６ 西部探矿工程 ２０１０年第５期 某滑坡成因机制及稳定性分析与评价 孙维兵 （ｆ－州地质勘察基础工程公司，广东广州５１００７５） 摘要：针对某水电站坝址区内一滑坡的成因机制进行了分析，并对其在水库蓄水后的稳定性进行了 分析和评价，为其他类似工程提供了一定的借鉴作用。 关键词：滑坡；成因机制；稳定性分析 中图分类号：Ｐ６４２．２２文献标识码：Ｂ文章编号：１Ｏ０４—５７１６（２Ｏ１Ｏ）Ｏ５—Ｏ０Ｏ６一Ｏ３ 某水电站坝址地处横断山脉东部的高山峡谷区，受 地形地貌、地层岩性和地质构造的影响，区内山高坡陡， 物理地质作用较为强烈，崩塌、滑塌现象较为普遍。因 此，边坡稳定问题是该电站主要工程地质问题之一。拟 研究滑坡为一规模巨大的古滑坡，滑塌体积达２０００× １Ｏ ｍ３左右。 １滑坡地层岩性 工程区地层以区域性浅变质地槽型沉积构造为主， 岩浆活动微弱。地层以奥陶系、二叠系、三叠系较发育， 分布较广。工程区地层岩性主要为奥陶系下统的变质 石英砂岩、板岩夹千板岩，志留系板岩、千板岩夹硅质板 岩、灰岩，二叠系厚层灰岩，三叠系的上统曲嘎寺组中一 厚层夹薄层状灰岩，少量石炭系灰岩夹板岩。 第四系地层分布较广泛，主要分布于右岸缓坡地带 及河床、沟床，成因类型较复杂，厚度和结构变化较大， 按时代及成因类型可分：冰水积（ ）、冲洪积（Ｑｉ ｐ】）、 崩坡积（Ｑ ）和坡、残积（Ｑ ）等。 ２滑坡特征及成因机制分析 ２．１滑体特征 孤石分布（整体滑塌而致）。 钻孔揭示：滑体组成物质岩性复杂，结构较为紧密， 可分为３层。上部为块（孤）石土，中部为棕黄色粉质粘 土夹碎块（砾）石，下部为解体强烈的基岩，成份主要为 灰岩块、碎石和土及少量的板岩岩屑。 ２．２滑床特征 据地质测绘和钻孔资料分析，滑床形态特征主要受 本区地质构造情况控制。岩层产状变化较大，总体产 状：Ｎ４０。～５０。Ｗ／ｓＷ ６０。～７０。，与岸坡走向呈２５。～ ３５。交角。主要发育Ｎ４０。～５Ｏ。Ｗ／ｓｗｇ５０。＂－－７０。（层面 及行层面的剪切带）、Ｎ５。～１Ｏ。ｗ／ＳＷ（ＮＥ） ６０。～ ７Ｏ。、Ｎ４０。～５ＯＷ ５０。～７Ｏ。三个方向的节理。 受上述因素的影响，滑床在主滑剖面上呈不规则的 从地貌形态看，滑坡呈陡缓相间的台阶状，其前缘 向河床突出，河道向右弯曲呈弧形，坡脚高程２２１５ｍ。 滑坡体后缘高程２５００￣３０００ｍ，地形呈槽状，坡度３４。～ ３６。。滑坡堆积体顶部（２４００￣２４５０ｍ高程）为一斜坡状 台地，坡度ｏ～１Ｏ。，长、宽约２００ｍ。滑坡体下部由于河 水冲刷、强烈切割，以及岸坡再造，形成较为稳定的斜坡 地带，坡度３０。～４５。，沿河上游河岸坡度陡峭。上游侧 高程２３１０￣２３５０ｍ坡度较缓，坡度１５。～２Ｏ。，表层堆积 有２～４ｍ的粉土及砂砾石层，下游侧滑坡堆积体边缘 为沟形地貌，可见零星残留Ⅱ级阶地的卵（碎）砾石。滑 坡前缘坡脚处分布有较多的溶蚀洞穴，说明高水位大致 在２２２０ｍ左右。滑舌部位分布有较多的崩塌物质，并 见有软硬相间的砂板岩巨石和带有层问揉皱的巨型块、 曲面，在纵向上，滑床后部为断层影响带所形成的顺坡 向斜坡，岩体受断层影响形成的滑床与断层产状近于一 致，地表浅部以断层对附近地层的切割为界。滑体中部 在风化卸荷作用下，上部岩体呈强风化卸荷状，加上层 间板岩抗风化能力较低，易形成滑床顶部软弱面（滑 带），滑床为顺坡向倾斜的岩层面。前部滑床沿茸德断 层及基岩面展布，断层及其影响带可能构成部分滑带。 在横向上滑床呈宽浅的“Ｕ”型，上游侧沿产状Ｎ４０。～ ５Ｏ。ｗ／Ｓｗ ５０。～７Ｏ。的基岩层面展布；中上部迁就于 Ｎ５。～１０。ｗ／ｓｗ（ＮＥ） ６０。～７Ｏ。的节理面和部分岩 （层）面所组成的结构面；下游侧主要追踪产状Ｎ４０。～ ５０。Ｅ／ＮＷＺ５０。～７Ｏ。的节理面等相对软弱结构面展布。 