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摘要：蓝天花园滑坡地质灾害直接威胁人口100～500人，威胁财产2000万元以上，危害性较大。通过现场调查及勘查，查明了该滑坡特性，分析了滑坡形成机制、破坏模式和稳定性;结合反演分析，提出了岩土物理力学参数的取值;通过稳定性计算分析[1]，滑坡处于不稳定～基本稳定状态。针对该滑坡特性及现场条件，提出裂缝封堵+桩板墙+截、排水沟的治理方案。

关键词：滑坡特征、变形机制、稳定性计算、敏感性分析

引言

株洲市蓝天花园滑坡变形出现在2015年2月，当时滑坡前缘的挡土墙外移并开裂，斜坡上专家楼前出现裂缝，之后因未采取有效工程措施进行治理，滑坡进一步向后缘和侧缘发展，规模进一步扩大，现前缘的挡土墙仍在外移，裂缝数量增加、长度和宽度扩大，且出现了鼓胀，绿化带土体鼓胀形成鼓丘、路沿石上浮、外倾，滑坡后缘和左侧后缘开裂下错，造成滑体上及横跨后缘和左侧后缘的4栋8户专家楼不同开裂、受损，修复的柏油路和挡土墙再次下沉开裂。滑坡造成的直接经济损失在200万元以上。为尽快消除地质灾害隐患，保护坡顶住户的生命财产安全，对该滑坡进行滑坡特征与变形机制分析十分必要，并为工程治理提供依据。

一、研究区地质条件

（一）自然地理条件

项目区位于湖南省株洲市芦淞区枫溪大道蓝天花园的西南侧，滑坡中点地理坐标为：东经113°09'10.47"，北纬27°44'47.61"。滑坡区位于城市主干道旁，交通便利。滑坡所在区域为构造剥蚀丘陵岗地地貌，滑坡后缘高程96.82～99.68m，前缘高程79.11～80.13m，相对高差约20.57m。滑坡区植被主要为景观高大樟树、灌木等。

（二）地质环境条件

1、地质构造

根据区域地质资料和勘查结果，滑坡区内区域地质构造复杂，勘查区属于黄塘～均坝构造隆起带的西侧。该隆起带位于株洲坳陷盆地之东，属于浏阳～衡东新华夏系构造隆起的一部分。隆起带走向为北北东20°左右，有元古界及花岗岩构成。边缘分布有古生界及新生界地层。被卷入这一隆起的有早期生成的华夏系构造、东西向构造、莲花状旋卷构造、北溪乡构造等。在隆起西部与株洲新华夏系坳陷构造交界地带，新华夏系断裂尤其发育。受断层发育的影响，岩体破碎且风化碎屑中含大量硬质岩透镜体。区内新构造运动不明显，属相对稳定地块。

2、岩土体特征

根据本次勘查钻探揭露成果，研究区的主要岩土体为第四系素填土（Q4ml）：黄褐色-红褐色，松散，稍湿-湿，成分主要为粉质黏土，局部含少量砾石，砾径5-10mm，含量一般为10%～15%。层厚0.30～15.00m。第四系粉质黏土（Qpel+dl）：为残坡积成因。黄褐色，硬可塑-硬塑，稍有光泽，无摇振反应，干强度及韧性中等，局部含15%砂岩角砾，粒径5-20mm。磨圆度好。该层土体结构较松散，透水性相对较好。

下伏基岩为石炭系樟树湾组（Czz）炭质泥岩、炭质页岩、粉砂质页岩、泥岩、石英砂岩夹泥灰岩。按风化程度分为全风化、强风化和中风化岩体。全风化炭泥质岩（Czz）：黄褐色、灰褐色、灰黑色，原岩结构构造已破坏，岩芯呈硬塑土状，其中夹未风化完全的石英砂岩碎石或块石。强风化炭泥质岩（Czz）：灰黑色、黑丝、褐黄色。岩体破碎，呈碎石夹土状，岩质极软，其中夹中风化石英砂岩。中风化石英砂岩（Czz）：灰白色-灰褐色，岩体较破碎（部分较完整），岩芯呈碎块或短柱状，岩质坚硬。冷家溪群小木坪组（Ptxz）板岩、条带状板岩夹粉砂岩。按风化程度可分为全风化板岩和强风化板岩。全风化板岩（Ptxz）：黄褐色-灰褐色，呈硬塑土状，有残余结构强度，局部夹强风化板岩碎石。强风化板岩（Pt）：灰褐色-灰绿色，钻进较快，岩体破碎，呈碎石夹土状，岩质极软。

