桂东区域泥盆系信都组风化区滑坡机制分析

罗,俊

摘要：在滑坡地质勘察中，需要对地形地貌、地层岩性、地质构造与地震、气象、水文等进行现场地质调查、资料收集、分析评价。按照滑坡的地质特征，分析滑坡体的特点，研究滑坡导致的成因，确定边坡稳定系数的计算方式，对滑坡稳定情况进行分析，为边坡的稳定状态进行评估，更好地达到对桂东区域泥盆系信都组风化区滑坡机制的进行探讨，对此类型滑坡具体的一定的借鉴指导意义。

关键词：桂东区；滑坡机制；泥盆系都组

引言

桂东区域泥盆系信都组风化区滑坡的地形地貌，属于低山丘陵地区，滑坡段高差较大。根据不同的岩土层物理力学差异情况，需要分析其地质构造产生的原因，综合气候、水文等方面，结合滑坡的基本特征分析滑坡发生的原因，分析滑坡的滑动机制。

1滑坡地质背景

1.1地形地貌

该滑坡地处广西东部（桂东）的岑溪市西南约10km。场地属低山丘陵地貌，地处荒坡。右侧丘坡海拔高程在136.40～219.30m,其中滑坡段海拔高程约在144.699～184.742m,坡向近北。原始坡度一般在20～30°，平均在24.6°，植被一般发育,覆盖较好。经人工开挖路堑后，形成人工边坡，坡度36～38°。滑坡后缘滑动落差近3.73～5.02m，裂缝广泛发育，虽修筑了坡面支护混凝土支架、台阶、截水沟，但均滑塌破坏。

1.2地层岩性

滑坡地段出露地层为泥盆系信都组泥岩,岩层产状132∠37。

据钻探揭露的岩土层为第四系①坡积粘土、②残积粉质粘土与泥盆系信都组③全风化泥岩、④强风化泥岩。各岩土层特征分述如下：

①粘土（Qdl）：所施工的4个钻孔均见有，土层厚薄不均，厚度为1.10～3.10m，平均厚度为1.83m。褐红色，坡积形成，主要成分由粘土及局部夹少量小碎石(粒度0.5～3cm)组成,粘性较好,可～硬塑,高压缩性。取原状土样4件，自由膨胀率15.0%，膨胀力0.41KPa，线缩率4.04%，其结果见土工试验成果报告表及土层物理力学特性指标统计表。作标准贯入试验3次，统计修正后击数为N=3.5击，详见动力触探试验记录表。

②粉质粘土（Qel）：仅于ZK2、ZK5孔分布，厚度4.10～4.50m，平均厚度4.30m，顶面埋深1.10~1.80m，相应标高184.45~184.96m。紫红、浅黄、浅灰白色，为泥岩经强烈风化作用残积形成，原岩结构、构造已破坏，但结构，薄层状构造模糊可辨。成分以粘土为主，次为云母，局部有铁锰质，湿，可塑，中压缩性。取原状土样3件，自由膨胀率5.0%，膨胀力1.49Kpa，线缩率0.40%，其结果见土工试验成果报告表及土层物理力学特性指标统计表。作标准贯入试验5次，统计修正后击数为N=14.1击，详见动力触探试验记录表。

③全风化泥岩（D2x）：全场分布，厚度在4.20m～11.20m，平均厚度6.38m，顶面埋深1.60m～5.90m，相应标高163.57m～180.86m。紫红、浅黄、浅灰白色，风化作用强烈，原岩结构、构造已基本破坏，但泥质结构、薄层状构造模糊可辨。成分以粘土矿物（泥质）为主，次为云母，偶见铁锰质及其结核，岩芯易捏散，遇水软化。取原状土样5件，自由膨胀率0.0%，膨胀力3.11Kpa，线缩率0.51%，其结果见土工试验成果报告表及土层物理力学特性指标统计表。作标准贯入试验10次，统计修正后击数为N=32.6击，详见动力触探试验记录表。

④强风化泥岩（D2x）：全场分布，揭露厚度在8.20m～31.50m，平均厚度21.83m，顶面埋深5.80m～14.30m，相应标高132.76m～159.37m。紫红、浅黄、浅灰白色，风化作用强烈，原岩结构、构造强烈破坏，但结构、薄层状构造模糊可辨。作标准贯入试验21次，统计修正后击数为N=47.2击，详见动力触探试验记录表。

