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摘 要:通过野外工程地质调查测绘,确定滑坡边界,利用现场试验及采集样品进行室内土工试验,参考地区经验确定滑坡物理力学指标的基础上,根据不同工况,对滑坡体进行稳定性验算,分析了滑坡的危害性。
关键词:滑坡;稳定性;工况
1 工程概况
普光气田地面集输工程位于四川省达洲市宣汉县普光镇,其主体开发规模为年产天然气120亿方,为开发气田,需要铺设管道及修建道路。
2 工程地质条件
(1)气候。本区降雨丰沛,多年平均降雨量1049.30mm,年降雨量最大值1356mm, 月最大降雨量445.9mm,日最大降雨量371.3mm。
(2)地层。场区附近出露及钻探揭露地层主要为侏罗系上统遂宁组泥岩和第四系崩坡积崩坡积块石土、冲洪积卵石土以及少许人工填筑土。
(3)构造地质及地震。勘察区位于黄金口背斜北东翼,岩层单斜产出,倾向76°,倾角10°。
场区属设计地震分组为第一组,抗震设防烈度6度,设计基本地震加速度值为0.05g。为II类建筑场地,设计特征周期0.35S,属于抗震不利地段。
另查阅县志,整个宣汉县境尚无地震活动的记载。因此总体上区域稳定性良好。
(4)影响滑坡因素。
①破碎岩体。勘察区位于北西向大巴山弧形褶皱带与北东向新华夏构造体系复合部位,构造挤压对滑床岩体完整性坡坏较大,滑床岩体完整性差,破碎的滑床岩体对防治工程的抗滑能力及抗锚固(抗拔)能力将产生不利影响。
②后河。后河由北向南从滑坡体前沿流过,滑坡体位于后河上游与中游的过渡带,雨季时,湍急的后河河水对滑坡前沿的改造作用明显,同时雨季时急剧升降的河水对滑体土抗剪能力影响较大,直接影响滑坡抗滑段的阻滑能力,对滑坡的稳定性影响较大。
3 滑坡基本特征及类别
(1)滑坡空间形态。滑坡属构造侵蚀河谷(后河)岸坡地貌。滑坡平面呈扇形,空间呈座椅状,其前缘位于后河河床中碎石土与卵石土的分界面,后缘为岩土界面,相对高差约152m。滑坡体剪出口位于后河河床310-315m高程之间,据滑坡体堆填的微地貌,确定滑坡主滑方向为230°。滑面为基岩顶面,地面未见拉张裂缝发育,
(2)滑坡物质组成及结构特征。
①滑体。滑体土主要由块石土组成,块碎石呈棱角状,杂乱堆积,时有架空现象,粒径一般20mm-1000mm,最大达5000mm,占土体总量约40%-70%,空间分布不均,结构稍密-中密,钻进中部分钻孔循环水漏失。碎块石间为细(角)砾及紫褐色低液限粘土充填,土体中孔隙发育,粘粒含量占碎石土总量约40%,呈硬塑状。该土层分布于整个滑坡范围,滑体中部钻孔揭露最大厚度29.10m,滑体前缘分布最低高程310-315m,与下伏冲洪积卵石土相接触。
②岩土界面。此次勘察未揭露有真正意义上的滑带,滑坡滑面为假想的岩土界面,部分钻孔揭露在岩土界面处有厚度约100-600mm的低液限粘土层,呈可塑状,韧性好,透水性差,含有直径小于20mm的砾石,砾石含量约30%,呈次棱角状-次圆状,砾石与低液限粘土粘结紧密,该低液限粘土层分布不连续。
②滑床。滑床岩性为侏罗系上统遂宁组(J3S)泥岩,表面岩体较破碎,基岩顶面风化强烈。基岩顶面坡度5°-30°,局部达60°,由滑坡后缘至前缘坡度逐渐降低,基岩面坡度中部较陡,前缘和后缘较平缓,尤其前缘坡度一般小于10°,滑坡范围内基岩面形态在横向上呈折线型,具明显的圈椅状。
(2)滑坡水文地质。
①地表水系。滑坡处于侵蚀河谷岸坡地带,总体坡度较陡。后河从滑坡体前缘流过,后河蓄水期河水对滑坡体的影响体积约五分之一,汛期时最大影响体积达三分之一,滑坡区无其它地表水体分布。