滑床的槽状地形与本区山坡和陡崖常沿层面与裂隙等 相对软弱结构面发育是一致的。 ２．３滑坡成因机制分析 从滑坡的发育特征可以看出：该滑坡滑动方式比较 复杂，前期以整体推动式基岩滑动为主；后期滑体上部 又堆积了较多的第四系松散物并发生过多次以牵引式 为主的滑动。产生滑坡的原因主要有： ２０１０年第５期 西部探矿工程 ７ （１）层间软岩夹层及层面构成了潜在滑移面。滑动 Ｎ４０。～５Ｏ。Ｅ／ＮＷ￣５０。～７Ｏ。。滑坡后缘发育有一推测 断层，总体产状：Ｎ５０。ｗ／ｓｗ￣６０。～７Ｏ。。①、③组裂隙 分别构成上、下游侧切割面，②组裂隙和断层及其影响 前，岸坡基岩为二叠系冈达概组（Ｐｚｇ）薄一厚层状灰岩、 灰岩夹板岩、硅质岩。由于本区地质构造发育，物理地 质现象作用强烈，风化、卸荷普遍。在软硬相间的厚层 灰岩夹薄层板岩层中，二者风化和变形结果不同，较硬 的厚层状灰岩易造成节理的拉裂张开及卸荷崩塌，较软 的薄层状板岩侧易造成风化剥蚀和次生成土，各种地质 营力长期作用的结果，进一步加剧了降雨的渗入和岩体 的风化，恶化了软岩夹层的地质条件，形成潜在顺层滑 移面。 带形成后缘切割面，兼具滑动面的作用，滑坡下部发育 的断层及影响带，岩体破碎、风化强烈，断层的切割分离 不但造成岸坡基岩断脚临空，也构成前缘部分滑带。 （３）有利的地形地质条件。滑坡区地形高差悬殊， 势能较大。当滑体在重力作用下顺层面发生滑移变形 时，在下部断层破碎带剪出，形成突发性的高速滑坡。 从地貌形态及滑塌物质分布情况看，该滑坡为整体推动 式基岩滑坡。滑体两侧有冲沟切割，使滑坡周围形成有 利于滑动变形的地质边界条件。地震、降雨渗入等影响 也是岸坡变形破坏的诱发因素，在各因素综合作用下， 最终引起边坡失稳，形成滑坡。见图１。 ２．４滑坡体岩土物理力学参数（见表１） （２）多种结构面的发育组合成有利滑动的边界条 件。滑坡区为斜顺向坡基岩地层，总体产状：Ｎ４０。～５０。 Ｗ／ＳＷ（ＮＥ） ６０。～７Ｏ。，产状变化较大，揉皱较发育， 主要发育３组裂隙：①Ｎ４０。～５Ｏ。ｗ／ＳＷ（ＮＥ） ５Ｏ。～ ７０。（层面）；②Ｎ５。～１０。Ｗ／ＳＷ（ＮＥ）／６０。～７０。；③ ２４００ 一 ｇ 惺２３０Ｏ 距离（ｍ） 图１滑坡整体性破坏模式图 表１滑坡体岩土物理力学参数表 （下转第１Ｏ页） １０ ６结论与启示 西部探矿工程 参考文献： ２０１０年第５期 清水川电厂边坡初期变形为坡体开挖后应力重分 布导致的坍塌、崩塌和顶部黄土沿基岩界面的滑塌，经 过削方和施工加固措施，边坡处于稳定状态。２００７年 ［１］王志荣，王念秦．黄土滑坡研究现状综述［Ｊ］．中国水土保 持ＳＷＣＣ，２００４（１１）． 清水川边坡再次出现坡面裂缝，框架梁断裂，雨水渗入 断层带，降低断层带强度，边坡上部岩土体顺断层产生 后坐。该边坡不会产生顺坡向破坏，其变形并不对下部 清水川电厂的安全构成威胁。提高断层带的强度可有 效地控制边坡变形。 反倾向不活动断层对于边坡稳定是有利的，在以往 Ｅ２］郭建军．我国热流固耦合研究［Ｊ］．中国科技论文在线． ［３］柴军瑞．大坝及其周围地质体中渗流场与应力场耦合分析 研究综述［Ｊ］．水利水电科技进展，２００２，２２（２）． ［４］刘涛，杨凤鹏，李贵敏，等．精通ＡＮＳＹＳＦＭ］．清华大学出 版社，２００２． ［５］王恭先，徐峻龄，刘光代，李传珠．滑坡学与滑坡防治技术 ［Ｍ］。中国铁道出版社，２００４． ［６］徐邦栋．滑坡分析与防治ＥＭ］．中国铁道出版社，２００１． 边坡设计和施工中将其作为有利因素考虑，往往忽略了 反倾向断层也可能会导致边坡变形的可能。岩土工作 者们在今后的工作中对于反倾向断层也应该给予足够 的重视。 收稿日期：２００９－０４－１０ 作者简介：王红梅（１９７９－）。女。