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某岩质楔形滑坡成因分析评价

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东南西北人 发表于 2015-8-4 12:42:17 | 显示全部楼层 |阅读模式
  本文对一起由于不当施工切坡而造成的岩质滑坡之滑坡基本特征、滑坡成因机制等进行了简要阐述、分析评价,以期各位同仁在实际工作中加以学习、借鉴参考,引起重视、减少地质灾害的发生。

1、前言
     2014年9月下旬某社区发生了滑坡。滑坡平面积约1467.6m2,滑体体积约1.45×104m3,造成滑体上4栋居民房屋损毁,并有人员伤亡。
1.2 分析评价依据
     主要依据《滑坡防治工程勘查规范》(DZ/T0218-2006)、《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2013)、《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)(2009年版)及周边项目设计、地质报告、工勘报告进行工作。

1.3 分析评价方法
     在充分收集、分析利用已有资料的基础上,使用的工作方法为地形测量、剖面线测量、工程地质调查测量、室内岩土试验等。

2、地质环境条件概况
     工区属于亚热带大陆性季风气候区,雨量充沛。境内年平均降雨量一般在1300~1700mm。降雨主要集中在每年的5~9月,降雨量占全年降雨量的70%以上。滑坡前1天为小雨,之前5内日无降雨。
     工区地貌位于低山之剥蚀残丘与槽谷的交接部位。工区地层主要为第四系、三叠系巴东组,第四系零星分布于缓坡平台地带,为粘性土。巴东组主要岩性为易风化泥岩、粉砂质泥岩等。
     据国家地震局2001年编制的1/800万中国地震动参数区划图,工区为地震烈度Ⅵ度区。

3、滑坡区工程地质条件
3.1 地形地貌
      滑坡处于一北东~南西向山包南西侧,山包斜坡地形坡度角一般20°~30°;南西侧山脊狭窄、山脊三面临空(由于建筑及开挖)。西侧边坡走向南北向,总体倾向西,开挖前为高5~8m的近直立坡,开挖后边坡高17~21m。南东侧边坡走向北东向,为陡坡,边坡高5~10m。