②地下水特征。滑体块石土为透水层,浅部的渗透系数大于深部的渗透系数。长期降雨或暴雨下,渗入滑体土中的地下水具有渗透快,径流途径短,排泄快的特点。大气降雨入渗到岩土界面形成地下渗流的可能小,即在暴雨工况下,不会形成动水压力。在后河河水影响区域外的滑体土中,无稳定的地下水位。在后河河水影响区域内,滑体地下水位与后河水位近水平,后河水涨落不会在滑体中形成静水压力,滑体地下水位随后河水位涨落而同步变化。
4 滑坡稳定性分析评价
(1)滑坡稳定性分析。
①滑坡变形特征及发育史。据调查,该滑坡为古滑坡体,约150多年前发生过滑动,之后未再发生变形滑动,现地表为发现有土体中的柔性变形裂缝和建筑物的刚性变形裂缝。现地表仅在滑坡边界可以看到滑坡变形滑动后地表水微循环改变后冲刷的滑坡周界,从远景照片可以明显看到滑坡中前缘呈隆起的鼓丘状。
②滑坡类型及变形破坏模式。滑坡属地表古崩积土沿岩土界面滑动的滑坡,属于大型深层土质滑坡。滑坡变形方式为自后缘向前部推移式滑塌。
③滑坡稳定性判断。通过野外勘察表明,岩土界面为连续贯通面,滑坡区地表未见拉张裂缝发育,滑面特征不明显,宏观判断滑坡处于欠稳定—基本稳定状态。
(2)滑坡稳定性计算。
①计算剖面。选择对应滑坡主滑方向工程地质剖面进行计算。(计算模型如图2)。
②计算方法及公式。折线形滑面,采用传递系数法计算。计算公式:
Fs=∑n-1i=1(Ri∏n-1j=iψj)+Rn∑n-1i=1(Ti∏n-1j=iψj)+Tn
③计算工况。滑坡区附近后河水位一般保持在328.0m左右,后河50年一遇最高洪水位约342.0m,后河常年畜水位和最高洪水位对滑坡前缘有影响,计算工况须考虑地下水的影响,勘察区属地震基本烈度Ⅵ度区,不考虑地震荷载。
工况一:自重+天然状态+后河常年蓄水位。
工况二:自重+ 50暴雨(连续降雨)+后河最高水位。
④计算条件及参数选取。滑体为块石土,为透水层,在持续降雨条件下,滑体土能达到饱和状态。滑体临空面为陡坡,地面坡度较陡,入渗降雨在岩土界面形成统一的较大的地下渗流可能性小,在稳定计算时(工况二)不考虑地下水(动水压力)的影响,同时组成滑体的块石土渗透性好,在后河河水急剧升降的过程中形成静水压力的可能性小,计算时亦未考虑静水压力的影响。滑坡体上的居民少,在稳定性计算分析时地表荷载不再考虑,具体取值如下。
块石土天然状态下:容重:21.9KN/m3;浮容重:12KN/m3。内聚力:水上部分取19.3Kpa,水下部分;10.7Kpa。内摩擦角:水上部分取28°,水下部分取25.2°。
块石土饱和状态下:容重:23.1KN/m3;浮容重:12KN/m3。内聚力:水上部分取12.4Kpa,水下部分;10.7Kpa。内摩擦角:水上部分取26.6°,水下部分取25.2°。
卵石土天然状态和饱和状态下:综合内摩擦角统一取25°。
低液限粘土天然状态和饱和状态下:内聚力:13.2Kpa;内摩擦角:12.3°。
(3)滑坡稳定性综合分析。
据采用条分法进行的滑坡稳定性计算结果表明,滑坡在工况1下处于基本稳定-稳定状态,暴雨在工况2下处于欠稳定状态。综合判定,滑坡在天然状态下处于欠稳定-基本稳定状态,暴雨状态下处于欠稳定状态。
5 结论与建议
滑坡现状处于基本稳定-稳定状态,50年一遇暴雨及极端条件下滑体处于欠稳定状态。如不对滑坡进行有效防治,则不能进行后河大桥和后河悬索的建设。
如后河大桥和后河跨越不另选址,则在建立完善地表排水系统的基础上,根据滑坡的稳定情况、纵向剩余下滑力的大小及分布,建议采用两级支挡进行防治。
参考文献
[1]三峡库区三期地质灾害防治工程地质勘察技术要求.