1.3地质构造与地震

场地位于南华准地台钦州州残余地槽博白凹陷北东段与云开台隆接合部之陆川～岑溪深断裂带东侧，该断裂与其次级断裂之岑溪～筋竹断裂交汇。陆川～岑溪断裂走向北东～南西，倾向南东，属非全新活动深断裂，该断裂派生次级断裂发育，呈北西、近东西、近南北向展布，控制岩浆活动频繁，形成多期次岩浆岩，同时地层岩石受断裂作用、岩浆活动影响而发生不同程度的变形变质作用。据实地观察及钻探揭露，场地出露泥盆系信都组（D2x）泥岩，矿物成分主要为泥质（粘土矿物）、次为绢云母屑及少量铁质、锰质。经强烈风化作用，岩石结构、构造已被破坏，岩层产状为132∠37，节理裂隙（特别网格状裂隙）发育。

据1：400万《中国地震烈度区划图》（1910）划分，岑溪市地震基本烈度为6度。根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）划分，岑溪市抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，设计地震分组为第一组。

1.4气象、水文地质条件

岑溪市地处低纬度地区，属南亚热带湿润季风型气候，夏长而多雨，冬短无严寒。全年主导风在冬春季东南风，夏秋季东风，风力最大为10级，年平均风速1.4m/s。年平均气温21.3℃，最热月（7月）平均气温29℃，极端高温38.2℃，最冷月（1月）平均气温12.3℃，极端低气温-3℃。年平均降雨量1466.7mm，年降雨日155天，其中4～9月份为主要降雨期。

场地地下水为孔隙裂隙水，水量水位受季节影响。①坡积粘土、②残积粘土与泥盆系信都组（D2x）③全风化泥岩、④强风化泥岩为弱透水层，但裂隙发育，在钻探过程中冲洗液偶有漏失，主要含结合水、局部裂隙水。勘察时测得地下水稳定水位埋深1.80～11.20m，相应标高145.26～174.35m。地下水顺坡排泄，勘察期间坡面均不同程度有潮湿现象，但无明显泉点。 

2滑坡基本特征

2.1滑体组成

场地滑坡体主要由第四系①粘土及护坡(已遭破坏)混凝土、碎块石组成，由于滑动较强烈，滑体土体大部分均不同程度有搓揉现象，局部土体呈松软、饱水，坡面局部位渗水严重，但无明显泉点，脚踩可陷入0.20～0.40m或局部更深。滑床由③全风化泥岩组成。

2.2滑坡特征

空间形态：滑坡处于低山丘坡，人工开挖路堑斜坡，主滑方向3°，滑坡周界呈圈椅状，后缘标高181.827m。后缘不规则展布，局部呈弧形，滑壁较陡（65～90°），滑塌高差3.73～5.02m，滑体较松散，周界呈弧形不规则展布，拉张裂缝较发育，裂缝宽2～50cm不等，延伸近20m , 裂隙发育。滑舌前移约3～5m。滑体长约40～80m，宽约100～140m，厚度大于1.60m。滑体表面发育拉张裂缝。

滑带特征：滑带发育于②粉质粘土及③全风化泥岩中，滑带厚约0.30m，带内岩土较松散，胶结差，含水量比上下岩土层骤然增大，达很湿或饱和。

滑床特征：滑坡后缘不规则，局部呈弓形，滑塌高差3.73～5.02m，具明显纵向擦痕。坡体为第四系①坡积粘土、②残积粉质粘土中。

综上所述，场地属浅层滑坡，滑移明显，裂隙、滑塌发育。

3滑坡成因分析

3.1滑坡形成条件

1、地层岩性及其构造作用：滑体为第四系①坡积粘土、②残积粉质粘土。母岩为泥岩，矿物成分为泥质(粘土矿物)、绢云母、铁质、锰质等。经强烈风化作用，岩石结构、构造已被破坏，岩石节理裂隙发育，为滑坡的发生提供物质基础。

2、地形地貌：场地处于低山丘陵地貌，地处林地荒坡，斜坡段海拔高程为136.40～219.30m,其中滑坡段海拔高程约在144.699～184.742m,坡向近北。原始地形一般坡度20～30°，平均在24.6°，植被较发育，覆盖较好。经人工开挖路堑后，斜坡植被被剥除，坡形坡度发生改变， 斜坡坡度增大为35～40°，坡体平衡状态被打破，结构失稳，为滑坡变形提供了条件。

3、水的作用：大气降水冲刷、渗透土体，使土体饱和、结构破坏，降低了土体的抗剪强度。

3.2响滑坡稳定的诱发因素

大气降水对坡面土体的冲刷外，雨水渗入裂隙及滑面，增加滑体自重并将导致滑带软化，力学性质降低，且③全风化泥岩为不透水层，6～7月在连续普降暴雨的情况下，下伏形成的相对隔水层导致水体滞留，形成高动水压力致使剪应力增加而抗剪强度降低，引起滑体变形加剧，最终导致滑坡的产生。

