第11卷2011年第9期9月中国水运ChinaWaterTransportVol.11
SeptemberNo.9
2011
四川省茂县茶山村滑坡成因机制分析及稳定性评价
李满意，王宏益，张
摘
晋
（成都理工大学地质灾害与地质环境保护国家重点实验室，四川成都610059）
要：茶山村滑坡位于四川省茂县凤仪镇茶山村，是一个老滑坡堆积体，为推移式深层特大型土质滑坡。近期，
该滑坡表现出一定的蠕滑变形迹象，表层局部滑塌现象较发育。“5.12”汶川地震，造成滑坡体的变形进一步加剧，中后部形成多条具一定规模的圈弧状裂缝（带），坡体稳定性进一步降低，对坡体上居民的生命财产安全构成严重威胁。文中根据滑坡结构及破坏特征，结合其所处的地质环境条件，对滑坡的历史演化特征和复活机制进行了研究，在此基础上对该滑坡的稳定性进行定性分析和定量计算，综合判定滑坡体在暴雨或地震等不利工况下处于基本稳定状态，提出了“专项简易监测+地表截排水+裂缝夯填”的综合治理方案对其进行治理。关键词：茶山村滑坡；特大型土质滑坡；成因机制分析；稳定性评价中图分类号：P2.2一、引言
茶山村滑坡位于四川省茂县凤仪镇茶山村，是一个老滑
坡堆积体，为推移式深层特大型土质滑坡。近期，滑坡体表
文献标识码：A文章编号：1006-7973（2011）09-0248-03降雨及地下水的活动对坡体整体稳定性产生影响。
三、滑坡基本特征
1．形态特征及规模
现出一定的蠕滑变形迹象，表层局部滑塌现象较发育。“5.12”汶川地震，造成滑坡体的变形进一步加剧，中后部形成多条具一定规模的圈弧状裂缝（带），坡体稳定性进一步降低，对坡体上居民的生命财产安全构成严重威胁。本文根据该滑坡结构及变形破坏特征，结合其所处的地质环境条件，对该滑坡的成因机制进行研究，在此基础上对该滑坡的稳定性现状进行评价，以此为依据，提出相应的治理工程措施，对确保滑坡体上居民生命财产的安全具有重要的实际意义。
二、地质环境条件
滑坡区位于茂县南部的侵蚀构造中高山区，沟谷深切，地形崎岖；滑坡区为斜坡地貌，坡度一般20~30°。滑坡位于岷江左岸，滑坡区内顺滑动方向整体呈上陡、中缓、下陡的形态；滑坡前缘与后缘相对高差约275m。
滑坡区主要地层为第四系滑坡堆积层（Q4del）、崩坡积层（Q4
col+dl
茶山村滑坡为一老滑坡堆积体，外部形态及结构特征受此形成机制的严格控制。该滑坡平面形态呈不规则“撮箕”形，其剖面形态为阶梯状（见图1、图2）。滑坡前缘位于岷江左岸，受水流冲刷、侵蚀影响，滑坡前部小型冲沟较为发育；中部为两级较宽缓平台；滑坡两侧为小山梁。滑坡空间上存在中部厚，两侧薄，前缘薄，后部厚的特点，滑坡周界明显，前缘以陡坡为界，两侧和后缘以山梁为界。主滑方向310°，平均宽约550m，调查显示，滑坡体的厚度一般在35~55m，滑体面积约为2×105m2，体积约为9.6×106m3，属推移式深层特大型土质滑坡。
E41832.222
al+pl
3
TC03
）、冲洪积层（Q4
al+pl
）和志留系茂县群第三组（Smx）
3
smxsmx
3
01Q
的基岩层，岩性为灰色绢云石英千枚岩与结晶灰岩，岩层产状为310°∠60°，为单斜岩层。绢云千枚岩为变余泥质结构，千枚状构造，片理、节理、裂隙发育，遇水易分解；石灰岩为变余粒状结构，块状构造。
茶山村滑坡地质构造复杂，主要构造形迹呈北东-南西40~50方向展布，茂汶断层为通过该区的主要断层，走向北东30~45，总体约40，倾向300~330，倾角45~80，长42km。由于滑坡本身处于断裂带影响带，其周围岩体较为破碎，并形成了厚度较大的残坡积层，斜坡上松散的残坡积层在各种不利条件组合下即可能发生滑坡灾害。区内地震基本烈度为Ⅷ度，地震峰值加速度为0.2g，地震特征周期为0.30s。
由于滑体主要为含碎石粉质粘土，坡体物质透水性较好，收稿日期：2011-06-23
图1
志留系茂县群
第三组千枚岩岩层产状
smx
3
3
smx
5E7441715
TC04
C057961167
E38081738
C04C028051685
1840805