关键词:滑坡;稳定性;工况
1 工程概况
普光气田地面集输工程位于四川省达洲市宣汉县普光镇,其主体开发规模为年产天然气120亿方,为开发气田,需要铺设管道及修建道路。
2 工程地质条件
(1)气候。本区降雨丰沛,多年平均降雨量1049.30mm,年降雨量最大值1356mm, 月最大降雨量445.9mm,日最大降雨量371.3mm。
(2)地层。场区附近出露及钻探揭露地层主要为侏罗系上统遂宁组泥岩和第四系崩坡积崩坡积块石土、冲洪积卵石土以及少许人工填筑土。
(3)构造地质及地震。勘察区位于黄金口背斜北东翼,岩层单斜产出,倾向76°,倾角10°。
场区属设计地震分组为第一组,抗震设防烈度6度,设计基本地震加速度值为0.05g。为II类建筑场地,设计特征周期0.35S,属于抗震不利地段。
另查阅县志,整个宣汉县境尚无地震活动的记载。因此总体上区域稳定性良好。
(4)影响滑坡因素。
①破碎岩体。勘察区位于北西向大巴山弧形褶皱带与北东向新华夏构造体系复合部位,构造挤压对滑床岩体完整性坡坏较大,滑床岩体完整性差,破碎的滑床岩体对防治工程的抗滑能力及抗锚固(抗拔)能力将产生不利影响。
②后河。后河由北向南从滑坡体前沿流过,滑坡体位于后河上游与中游的过渡带,雨季时,湍急的后河河水对滑坡前沿的改造作用明显,同时雨季时急剧升降的河水对滑体土抗剪能力影响较大,直接影响滑坡抗滑段的阻滑能力,对滑坡的稳定性影响较大。
3 滑坡基本特征及类别
(1)滑坡空间形态。滑坡属构造侵蚀河谷(后河)岸坡地貌。滑坡平面呈扇形,空间呈座椅状,其前缘位于后河河床中碎石土与卵石土的分界面,后缘为岩土界面,相对高差约152m。滑坡体剪出口位于后河河床310-315m高程之间,据滑坡体堆填的微地貌,确定滑坡主滑方向为230°。滑面为基岩顶面,地面未见拉张裂缝发育,
(2)滑坡物质组成及结构特征。
①滑体。滑体土主要由块石土组成,块碎石呈棱角状,杂乱堆积,时有架空现象,粒径一般20mm-1000mm,最大达5000mm,占土体总量约40%-70%,空间分布不均,结构稍密-中密,钻进中部分钻孔循环水漏失。碎块石间为细(角)砾及紫褐色低液限粘土充填,土体中孔隙发育,粘粒含量占碎石土总量约40%,呈硬塑状。该土层分布于整个滑坡范围,滑体中部钻孔揭露最大厚度29.10m,滑体前缘分布最低高程310-315m,与下伏冲洪积卵石土相接触。
②岩土界面。此次勘察未揭露有真正意义上的滑带,滑坡滑面为假想的岩土界面,部分钻孔揭露在岩土界面处有厚度约100-600mm的低液限粘土层,呈可塑状,韧性好,透水性差,含有直径小于20mm的砾石,砾石含量约30%,呈次棱角状-次圆状,砾石与低液限粘土粘结紧密,该低液限粘土层分布不连续。
②滑床。滑床岩性为侏罗系上统遂宁组(J3S)泥岩,表面岩体较破碎,基岩顶面风化强烈。基岩顶面坡度5°-30°,局部达60°,由滑坡后缘至前缘坡度逐渐降低,基岩面坡度中部较陡,前缘和后缘较平缓,尤其前缘坡度一般小于10°,滑坡范围内基岩面形态在横向上呈折线型,具明显的圈椅状。
(2)滑坡水文地质。
①地表水系。滑坡处于侵蚀河谷岸坡地带,总体坡度较陡。后河从滑坡体前缘流过,后河蓄水期河水对滑坡体的影响体积约五分之一,汛期时最大影响体积达三分之一,滑坡区无其它地表水体分布。
