜使得岩土体的自重分力在平行于岩层层面方向上有一定的分量，这个分量会增加岩土体的下滑力，降低坡体的稳定性。断裂构造在该区域也十分发育，主要有北东向和北西向两组断裂。北东向断裂规模较大，延伸较长，如龙门山主断裂带，其活动对区域地质构造格局和地震活动有着重要的控制作用。北西向断裂相对规模较小，但同样对岩体的完整性和稳定性产生影响。断裂带附近的岩体由于受到强烈的构造应力作用，岩石破碎，结构松散，形成了大量的构造破碎带。这些破碎带的存在降低了岩体的强度和抗剪能力，成为滑坡潜在的滑动面。横路上滑坡附近可能存在小型断裂或断裂的分支，这些断裂使得滑坡体与周围岩体的连接减弱，增加了滑坡体的不稳定性。在地震等外力作用下，断裂带容易发生错动，进一步破坏滑坡体的结构，引发滑坡的发生或加剧滑坡的滑动。地质构造对滑坡的影响还体现在其对地下水的控制作用上。褶皱和断裂构造改变了地层的原始产状和岩石的透水性，从而影响了地下水的赋存和运移。在褶皱构造中，背斜顶部由于岩石破碎，裂隙发育，常成为地下水的汇聚区；而向斜槽部则可能成为地下水的排泄区。断裂带则是地下水良好的通道，地下水沿着断裂带流动，会对断裂带附近的岩土体产生软化、泥化作用，降低岩土体的强度。在横路上滑坡区域，地下水在地质构造的影响下，可能在滑坡体中富集，增加了滑坡体的含水量和孔隙水压力，降低了土体的抗剪强度，从而促进了滑坡的形成和发展。此外，地质构造的活动还会导致山体的隆升和下降，改变地形地貌，进一步影响滑坡的形成。在区域构造应力的作用下，山体的隆升使得地形高差增大，坡度变陡，增加了岩土体的下滑力；而山体的下降则可能导致地表排水不畅，地下水位上升，对滑坡的稳定性产生不利影响。4.1.4水文地质条件水文地质条件在横路上滑坡的形成过程中起着关键作用，地下水水位、渗流以及动水压力等因素对滑坡的稳定性产生了多方面的影响。宝兴县地下水类型主要有孔隙水、裂隙水和岩溶水。孔隙水主要赋存于第四系松散堆积层中，裂隙水存在于基岩的裂隙中，岩溶水在局部岩溶发育地区较为常见。地下水水位受降水、地形地貌和地质构造等因素控制，变化较为复杂。在降雨入渗的作用下，地下水位会上升，使岩土体处于饱水状态。饱水的岩土体抗剪强度降低，这是因为水对岩土颗粒间的胶结作用产生弱化，且孔隙水压力的增加会减小有效应力。根据有效应力原理，有效应力等于总应力减去孔隙水压力，当孔隙水压力增大时，有效应力减小，土体的抗剪强度随之降低，导致滑坡体的稳定性下降。在一些含有页岩等软弱夹层的地层中，地下水的长期作用会使页岩软化，形成潜在的滑动面，当受到外部因素影响时，就容易引发滑坡。地下水的渗流对滑坡的形成也有重要影响。渗流会改变岩土体的应力状态，产生动水压力。动水压力的方向与渗流方向一致，当动水压力作用于滑坡体时，会对滑坡体施加额外的作用力，促使滑坡的发生。在强降雨后，地下水的渗流速度加快，动水压力增大，可能导致原本处于稳定状态的滑坡体失稳滑动。地下水还可能沿着软弱结构面流动，进一步软化和泥化软弱结构面，降低坡体的抗滑能力。地表水同样对滑坡稳定性产生影响。宝兴县境内河流众多，水系发达，河流的水位和流量受降水、季节变化等因素影响明显。在雨季，河流流量增大，水位迅速上升，对坡脚的冲刷作用增强。当河流对坡脚的冲刷力超过坡脚土体的抗冲刷能力时，坡脚土体被掏空，导致上部坡体失去支撑，稳定性降低，容易引发滑坡。地表径流在坡面上的流动也会对坡体产生冲刷和侵蚀作用，带走坡体表面的松散物质，降低坡体的抗滑能力。为了深入研究水文地质条件对滑坡的影响，对滑坡区域的地下水水位进行了长期监测。监测数据显示，在降雨后，地下水位迅速上升，滑坡体的变形速率也随之增大。通过数值模拟分析，进一步揭示了地下水渗流和动水压力对滑坡稳定性的影响机制。在数值模拟中，考虑了岩土体的渗透性、孔隙水压力分布以及动水压力作用，模拟结果表明，地下水的渗流和动水压力会显著降低滑坡体的稳定性，尤其是在地下水水位较高、渗流速度较快的情况下，滑坡体的稳定性系数明显减小。