E61828.276
02Q
E2873.1000
E118.919
C07T
smx
第四系全新统
冲洪积层
3
剖面线及编号乡村道路
TC01
探槽位置及编号
Q01
浅井位置及编号
茶山村滑坡工程地质平面图
作者简介：李满意（1986-），男，安徽砀山人，成都理工大学地质灾害与地质环境保护国家重点实验室，硕士，研究方
向为岩土体稳定性评价、地质灾害防治。
第9期
李满意等：四川省茂县茶山村滑坡成因机制分析及稳定性评价
249
高程(m)N327°5W
高程(m)1900
1900
1880
1880
TCZK5
1860
小路1860
9
71840
1840
32+1820Q裂缝L2
砂砾石
1820
KZ
65075
218009.81800
民房
1780
287
1780
1760
Q含角砾粉土1760
ZK1
5554.8
580
民房
1740
1740
15.8
CT1720
Sm3
x灰
岩30.0
1720
1700
310°∠60°
Sm3
1700
x千枚岩
1680
1680
310°∠60°
第四系全新统1660
志留系茂县群
1660
第三组千枚岩
冲洪积层
10
10
50
100
150
200
250
300
350
400
450
图2茶山村滑坡工程地质纵剖面图
2．滑坡体结构特征
滑坡的滑床和滑带的物质结构组成及形态亦受老滑坡形成机制的严格控制。
滑体上部为第四系滑坡堆积层的块碎石土，成分为灰绿色的千枚岩；滑体中下部物质为灰色含角砾粉土，成分多为千枚岩，亦含有灰岩碎块石，绢云千枚岩。滑体物质松散，易于吸水加重岩体负荷，可塑性弱。
茶山滑坡前缘滑床为砂砾石层，埋深9m~34m；滑坡中后部滑床主要为志留系茂县群第三组（Smx3）的深灰色绢云千枚岩和石灰岩。地层产状：310°∠60°，为单斜岩层，埋藏深度一般为40~55m；绢云千枚岩为变余泥质结构，千枚状构造，片理、节理、裂隙发育，遇水易分解，片理倾角60°，中等风化；石灰岩为变余粒状结构，块状构造，中等风化～微风化。
滑坡的滑面（带）受老滑坡形成机制的控制，其形态特征整体上呈圆弧形，其控滑结构面为角砾土与基岩接触面，滑体主要沿松散的角砾土层与基岩接触带滑动，局部在滑体角砾土中剪切滑动。
四、滑坡变形破裂特征
“5.12”汶川地震前，滑坡的变形破坏主要发生在雨季，表现为滑坡体的整体蠕滑-拉裂和局部的表层滑塌，以及地面的塌陷等。
受“5.12”汶川地震的影响，滑坡变形明显加剧，滑坡区较为明显的变形特征有滑坡前缘、中部及后缘裂缝均较发育、滑坡前部左侧边界处发生了滑动变形；滑动区后缘下错，产生较为明显的滑坡壁、滑坡侧壁；村道路面下陷等，从而反映了滑坡体的复活特征，见下图3~5。
图3
滑坡中部发育的地震裂缝
图4后缘下错形成滑坡后壁高约3m
图5滑动区滑坡侧壁
五、滑坡历史演化特征分析
茶山滑坡是一个老滑坡，为推移式深层土质滑坡，目前该滑坡局部在雨季处于基本稳定状态，无明显变形迹象，经调查认为按其形成过程可分析为以下三个阶段。
1．原始斜坡变形期（老滑坡滑动前）
茶山老滑坡滑动前为一基岩斜坡，岩性为灰岩，在坡体地表堆积有一定厚度的残坡积物以及少量的崩坡积物，残坡积物主要为千枚岩风化后产物，而崩积物则主要为坡体后缘的灰岩区发生崩塌后堆积形成，主要堆积于原始斜坡的坡脚地段；由于茶山滑坡位于岷江的凹岸，斜坡前缘坡脚为岷江高漫滩砂砾石层堆积。由于原始斜坡结构为松散的残坡积碎块石土以及遇水易软化的千枚岩全风化物，稳定性较差，在地震或者暴雨的作用下，原始斜坡逐渐发生变形破坏，乃至滑动。
2．老滑坡地貌演变期（老滑坡滑动后）
茶山老滑坡在暴雨或地震等不利工况条件下沿软弱的灰岩全风化界线或残坡积层与灰岩接触面发生整体滑动，使松散的滑体土超覆于前缘的岷江高漫滩砂砾石层堆积之上，并在其后缘形成了局部的台阶地貌以及在局部形成滑壁，老滑坡趋于稳定。由于老滑坡滑动时，当其前缘推至卵石层后，受近水平卵石层的阻滑作用，前缘土体不断被挤压，土体渗透性随压密作用逐渐降低；而位于滑坡中后部的土体则属于拉张区，土体相对较为松散，渗透性较前部土体好。