4滑坡稳定性评价

4.1算参数确定

根据原位测试、室内土工试验结果等综合确定，各参数见表1。

岩土层主要物理力学参数建议值              表1

岩土名称	天然状态			饱和状态			残余剪			压缩		容许承载力
	重度γ	粘聚力C	内摩擦角ψ	重度 γsr	粘聚力Csr	内摩擦角ψsr	重度 γr	粘聚力Cr	内摩擦角ψr	模量Es	〔σ0〕
	KN/m3	KPa	度	KN/m3	KPa	度	KN/m3	KPa	度	MPa	KPa
①粘土	18.9	34.8	17.2	19.1	20.8	16.4	19.1	11.9	13.5	6.00	150
②粉质粘土	21.9	34.8	17.6	22.3	20.8	16.9	22.3	10.7	14.9	8.00	200
③全风化泥岩	21.9	37.4	20.6	22.3	24.3	18.0	22.3	10.1	17.8	12.00	300
④强风化泥岩	22.5	53.3	25.0	23.0	30.8	20.0	23.0	15.0	20.0	20.00	400
备注	表中值据标贯试验、室内测试、野外鉴定并结合以往经验提出。

4.2计算方案及结果

4.2.1、计算方案

滑坡稳定计算采用瑞典条分法（圆弧形滑动面）：据

Kf=∑（（Wi(cosai-Asinai)-NWi-RDi)tanφi+CiLi/∑(Wi(sinai+Acosai)+TDi)

式中：

NWi—孔隙水压力，NWi=γωhiWLicosai，即近似等于浸润面以下土体的面积hiWLicosai乘以水的容重γω；

TDi—渗透压力产生的平行滑孔隙压力，孔隙水压力TDi=NWisinβicos（ai-βi）；

RDi—渗透压力产生的垂直滑孔隙压力，孔隙水压力RDi=NWisinβisin（ai-βi）；

Wi—第i条块的重量（kN/M)；

Ci—第i条块内聚力（kPa)；

φi—第i条块内摩擦角（o)；

Li—第i条块滑面长度（m)；

ai—第i条块滑面倾角（o)；

βi—第i条块地下水流向（o)；

A—地震加速度（重力加速度）g；

Kf—稳定系数。

公式计算。针对剖面按两种工况进行计算。工况1考虑岩土体处于饱和状态，工况2考虑岩土体处于饱和状态及滑体处于残余剪切状态。

4.2.2据计算及表2知：

（1）工况1状态下，边坡稳定系数为1.275，小于1.30，属基本稳定状态。

（2）工况2状态，边坡稳定系数为1.265，小于1.30，属基本稳定状态。

剖面边坡稳定系数计算结果表表2

状态	计算坐标	圆心坐标（ m）		半径（ m）	稳定系数
		X	Y	r
工况1	自动搜索	18.237	94.765	97.402	1.275
工况2	自动搜索	16.180	96.803	100.256	1.265
1、计算不考虑地震、超载、动载、地下水作用力等因素； 2、计算采用理正边坡稳定性分析软件（4.01）计算；自动搜索最危险滑裂面； 3、圆心坐标以ZK3孔位为原点，见附图。 4、边坡安全系数取1.30，计算稳定系数小于1.30，边坡处于基本稳定状态。

4.3稳定性评价

从野外观察及计算结果显示，边坡（滑坡）处于基本稳定状态。但当掩埋路槽的滑体被清除后，边坡下段坡度变陡，同时在大气降雨长时间冲刷、渗润下，滑坡会复滑及诱发新滑坡的可能。

5小结

5.1滑坡场地属低山丘陵地貌，位于南华准地台钦州州残余地槽博白凹陷北东段与云开台隆接合部之陆川～岑溪深断裂带东侧，该断裂次级断裂较发育。场地地层受区域构造及强烈风化作用，岩石软化，节理裂隙发育。场地处于抗震不利地段，滑坡对高速公路有不利影响。因此，工程重要，场地、地基条件较复杂。

5.2滑坡体主要由第四系①坡积粘土组成。滑床主要为③全风化泥岩，滑带主要处于①坡积粘土与③全风化泥岩接触部位，该滑坡属浅层—坡积层—重力型滑坡。

5.3滑坡现状处于相对稳定状态，在掩埋路槽的滑坡体被清除后，在大气降雨作用下，土体饱水，滑坡会复滑及诱发新边坡滑坡的可能。

结语

综上所述，对桂东区域泥盆系信都组风化区滑坡机制分析，根据滑坡体的地层条件，结合地形、地貌，气候等进行分析，注意受大气降雨作用导致的土体饱和，分析滑坡的滑动机制，判断诱发新的滑坡可能性，为更好地对区域滑坡机制进行分析、判断。

参考文献

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