3.2 岩体结构特征
3.2.1 斜坡结构类型
      自然斜坡为单斜,山体分布两个自然坡面,坡面产状分别为:270°∠46°和150°∠33°,岩层产状为:335~345°∠22~26°,其中靠西侧边坡结构类型为:顺向斜交结构类型,该结构类型边坡易产生变形破坏。东侧边坡为逆向斜交结构类型,对边坡稳定有利。
3.2.2 岩体结构面特征
      边坡岩体中结构面发育,主要有岩层层面、层间软弱泥化夹层、构造节理面。
1)岩层层面及软弱夹层基本特征
      斜坡基岩为巴东组紫红色泥岩、粉砂质泥岩为主,薄~中层状构造。层面较平直、延伸性好,风化后层间泥化、胶结均存在、层间结合一般至差。风化作用沿软弱岩层、层面深入坡体内部,形成软弱夹层结构面。
2)构造节理基本特征
      边坡岩体中发育三组节理,第一组走向北东,产状为338~350°∠49~51°,延伸长大于5m,间距1.0~2.0m,充填粘性土,微张开;第二组走向北东,产状为176∠37°,延伸长约1.5m,间距0.1~0.2m,微张,无充填,密集发育;第三组走向北西,产状为200~220°∠80~85°,延伸长20~30m,裂面平直,微张开,灰绿色泥质充填。走向北东的两组节理与走向北西的一组节理呈“X”状斜交,为剪切节理;走向北西的一组节理与岩层(包括软弱夹层)构成滑移控制面。
3)结构面组合特征
      边坡岩层倾向与坡面倾向(南北向)斜交,交角61°,为顺向斜交结构类型,但不是最不利稳定结构。岩体中发育一条切层面的裂隙,产状200~210°∠80~85°,与走向北西的构造节理产状一致,上述两组软弱结构面将岩体切割成楔形块体,两组结构面交线产状为298°∠18°,倾向与边坡倾向基本一致,倾角略小于岩层倾角。楔形体的稳定性受控于较弱结构面的力学强度,当其抗剪强度不能抵抗楔形体下滑力时产生楔形体滑坡破坏。楔形体控制结构面组合关系如图1所示。
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        图1  楔形体控制结构面赤平投影图
3.3 人类工程活动
      滑坡区人类工程活动主要为切坡。首先是甲工程建设切坡,建设时为了增加场地宽度,切割了东侧斜坡坡脚,切坡后形成了高5~8m的近直立边坡,重力式挡墙支护;其次是斜坡中上部居民切坡建房,切坡高度及范围均不大;其后是乙工程建设切坡,在甲工程东侧边坡脚下继续往下开挖,形成了总高约17~21m的基坑边坡,基坑边坡采用了桩锚支护。边坡剖面示意图见图2。故滑坡区人类工程活动较频繁。
0.jpg
        图2  滑坡区工程活动示意图
4、滑坡基本特征
4.1 滑坡形态特征
       滑坡平面形态近似角型,立体形态为楔形体,滑坡体积约1.45×104m3。规模为小型,主滑方向298°,为软弱层泥化夹层与北西走向节理面的交线。滑移控制面两个,一是泥化的灰绿色岩层层面,产状340°∠24°;二是北西走向构造节理面,产状210°∠83°。前缘剪出口在甲工程和乙基坑边坡切坡形成的临空面处,最低点处于乙基坑底部位置。滑体为北西走向的构造节理、岩层层面、坡面构成的楔形体,楔形体以层面和长大裂隙相交处最厚,以层面向上延伸与地面的交线处最薄,横向看呈“倒三角形”。
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        图3   楔形体形态模型
4.2 滑坡变形破坏特征
      滑坡变形破坏的主要特征为:一是滑坡运动方式为牵引式。滑坡前缘基坑8月底开挖至设计标高,于9月初最底层锚索张拉完毕, 9月中旬发现变形形迹,首先发生变形的部位为滑坡前缘的右侧和中部,然后向滑体中部及后缘扩展,后持续变形,9月底便发生了滑坡地质灾害。变性破坏具有由前缘至后缘的特性,且滑体呈前缘大、后缘小的特点,滑坡运动方式具有牵引特征。二是滑坡受坡体中已有软弱结构面严格控制。本滑坡为楔形体滑坡,受岩体中泥化夹层、北西走向的构造节理面严格控制,其滑动面及周界清晰。三是滑移速度极快,整体滑移在瞬间完成。滑体后续运动至基坑底部受阻碰撞解体,致使滑体范围及前缘遭受毁灭破坏。