3、水文地质特征

滑坡治理区主要有松散层孔隙潜水和基岩裂隙水两类。基岩裂隙水又可以分为碎屑岩基岩裂隙水和浅变质岩基岩裂隙水两个亚类。松散层孔隙潜水：赋存于第四系残坡积松散层中，属松散岩类孔隙潜水。含水层为粉质黏土和填土，具有一定的透水性，主要补给来源为大气降水，含水量贫乏。碎屑岩基岩裂隙水：滑坡区内基岩裂隙水主要赋存于石炭系下统樟树湾组（CZZ）炭泥质岩的风化裂隙中。浅变质岩基岩裂隙水：滑坡区内浅变质岩裂隙水主要赋存于冷家溪群小木坪组（Ptxz）板岩的裂隙中，受风化裂隙的性状控制，含水空间多呈网状分布。

二、滑坡体特征

（一）形态特征及边界条件

滑坡平面形态呈扇形，主滑方向226°。滑坡的边界基本清晰，滑坡后缘和左侧缘以拉张、剪张裂缝为界，前缘位于挡土墙墙脚至人行道路缘石附近，滑坡右侧缘现状还未出现明显裂缝和下错迹象，说明尚未完全贯通，其边界位置按右后侧缘裂缝走向延伸推测。如此滑坡纵长约80m，前缘宽约135m，后缘宽约60m，面积约7000m2，滑体平均厚度约8.5m，体积约6.0×104m3，为小型浅层推移式岩土混合型滑坡。

（二）变形特征

滑坡的变形形迹在后缘及左后侧缘主要是拉涨裂缝及造成的房屋墙体、地面开裂、立柱错断歪斜、小区路面开裂、下错、挡土墙损毁重建、砖砌护面墙倾倒，前缘则是造成挡土墙滑移、开裂、鼓胀，地面鼓胀形成鼓丘，造成路沿石上浮、隆起、外倾。

勘查期间选取15个钻孔进行了深部位移监测[2]，监测代表性结果见图1。监测结果表明：滑坡内的CX2、CX12和ZK28等3个钻孔均有明显的位移，位移幅度1.0mm～4.0mm，其中钻孔ZK28位移幅度最大，达到4mm;各孔的位移深度分别为8.5m左右、6.5m左右和6.0m左右，与钻孔揭露的滑带位置吻合。说明滑带位置准确，同时滑坡仍在缓慢下滑，对滑坡进行治理具有必要性和紧迫性。

（三）物质结构组成特征

1、滑体

滑体土主要由素填土、粉质黏土、全风化炭泥质岩和强风化炭泥质岩组成。素填土：黄褐色-红褐色，松散，稍湿-湿，成分主要为粉质黏土，局部含少量砾石，砾径5-10mm，含量10%。土体结构较松散，透水性好。粉质黏土：黄褐色，硬可塑-硬塑，稍有光泽，无摇振反应，干强度及韧性中等，局部含15%砂岩角砾，粒径5-20mm。全风化炭泥质岩：黄褐色-灰褐色，原岩结构构造已破坏，岩芯呈硬塑土状，其中夹未风化完全的石英砂岩碎石、块石和透镜体。强风化炭泥质岩：组成岩性为炭质泥岩，灰黑色，岩体破碎，呈碎石夹土状，岩质极软，局部夹中风化石英砂岩、泥灰岩岩块或透镜体。

2、滑带

滑坡的岩性复杂，全风化岩体中夹有大量强风化甚或中风化岩岩块或透镜体，强风化岩体中夹有大量全风化岩体或全风化条带。滑带土的岩性为炭质黏性土，土体湿润，含水量较大，抗剪强度低，轻探击数为4击/10cm左右。