工程师，现从事岩土工程专业工作。 （上接第７页） ３滑坡稳定性分析与评价 状态。计算结果还表明：地震因素对滑坡体稳定性影响 较为显著，地下水位的抬升对滑坡体稳定性具有一定的 影响，但不显著，地下水对滑坡体稳定性更明显的影响 表现在滑面泥质夹层强度的降低。 水库蓄水后，滑坡堆积体水文地质条件改变不大， 岸坡不会产生大规模的变形失稳现象。 滑坡前部由于库水位频繁升降，土体强度降低，动 水压力增大，将会有一定的岸坡再造现象。 ３．１计算方法 选择摩根斯顿一普赖斯（Ｍｏｒｇｅｎｓｔｅｒｎ－－Ｐｒｉｃｅ）法 进行滑坡稳定性验算。上述方法能分析特殊结构面（层 面折线）对滑坡的稳定性影响，尤其是地表水、地下水的 作用可在岸坡稳定分析中自动计算。该方法还可以分 析地震力对滑坡稳定性的影响，比较客观地反映了各种 控制岸坡稳定因素的作用。以滑面上部实测边界和结 构面产状为依据，中部以滑体上钻孔揭露的滑面作控 制，剪出口选择河岸边２２２０ｍ高程溶蚀洞穴发育和砂 土含量较多的软弱部位，进行整体稳定性分析。根据水 库运用方式，滑坡稳定计算条件主要考虑了自然状况和 库水位在２２２４ｍ高程条件下与加地震荷载不同组合的 安全系数。 ３．２计算结果（见表２） 表２滑坡整体破坏稳定性计算成果表 参考文献： ［１］孙广忠．工程地质与地质工程ｒＭ－］．地震出版社，１９９３． ［２］黄润秋．２Ｏ世纪以来中国的大型滑坡及其发生机制［Ｊ］．岩 石力学与工程学报，２００７，２６（３）． ［３］林韵梅．实验岩石力学［Ｍ］．北京：煤炭工业出版社，１９８８． Ｇｅｎｅｔｉｃ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ａ Ｌａｎｄｓｉｄｅ ＳＵＮ Ｗｅｉ－ｂｉｎｇ 库 ｍ （Ｃｒｕａｎｇｚｈｏｕ Ｇｅｏｌｏｇｉｃ Ｓｕｒｖｅｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ， Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ ５ １００７５，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｓｉｓｅｓ ｔｈｅ ｇｅｎｅｔｉｃ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ａ ｌａｎｄ— ｓｉｄｅ ｉｎ ａ ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ ｓｔａｔｉｏｎ ｄａｍ ｓｉｔｅ ａｎｄ ｅｖａｌｕａｔｅｓ ｉｔｓ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｉｓ ｓｌｕｉｃｅｄ．Ｔｏ ｓｕｐｐｌｙ ｓｏｍｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ ｆｏｒ ｏｔｈｅｒ ３．３稳定性分析评价 ｓｉｍｉｌａｒ ｐｒｏｊｅｃｔｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｌａｎｄｓｌｉｄｅ；ｇｅｎｅｔｉｃ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ；ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ 滑坡体自然条件下整体处于稳定状态，这和滑坡体 上未发现有变形迹象是吻合的。当库水位在设计高水 位（２２２５ｍ）时，安全系数仍大于１．Ｏ３，滑坡仍处于稳定 收稿日期：２００９—０３—２５ 作者简介：孙维兵（１９８０－），男，助理工程师，现从事地质勘察技术工作。