4.2成因机制分析4.2.1降雨触发机制降雨是横路上滑坡的重要触发因素之一，其对滑坡的影响主要通过改变岩土体的物理力学性质以及产生动水压力来实现。宝兴县年降水量较为充沛，年降水量约为965mm，且降水主要集中在夏季，6-9月的降水量占全年降水量的70%以上。强降雨或连续降雨时，雨水迅速渗入滑坡体。一方面，使得土体的含水量大幅增加，土体容重增大，根据重力计算公式G=\rhoVg（其中G为重力，\rho为土体密度，V为土体体积，g为重力加速度），容重增大导致滑坡体的重力增大，下滑力随之增大。另一方面，雨水入渗会导致孔隙水压力升高，根据有效应力原理\sigma'=\sigma-u（其中\sigma'为有效应力，\sigma为总应力，u为孔隙水压力），孔隙水压力u增大，有效应力\sigma'减小，而土体的抗剪强度与有效应力密切相关，有效应力减小使得土体的抗剪强度降低。相关研究表明，当土体含水量达到一定程度时，其抗剪强度可降低30%-50%。降雨还会产生动水压力。在降雨过程中，地下水的渗流速度加快，动水压力增大。动水压力的方向与渗流方向一致，当动水压力作用于滑坡体时，会对滑坡体施加额外的作用力，促使滑坡的发生。根据达西定律v=ki（其中v为渗流速度，k为渗透系数，i为水力梯度），降雨强度越大，水力梯度i越大，渗流速度v越快，动水压力也就越大。在强降雨后，地下水的渗流速度可能会增加数倍，动水压力的增大可能导致原本处于稳定状态的滑坡体失稳滑动。为了深入研究降雨对滑坡的触发机制，对滑坡区域的降雨量、地下水位以及滑坡体变形进行了长期监测。监测数据显示，在降雨量达到50mm以上的强降雨事件后，地下水位迅速上升，滑坡体的变形速率明显增大。通过建立降雨-地下水位-滑坡变形的关系模型，进一步揭示了降雨触发滑坡的内在机制。当降雨量超过一定阈值时，地下水位上升幅度与降雨量呈正相关，而滑坡体的变形速率又与地下水位上升幅度密切相关，地下水位上升幅度越大，滑坡体变形速率越快。4.2.2地震触发机制宝兴县处于龙门山地震带，历史上发生过多次强烈地震，如“5・12”汶川地震和“4・20”芦山地震，这些地震对横路上滑坡的形成和发展产生了深远影响。地震触发滑坡的机制主要包括以下几个方面：地震产生的地震波在传播过程中，对滑坡体所在的岩体和土体产生强烈的扰动。地震力使得岩土体的结构变得松散，内部的节理裂隙进一步扩张和贯通。根据弹性力学理论，地震波的传播会使岩土体产生复杂的应力应变状态，当应力超过岩土体的强度时，岩土体就会发生破坏。在地震力的作用下，岩土体的抗剪强度降低，这是因为地震使得岩土体颗粒间的连接被破坏，颗粒重新排列，导致内摩擦角和黏聚力减小。研究表明，在强烈地震作用下，岩土体的抗剪强度可降低20%-40%。地震还会改变滑坡体的应力状态。地震力在水平和垂直方向上的作用，使得滑坡体的下滑力增大，抗滑力减小。在水平地震力的作用下，滑坡体受到一个额外的推力，增加了其下滑趋势；垂直地震力则会改变滑坡体的重力分布，使得部分区域的重力分力增大，进一步加剧了滑坡体的不稳定。在地震发生时，水平地震力可能使滑坡体的下滑力瞬间增加数倍，而抗滑力由于岩土体结构的破坏而减小，从而导致滑坡体失稳滑动。地震后的滑坡体，其稳定性系数会显著降低，再次发生滑动的风险大幅增加。这是因为地震对滑坡体的结构造成了不可逆的破坏，使得滑坡体处于一种更加不稳定的状态。地震后的余震也可能对滑坡体产生持续的影响，进一步加剧其变形和破坏。根据中国地震动参数区划图，宝兴县横路上滑坡区域的地震动峰值加速度为0.30g，地震基本烈度为Ⅷ度，未来仍有可能受到较强地震的影响，因此，地震触发滑坡的风险始终存在。4.2.3人类活动触发机制人类工程活动在横路上滑坡的形成和发展过程中起到了重要作用，主要包括道路建设、房屋修建、农业灌溉等活动，这些活动对滑坡稳定性产生了不同程度的影响。在道路建设方面，为满足交通需求，在滑坡区域周边进行了大量的道路开挖和填方工程。