3、滑床

根据野外调查及勘探揭露：滑坡的滑床主要由石炭系樟树湾组全风化及强风化炭泥质岩组成，局部由素填土和粉质黏土组成。

三、滑坡形成机制

（一）变形机制分析

勘查区原始地形坡度较缓，人类工程活动形成了边坡，改变了降水排泄条件，挡土墙结构强度不足，基础埋深较浅，支挡能力难满足荷载要求;组成斜坡的岩土体结构及其含水性、透水性差异较大，素填土、粉质黏土和强风化岩或块石多的岩体，透水性相对较好，有利于大气降水入渗和渗透，全风化炭泥质岩透水性差，在滑坡区属于相对隔水层，降水下渗后，往往在素填土与下覆岩土体之间和粉质黏土、强风化岩（或块石含量多的岩体）与全风化岩接触界面之间汇集、渗透，使岩土体膨胀软化并形成软弱结构面，软弱结构面成为潜在滑移面，随着含水量的增大和浸泡时间的增加，潜在滑移面继续软化，抗剪强度不断下降，当软弱结构面的抗滑力小于软弱结构面上覆岩土体自重的的下滑力时，软弱结构面上覆岩土体就沿软弱结构面下滑而形成滑坡。

（二）稳定性影响因素

1、地层岩性因素

不良的地质环境条件是形成滑坡地质灾害的主因。滑坡区有一断裂构造通过，该断层为正层。受该断层影响滑坡区内岩体较破碎，完整性差。

第四系素填土结构松散，含水性与透水性较滑坡区的其他岩土体好;第四系残坡积粉质黏土结构较松散，岩块含量高的岩体和强风化岩岩体破碎，节理裂隙发育，含水性和透水性较全风化炭泥质岩要好;而全风化岩炭泥质含量高，黏土矿物丰富，其中孔隙多而小，残留裂隙发育但充填良好，含水性和透水性相对于滑坡区的其他岩土体要差。因此降水后，下渗的雨水易在透水性差异层的界面汇集、渗流，软化岩土体而形成软弱结构面，软弱结构面产生剪切破坏形成滑坡。

2、地形地貌因素

滑坡所处的斜坡坡度较缓，且修建有小区道路与排水沟，地形条件有利于大气降水汇集、入渗，入渗的降水增加岩土重度，降低岩土体强度，加速岩土体的破坏，促进滑坡的形成。

3、人类工程活动

首先修建房屋等工程建设改造原始地形地貌，使得地貌面目全非。在斜坡上填方和切方形成了切、填方边坡，使得岩土体处于临空状态，为滑坡的型形成奠定了基础。

其次，工程建设修建了小区道路、地基平台，减慢了落到地面降水的流速，甚至囤积降水，增加了降水的入渗时间和入渗量，增加岩土体浸泡的时间和浸泡厚度，加速岩土体的软化和边坡失稳形成滑坡。

再次，工程建设修建了截、排水沟，由于水沟质量或土体沉降或滑坡破坏，导致水沟渗漏，使得原始状态下可以顺坡流淌排泄的降水汇集起来集中灌入地下，增加了降水的入渗量，加速岩土体的软化和边坡失稳形成滑坡。

4、大气降水

大气降水是滑坡发生的诱发因素。如前所述，降水增加岩土体重度、降低岩土体强度，在透水性不同的岩土体界面附近汇集、渗流，浸泡软化岩土体，形成软弱结构面，最终导致软弱结构面差安生剪切破坏、软弱结构面上的岩土体失稳下滑诱发滑坡。

综上所述，地层岩性特征和地形地貌条件是滑坡形成的基础，人类工程活动是滑坡变形滑移的外在影响因素，降雨是滑坡产生诱因。

（三）破坏模式分析

滑坡的变形主要表现为后缘和滑体上部拉张、下错，并产生大量拉张裂缝，滑坡前缘挡土墙鼓胀、开裂，地面隆起等，但滑坡后缘及上部的变形大于滑坡前缘，表现出滑坡上部的岩土体滑动挤压下部产生变形，因此是典型的推移式滑坡。结合滑坡的物质组组成及滑体厚度判定，滑坡属于小型浅层推移式土质滑坡。