5、 滑坡成因机制分析
5.1 滑坡形成发展过程
      采用演变历史分析法,应用斜坡变形和破坏的基本规律,追溯斜坡演变的过程,分析滑坡形成发展过程。
1)滑坡的地质模式
      滑坡的地质模式为蠕滑—拉裂,并且受坡体中两组软弱结构面控制,两组软弱结构面的交线倾向坡外,交线倾角大于软弱面的抗剪强度,即结构面上覆岩体的下滑力超过结构面的抗剪强度,岩体沿已有软弱结构面产生剪切变形破坏而产生滑坡。
2)滑坡变形破坏过程
        (1)潜在滑坡体形成阶段
      边坡成坡时,临空面周围的岩体发生卸荷回弹,引起应力重分布和应力集中等效应,使得斜坡坡脚剪应力最大、坡缘拉应力最大;坡体变形是岩体向临空方向回弹,岩体原有结构松弛。斜坡岩体受区域构造影响形成了三组结构面,其中北西向节理和软弱岩层是控制性软弱结构面的雏形。
      在新的应力作用条件下,坡体达到平衡状态的自然坡形,为中~陡倾的“凸”形坡,斜坡总体下陡上缓,总坡高约25m。边坡变形主要是岩体向临空方向的剪切蠕变,是一种缓慢而持续的变形,蠕变首先产生在岩体的薄弱部位,使得蠕变沿软弱结构面发生。岩体中的节理、岩层层面、软弱夹层等结构面,受自然地质作用影响程度的差异,在岩体中形成了较连续的软弱结构面。斜坡岩体结构演变为浅层散体结构(强风化层)或者碎块状结构(中风化层)。至此,软弱结构面上覆岩体(下称楔形体)与所在坡体分离,依靠坡脚岩体的支撑力保持楔形体的稳定。因此斜坡演变孕育着滑坡,形成了潜在滑坡体。
        (2)叠加工程活动后至滑坡阶段
      斜坡经人类工程活动改造后,坡形为下部近直立—中部陡坡—坡缘、坡顶平缓,其中原甲工程、乙工程切坡对坡形改造最强烈。坡脚开挖改变坡形、使软弱结构面基本出露地表,坡脚岩体支撑解除,楔形体稳定依靠软弱结构面抗剪强度保持,剪应力在坡脚的软弱结构面集中,使楔形体由蠕变进入加速蠕变阶段,已经接近失稳状态。
      甲工程建设时切坡,在坡体前缘形成了近南北走向、高5~8m、直立的临空面。乙工程再次切坡,使原有临空面高度增加8~10m。在楔形体的下滑力作用下,软弱结构面变形超过弹性极限,由蠕变进入加速蠕变阶段,即累进型变形阶段,并不断扩容剪切贯通,楔形体处于接近失稳状态。即潜在滑坡体产生滑动的条件已经成熟。
      在完成上述演变过程后,楔形体处于接近失稳状态,降雨使变形进一步加速而失稳变形。当楔形体下滑力大于抗滑力,且滑坡前缘支护结构不足以抵抗楔形体下滑力时,产生了楔形体滑坡,楔形体由变形转为破坏的过程十分短暂。

5.2滑坡成因分析
      依据前述滑坡工程地质条件、基本特征,形成发展过程、地质条件和影响因素,综合分析判断滑坡成因。
1)地质条件
      坡体在长期自然地质作用下,改变斜坡岩体结构和坡形,坡体中形成了受两组软弱结构面控制的楔形体,楔形体与山体分离,具有潜在滑动可能性。
2)边坡开挖
      基坑开挖切坡后,楔形体支撑岩体解除,使已有软弱结构面出露,改变了边坡形态,结构面迅速由蠕变阶段进入累进性破坏阶段,楔形体处于接近失稳状态,是诱发楔形体失稳的主导因素。
3)降雨
      在降雨后,滑体下滑力增加,抗滑力减少,使处于接近失稳状态的楔形体变形加速,加快了产生滑坡的进程。
      综上所述,滑坡成因是自然因素和工程活动共同作用的结果,地质条件和长期地质作用形成了潜在滑坡体,基坑开挖使潜在滑坡体滑动的条件成熟,是发生滑坡的主导因素,降雨加快了产生滑坡的进程。

6、结论
1)某社区滑坡变形破坏方式为蠕滑—拉裂,受坡体中两组软弱结构面控制,两组软弱结构面的交线倾向坡外,本滑坡的变形过程漫长,破坏迅速,具有突发性。
2)滑坡成因是自然因素和工程活动共同作用的结果,地质条件和长期地质作用形成了潜在滑坡体,基坑开挖使潜在滑坡体滑动的条件成熟,是发生滑坡的主导因素,降雨加快了产生滑坡的进程。

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zspkd 发表于 2015-8-10 15:17:06 | 显示全部楼层
本帖最后由 三T上人 于 2016-7-22 12:51 编辑 <br /><br />滑坡能预报吗?

SOSO.CC
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sdjzuzdh 发表于 2015-8-16 10:51:28 | 显示全部楼层
本帖最后由 三T上人 于 2016-7-22 12:51 编辑 <br /><br />学习学习了

SOSO.CC
鲜花(0) 鸡蛋(0)
mastercard 发表于 2017-10-12 10:29:47 | 显示全部楼层
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ease2020 发表于 2017-10-14 13:49:10 | 显示全部楼层
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xmgao9996 发表于 2017-10-14 20:05:13 | 显示全部楼层
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