道路开挖过程中对坡脚进行切坡处理，破坏了坡体原有的稳定性。坡脚是维持坡体稳定的重要支撑部位，切坡后坡脚的抗滑力减小，根据极限平衡理论，坡体的稳定性系数K=\frac{R}{T}（其中K为稳定系数，R为抗滑力，T为下滑力），抗滑力R减小，而下滑力T在重力作用下基本不变，导致稳定系数K降低，上部坡体在重力作用下的下滑力相对增大，容易引发滑坡。填方工程也会对滑坡稳定性产生影响，不合理的填方位置和方式可能会增加坡体的荷载，改变坡体的应力分布，从而降低坡体的稳定性。房屋修建活动同样对滑坡稳定性产生影响。在滑坡体上或其周边进行房屋建设时，平整场地、基础开挖等施工活动会破坏岩土体的原有结构，增加坡体的扰动。房屋的重量也会对坡体产生附加荷载，特别是当房屋集中建设在滑坡体的上部时，会增大滑坡体的下滑力。根据土力学原理，附加荷载会增加坡体内部的应力，当应力超过岩土体的强度时，就会导致坡体变形和破坏。房屋建设过程中产生的弃土、废渣等如果随意堆放在坡体上，也会增加坡体的重量，影响其稳定性。农业灌溉在该区域较为普遍，不合理的灌溉方式会对滑坡稳定性产生负面影响。长时间的大水漫灌或灌溉渠道漏水，会使大量水分渗入滑坡体。水分的入渗会增加土体的含水量，导致土体容重增大，下滑力增加。孔隙水压力也会随着水分的入渗而升高，有效应力减小，土体的抗剪强度降低。灌溉水还可能沿着岩土体的裂隙和软弱结构面流动，进一步软化和泥化这些部位，降低坡体的抗滑能力。五、横路上滑坡稳定性研究5.1定性分析5.1.1降雨与地下水影响降雨对横路上滑坡稳定性的影响极为显著。宝兴县年降水量充沛，达965mm左右，且降水集中在夏季，6-9月降水量占全年70%以上。强降雨或连续降雨时，大量雨水迅速渗入滑坡体。雨水入渗使土体含水量大幅增加，根据G=\rhoVg，土体容重增大，滑坡体重力增大，下滑力随之增大。雨水入渗导致孔隙水压力升高，依据有效应力原理\sigma'=\sigma-u，孔隙水压力u增大，有效应力\sigma'减小，而土体抗剪强度与有效应力密切相关，有效应力减小使得土体抗剪强度降低。有研究表明，土体含水量达到一定程度时，其抗剪强度可降低30%-50%。降雨还会产生动水压力。降雨过程中，地下水渗流速度加快，动水压力增大。根据达西定律v=ki，降雨强度越大，水力梯度i越大，渗流速度v越快，动水压力也就越大。强降雨后，地下水渗流速度可能增加数倍，动水压力增大可能导致原本稳定的滑坡体失稳滑动。地下水同样对滑坡稳定性产生重要影响。宝兴县地下水类型多样，包括孔隙水、裂隙水和岩溶水。孔隙水主要赋存于第四系松散堆积层，裂隙水存在于基岩裂隙，岩溶水在局部岩溶发育地区常见。降雨入渗使地下水位上升，岩土体饱水，抗剪强度降低。在含有页岩等软弱夹层的地层中，地下水长期作用会使页岩软化，形成潜在滑动面，受外部因素影响时易引发滑坡。地下水渗流会改变岩土体应力状态，产生动水压力。动水压力方向与渗流方向一致，作用于滑坡体时，会施加额外作用力，促使滑坡发生。通过对滑坡区域地下水水位的长期监测发现，降雨后地下水位迅速上升，滑坡体变形速率也随之增大。数值模拟分析进一步揭示，地下水渗流和动水压力会显著降低滑坡体稳定性，尤其在地下水水位较高、渗流速度较快时，滑坡体稳定性系数明显减小。5.1.2断裂与地震影响横路上滑坡区域处于龙门山断褶带，断裂和地震活动对滑坡稳定性影响重大。区域内断裂构造发育，主要有北东向和北西向两组断裂。北东向断裂规模大、延伸长，如龙门山主断裂带，其活动控制区域地质构造格局和地震活动；北西向断裂规模相对较小，但同样影响岩体完整性和稳定性。断裂带附近岩体受强烈构造应力作用，岩石破碎，结构松散，形成大量构造破碎带。这些破碎带降低岩体强度和抗剪能力，成为滑坡潜在滑动面。横路上滑坡附近可能存在小型断裂或分支，减弱滑坡体与周围岩体连接，增加不稳定性。地震等外力作用下，断裂带易发生错动，进一步破坏滑坡体结构，引发或加剧滑坡滑动。地震是影响滑坡稳定性的关键因素之一。