四、稳定性计算

（一）反演分析

滑坡采用B3-B3'计算剖面做反演分析[3]，取工况Ⅱ：自重+暴雨，即持续降水使滑带土饱和，稳定系数取0.900-1.000之间，c、φ值取饱和抗剪指标，饱和c值按11.0～15.0取值;φ值按5.5～9.5取值。反演成果见表1。

（二）敏感性分析

影响滑体稳定性的主要因素包括滑带抗剪强度参数（c、φ值）、滑体饱水情况及滑体容重的变化等，其中，滑体容重的确定主要根据土工试验，因此，其取值相对较准确，而c、φ值的影响因素较复杂，因此，本次勘查主要以c、φ值作分析，研究其对滑坡稳定性的作用。计算中选取B1-B1’、B3-B3'剖面作为计算的基础。利用表1的稳定性系数计算c、φ值的斜率。计算结果见表2。

从表2可以看出：滑坡体的内摩擦角对稳定系数的影响大于黏聚力。当c值保持不变时，φ值增加1°，稳定系系数变化率约为2.13%～2.50%。当φ值保持不变时，c值增加1，稳定系系数变化率约为6.73%～8.38%，即φ值较c值对稳定系数的影响更显著，φ值是c值的3.16倍～3.35倍。综上所述，φ值对稳定系数的影响最大，更敏感，c值次之。

（三）稳定性计算

滑坡稳定性计算选取B1-B1'、B2-B2'、B3-B3'、B4-B4'、B5-B5'等8条剖面进行稳定性计算，为工程治理提供依据。依照计算剖面中滑动面转折、地形变化情况将计算剖面进行条分。

考虑蓝天花园滑坡的滑动面为折线型，因此参照《滑坡防治工程勘查规范》[4]，采用传递系数法（折线型条分法）的计算模型（见稳定性计算模型：折线型滑动面），对滑坡进行稳定性计算。剩余下滑力按《滑坡防治工程设计与施工技术规范》[5]推荐的公式计算。

根据定量计算并结合现场定性判断，滑坡天然工况下处于稳定状态，坡体在暴雨作用下极有可能发生滑动，需进行工程治理。

五、防治措施

根据本次勘查，在掌握滑坡形成机制和主要诱发因素基础上，同时充分考虑了施工条件、当地环境保护、土地利用及居民生活居住环境等情况下，提出的治理方案叙述如下：

滑坡用“裂缝封堵+桩板墙+抗滑桩[6]+截、排水沟”方案。即将滑坡后缘及滑坡体上的裂缝封堵;将浆砌片石挡土墙拆除后在挡土墙位置设置一排桩板墙或保留现有挡土墙在挡土墙后设置一排桩板墙;在39#、40#房前和43#～48#房前各设置一排抗滑桩，以确保滑坡稳定，控制滑体变形，保护专家楼;将滑坡后缘损坏的排水沟、沉沙井修复、加固，同时将房屋周边的排水系统恢复、完善。

六、结束语

针对该滑坡特征及现场条件，建议该滑坡采用“裂缝封堵+桩板墙+抗滑桩+截、排水沟”的治理方案。

参考文献

[1]露天边坡大型滑坡稳定性分析与治理方案[J]. 贾住平，郑禄璟，郑禄林.金属矿山.2014（05）

[2]基于深部位移监测的滑坡形成机制分析与稳定性评价[J]. 薛涛，王振华，孙萍，王博超.中国地质灾害与防治学报.2017（01）

[3]基于瑞典条分法的滑坡稳定性反演分析及评价[J] 龚颖，刘铁军，张建同 建筑施工. 2019，41（01）

作者简介：刘庭、男、出生年月1990年9月，民族汉，籍贯湖南省娄底市，最高学历研究生，当前职称：水工环地质工程师，单位名称：湖南省水文地质环境地质调查监测所，主要研究方向：地质灾害治理勘查、设计、矿山生态修复设计