3．老滑坡复活期（现状）
由于坡体松散，中后部渗透性较好，坡体在降雨作用下，降水沿松散的中后部土体进入坡体使土体自重增加并软化了土体，使之复活并沿老滑动面发生蠕滑变形，滑坡稳定性有
所下降。另外，老滑坡形成后，受人类活动的作用下，影响
250中国水运
第11卷
坡体稳定性，加之后陆续开始在坡体上进行农田改造并开始栽种苹果、花椒树等经济林木，并对坡体开始大面积灌溉，使滑体自重增大，为滑体的进一步变形提供了条件。“5.12”特大地震发生时，受地震的影响，增加了滑坡下滑力，降低了滑坡稳定性，后缘滑体物质松动向前产生滑动变形，促使滑坡发生变形破坏。
六、滑坡复活成因机制与稳定性评价1．复活机制及稳定性定性评价
通过以上分析，表明茶山村滑坡的复活，主要受降水和地震的影响。
茶山滑坡体岩土体在不同部位其渗透性差异较大，在滑坡中后部岩土体结构较松散，土体孔隙率较大，渗透系数较大，易于降雨入渗；而在滑坡中前部，土体较密实，渗透性也相对较差，这种差异导致了滑坡区在降雨或农户灌溉过程中滑坡体不同部位重量的不同，这也是滑坡产生蠕滑变形的动力来源之一。通过调查发现，茶山滑坡中前缘超覆于砂砾石层之上，该段较为平直，是茶山滑坡的阻滑段，滑坡后缘由于渗透性较好，在降雨入渗重量增大后开始变形，不断挤压前缘阻滑段岩土体，由于前缘砾石层的阻滑作用良好，使得前缘岩土体不断被挤密、压实，由于滑面位于前缘平直地段的地下，始终未能从前缘剪出。在水作用下滑带岩土体软化或泥化，物理力学参数降低，坡体稳定性降低，滑坡体出现蠕滑-拉裂变形迹象，在坡体中部出现断续分布的地面沉陷。
“5.12”汶川地震时，地震力直接导致坡体抗滑力降低，下滑力增大，在坡体中后部形成多条圈弧状裂缝（带），坡体变形破坏加剧，使坡体稳定性进一步降低。
由此可以判定，该滑坡在暴雨或地震等不利工况下下处于基本稳定状态。
2．滑坡稳定性定量评价（1）计算参数的选取
根据岩土体物理力学参数的实验统计值，并通过与经验值和反演值的对比，确定稳定性相关计算参数的取值。滑体天然容重取20.30kN/m，饱和容重取22.46kN/m，其滑带土体（粉质粘土）相关物理力学参数取值如表1所示。
表1
滑带土体物理力学参数取值表
指标天然状态暴雨状态
C（kPa）12.811.3φ（°）
21.2
19.7
（2）计算结果及评价
选取中心剖面（图2）为计算剖面。采用传递系数法对其进行稳定性计算比较合理。同时，这里提供了其他计算方法，以便进行比对。计算结果如表2所示。
表2茶山村滑坡稳定性系数计算结果表
计算方法天然工况暴雨工况地震工况简化Janbu法1.1941.1031.092Bishop法
1.2431.1141.101传递系数法（规范法）
1.204
1.122
1.108
计算结果表明，滑坡在天然工况下，处于稳定状态；在暴雨及地震工况下处于基本稳定状态。定量计算和定性分析基本相吻合。
3．治理措施研究
在充分认识滑坡体的基本特征、变形破坏特征、复活机制以及稳定性评价的基础上，提出相应的治理措施：
茶山村滑坡的复活主要降水和地震的影响，因此，降水是茶山村滑坡复活的重要诱发因素，也是影响滑坡稳定性重要因素。因此，可以在滑坡体后缘修筑截排水沟，将其汇水沿坡内已修排水沟排出；并辅助裂缝填封，以减小水因对滑坡稳定的影响。
因此，本文提出“专项简易监测+地表截排水+填缝夯填”的综合治理措施，对茶山村滑坡治理，以确保坡体上居民生命财产安全。
七、结论及建议
（1）茶山村滑坡是一个老滑坡堆积体，为推移式深层特大型土质滑坡。滑坡体形态及结构特征受老滑坡形成机制的严格控制；滑坡近期复活的决定性因素为降水和地震。
（2）滑坡复活的变形破坏机制为蠕滑-拉裂型，根据其变形破坏特征及稳定性计算结果表明，滑坡体在天然状态下处于基本稳定状态，在降雨或地震工况下处于基本稳定状态。
（3）建议采用“专项简易监测+地表截排水+填缝夯填”的综合治理措施对其进行整治，以确保坡体上居民生命财产的安全。
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