宝兴县处于龙门山地震带，历史上发生多次强烈地震，“5・12”汶川地震和“4・20”芦山地震对横路上滑坡区域影响显著。地震产生的地震波扰动滑坡体所在的岩体和土体，使岩土体结构松散，内部节理裂隙扩张贯通。根据弹性力学理论，地震波传播使岩土体产生复杂应力应变状态，应力超过岩土体强度时，岩土体发生破坏，抗剪强度降低。研究表明，强烈地震作用下，岩土体抗剪强度可降低20%-40%。地震还改变滑坡体应力状态。地震力在水平和垂直方向作用，使滑坡体下滑力增大，抗滑力减小。水平地震力施加额外推力，增加下滑趋势；垂直地震力改变滑坡体重力分布，部分区域重力分力增大，加剧不稳定。地震发生时，水平地震力可能使滑坡体下滑力瞬间增加数倍，抗滑力因岩土体结构破坏而减小，导致滑坡体失稳滑动。地震后的滑坡体稳定性系数显著降低，再次滑动风险大幅增加。这是因为地震对滑坡体结构造成不可逆破坏，使其处于更不稳定状态。地震后的余震也持续影响滑坡体，加剧其变形和破坏。根据中国地震动参数区划图，宝兴县横路上滑坡区域地震动峰值加速度为0.30g，地震基本烈度为Ⅷ度，未来仍可能受较强地震影响，地震触发滑坡的风险始终存在。5.1.3人类工程活动影响人类工程活动在横路上滑坡稳定性方面扮演着重要角色，主要涵盖道路建设、房屋修建、农业灌溉等活动，这些活动对滑坡稳定性产生了不同程度的负面影响。在道路建设过程中，为满足交通需求，在滑坡区域周边开展了大量的道路开挖与填方工程。道路开挖时对坡脚进行切坡处理，严重破坏了坡体原有的稳定性。坡脚作为维持坡体稳定的关键支撑部位，切坡后其抗滑力大幅减小。依据极限平衡理论，坡体的稳定性系数K=\frac{R}{T}，抗滑力R减小，而下滑力T在重力作用下基本不变，致使稳定系数K降低，上部坡体在重力作用下的下滑力相对增大，极易引发滑坡。填方工程同样会对滑坡稳定性造成影响，不合理的填方位置和方式可能增加坡体荷载，改变坡体应力分布，进而降低坡体的稳定性。房屋修建活动也对滑坡稳定性产生了不可忽视的影响。在滑坡体上或其周边进行房屋建设时，平整场地、基础开挖等施工活动会破坏岩土体的原有结构，增加坡体的扰动。房屋的重量会对坡体产生附加荷载，特别是当房屋集中建设在滑坡体的上部时，会显著增大滑坡体的下滑力。根据土力学原理，附加荷载会增加坡体内部的应力，当应力超过岩土体的强度时，就会导致坡体变形和破坏。房屋建设过程中产生的弃土、废渣等若随意堆放在坡体上，也会增加坡体的重量，影响其稳定性。农业灌溉在该区域较为普遍，然而不合理的灌溉方式会对滑坡稳定性产生负面影响。长时间的大水漫灌或灌溉渠道漏水，会使大量水分渗入滑坡体。水分的入渗会增加土体的含水量，导致土体容重增大，下滑力增加。孔隙水压力也会随着水分的入渗而升高，有效应力减小，土体的抗剪强度降低。灌溉水还可能沿着岩土体的裂隙和软弱结构面流动，进一步软化和泥化这些部位，降低坡体的抗滑能力。5.2定量评价5.2.1计算模型确定滑坡稳定性计算模型的选择至关重要，其直接影响到计算结果的准确性和可靠性。在本次对宝兴县横路上滑坡的稳定性研究中，综合考虑滑坡的地质条件、变形特征以及计算方法的适用范围，选用极限平衡法和数值模拟法进行定量分析。极限平衡法是目前应用最为广泛的滑坡稳定性分析方法之一，它基于刚体极限平衡理论，将滑坡体视为刚体，通过分析滑坡体在各种力的作用下的平衡状态来计算稳定系数。该方法计算原理相对简单，物理概念清晰，且有较为成熟的理论和经验公式，在工程实践中积累了大量的应用案例。对于横路上滑坡这种具有明确滑动面、地质条件相对清晰的滑坡，极限平衡法能够较为准确地计算出滑坡在不同工况下的稳定系数，为稳定性评价提供重要依据。在具体计算过程中，选用瑞典条分法和毕肖普条分法。瑞典条分法是最早提出的极限平衡方法之一，它将滑坡体划分为若干个垂直土条，不考虑土条之间的相互作用力，通过对每个土条进行受力分析，建立力矩平衡方程来求解稳定系数。毕肖普条分法则在瑞典条分法的基