②地下水特征。滑体块石土为透水层,浅部的渗透系数大于深部的渗透系数。长期降雨或暴雨下,渗入滑体土中的地下水具有渗透快,径流途径短,排泄快的特点。大气降雨入渗到岩土界面形成地下渗流的可能小,即在暴雨工况下,不会形成动水压力。在后河河水影响区域外的滑体土中,无稳定的地下水位。在后河河水影响区域内,滑体地下水位与后河水位近水平,后河水涨落不会在滑体中形成静水压力,滑体地下水位随后河水位涨落而同步变化。
4 滑坡稳定性分析评价
(1)滑坡稳定性分析。
①滑坡变形特征及发育史。据调查,该滑坡为古滑坡体,约150多年前发生过滑动,之后未再发生变形滑动,现地表为发现有土体中的柔性变形裂缝和建筑物的刚性变形裂缝。现地表仅在滑坡边界可以看到滑坡变形滑动后地表水微循环改变后冲刷的滑坡周界,从远景照片可以明显看到滑坡中前缘呈隆起的鼓丘状。
②滑坡类型及变形破坏模式。滑坡属地表古崩积土沿岩土界面滑动的滑坡,属于大型深层土质滑坡。滑坡变形方式为自后缘向前部推移式滑塌。
③滑坡稳定性判断。通过野外勘察表明,岩土界面为连续贯通面,滑坡区地表未见拉张裂缝发育,滑面特征不明显,宏观判断滑坡处于欠稳定—基本稳定状态。
(2)滑坡稳定性计算。
①计算剖面。选择对应滑坡主滑方向工程地质剖面进行计算。(计算模型如图2)。
②计算方法及公式。折线形滑面,采用传递系数法计算。计算公式:
Fs=∑n-1i=1(Ri∏n-1j=iψj)+Rn∑n-1i=1(Ti∏n-1j=iψj)+Tn
③计算工况。滑坡区附近后河水位一般保持在328.0m左右,后河50年一遇最高洪水位约342.0m,后河常年畜水位和最高洪水位对滑坡前缘有影响,计算工况须考虑地下水的影响,勘察区属地震基本烈度Ⅵ度区,不考虑地震荷载。
工况一:自重+天然状态+后河常年蓄水位。
工况二:自重+ 50暴雨(连续降雨)+后河最高水位。
④计算条件及参数选取。滑体为块石土,为透水层,在持续降雨条件下,滑体土能达到饱和状态。滑体临空面为陡坡,地面坡度较陡,入渗降雨在岩土界面形成统一的较大的地下渗流可能性小,在稳定计算时(工况二)不考虑地下水(动水压力)的影响,同时组成滑体的块石土渗透性好,在后河河水急剧升降的过程中形成静水压力的可能性小,计算时亦未考虑静水压力的影响。滑坡体上的居民少,在稳定性计算分析时地表荷载不再考虑,具体取值如下。
块石土天然状态下:容重:21.9KN/m3;浮容重:12KN/m3。内聚力:水上部分取19.3Kpa,水下部分;10.7Kpa。内摩擦角:水上部分取28°,水下部分取25.2°。
块石土饱和状态下:容重:23.1KN/m3;浮容重:12KN/m3。内聚力:水上部分取12.4Kpa,水下部分;10.7Kpa。内摩擦角:水上部分取26.6°,水下部分取25.2°。
卵石土天然状态和饱和状态下:综合内摩擦角统一取25°。
低液限粘土天然状态和饱和状态下:内聚力:13.2Kpa;内摩擦角:12.3°。
(3)滑坡稳定性综合分析。
据采用条分法进行的滑坡稳定性计算结果表明,滑坡在工况1下处于基本稳定-稳定状态,暴雨在工况2下处于欠稳定状态。综合判定,滑坡在天然状态下处于欠稳定-基本稳定状态,暴雨状态下处于欠稳定状态。
5 结论与建议
滑坡现状处于基本稳定-稳定状态,50年一遇暴雨及极端条件下滑体处于欠稳定状态。如不对滑坡进行有效防治,则不能进行后河大桥和后河悬索的建设。
如后河大桥和后河跨越不另选址,则在建立完善地表排水系统的基础上,根据滑坡的稳定情况、纵向剩余下滑力的大小及分布,建议采用两级支挡进行防治。
参考文献
[1]三峡库区三期地质灾害防治工程地质勘察技术要求.