典型滑坡介绍十堰市竹溪县向坝幼儿园滑

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0引言

竹溪县位于鄂、渝、陕三省交界的秦巴山区,隶属于十堰市,据最新的竹溪地灾详查报告[1,竹溪县有滑坡处,是湖北省地质灾害高易发区。在年8月~10月,十堰市迎来57年一遇的秋汛,2个月的平均雨量达.6mm,强降雨引发多处滑坡、崩塌等地质灾害,位于竹溪县向坝乡的向坝幼儿园滑坡也受其影响变形破坏强烈。

1、区域概况

研究区地处秦岭褶皱系南坡与扬子地台北缘过渡地带,是强烈的构造挤压推覆区,向坝所在区块由寒武系地层为主的复式褶皱与其东西向断层共同形成格架,区域地质稳定性较差。滑坡区属构造侵蚀、溶蚀中高山地貌,河谷剖面形态呈“V”字型居多。山体坡度一般在30~40°,甚至60~70°,常在河床两侧山坡发生顺向滑坡。向坝区内主要地层为寒武系下统(C1),岩性以页岩、含炭质页岩、细晶灰岩、泥质条带灰岩、粉砂质板岩及绢云母石英片岩等为主,页岩、灰岩、板岩常以不等厚互层出现。研究区内有水动力条件丰富,地下水补给量受季节性影响较大,降雨往往是诱发竹溪地区滑坡最重要的因素之一。竹溪县属地震活动较多发区,但震级不高,直接破坏性较小,根据《中国地震动参数区划图》(GB-),抗震设防烈度为V度。研究区内人类工程活动频繁,改变了原有的地质环境条件,影响了斜坡的稳定性,由于人工建房切坡,滑坡前缘形成临空陡坎而人工坡体耕种导致水土流失,加速了地质灾害的发生。

2、滑坡基本特征

向坝幼儿园滑坡是一个中型中层岩土混合质滑坡,滑坡所在山坡坡地起伏较大,呈北高南低,坡脚为向坝幼儿园、财政所、民房及乡镇主干公路,山坡高约m,该处山坡坡向约°,坡度约32~45°,岩层产状为°L48°,属顺向坡,岩石节理发育整体较破碎。滑坡体左右以冲沟为界,前缘以沿向坝公路北侧近滑坡的一排房屋为界,滑坡整体平面形态呈“舌”形(图1),滑坡体所处斜坡呈上缓下陡。滑体近后缘-中部较厚,有老滑坡叠加的特点,前缘与东侧、西侧稍薄。在滑坡体的左右两侧及前缘均存在次级滑坡体。滑坡后缘高程为~m,前缘高程为~m,主滑方向°,宽度m,纵长m,平均厚约15m,体积约77.6×m3。

3、物质组成及结构特征

①滑体:为岩土混合质,主要为碎石土、含碎石粉质粘土、页岩、细晶灰岩、含泥质灰岩等组成。滑体有老滑坡叠加的特点。碎石土,土石比5:4,土稍湿,呈松散~稍密状态,局部有架空现象。含碎石粉质粘土,棕红色-暗黄色,土石比约为7:3,稍湿,可塑-硬塑,松散-稍密,通过现场重度试验测得土的天然重度v=19.5kN/m3,饱和重度y=20.5kN/m3。碎石土、含碎石粉质粘土在整个滑体都较为分布。滑体中的页岩主要为灰色-灰黄色泥页岩、黑色-灰黑色含炭质页岩,页岩在滑体中下部及后缘位置分布。在滑坡前缘可见垮塌揭露出的页岩,其产状由于垮塌作用变为0~26°L5~23°。灰岩主要为细晶-粉晶灰岩及少量的含泥质灰岩。经过试验测定灰岩天然密度为:2.61g/cm3,天然抗压强度约为81MPa。页岩天然密度为:2.53g/cm3,天然抗压强度约为15MPa。

②滑带:为岩土混合交界面及灰岩与页岩的接触结构面,整体呈圆弧状,具体的滑带形态及破坏模式在下一节详细论述。滑带土呈可塑~硬塑状粘土(图2),遇水易软化,土中夹有灰岩及页岩的碎石,碎石呈角砾~次椭圆状,碎石量约为25%,粒径1~3cm。通过试验测得土的天然重度y=19.5kN/m3,饱和重度v=20.5kN/m3。

③滑床与滑带接触位置岩性为含泥质灰岩及粉晶灰岩为主,深部的滑床为寒武系下统的粉晶-细晶灰岩与页岩不等厚互层。整体岩层倾向~°,倾角32~48°。灰岩中石英脉呈网脉状广泛发育。

滑坡变形特征

根据现场的勘测,滑坡变形破坏类型主要为:地表滑塌、挡墙变形破坏、房屋变形破坏、地表裂缝。

①地表滑塌:在滑坡近右边界中部发生次级的滑坡,方量约m3(图3)。在滑坡前缘中部出露滑塌的页岩,对下侧房屋造成较大的威胁,页岩的产状已变为2°L6°,与滑床的原始倾向相反(图4)。

②挡墙变形破坏:在滑坡体中部及左边界中部及中上部修建的多级干砌石挡土墙局部已发生垮塌(图5),滑坡前缘局部发生了滑塌,应急治理后修建的砌筑墙下部拱张变形,并出现裂缝(图6),且砌筑墙透水明显。

③房屋变形坡破坏:滑坡体中上部近左边缘房屋墙面上出现贯通裂缝,部分墙体垮塌。

④地表裂缝:在滑坡的后缘有横向的纵深裂缝,裂缝长约40~65m,宽约4cm;滑坡中部发育横向裂缝;滑坡右边界有纵向的裂缝发育;滑坡前缘都出现横向和纵向的多条裂缝,局部发育的横向裂缝已发生扩展、垮塌;滑体前缘房屋地面出现纵向裂缝。

3、滑坡破坏模式

向坝幼儿园滑坡的破坏模式是牵引-拉裂-推移式(图7)。滑坡岩石的产状与坡向坡角相同,是发生顺层牵引式滑动最有利的条件,坡体岩性为寒武系下统的含泥质灰岩、泥页岩、粉晶灰岩,且灰岩与页岩不等厚互层,在含泥质灰岩与表层土、页岩与表层土、灰岩与页岩的软弱结构面都是易发生顺向滑动的界面。斜坡坡形呈上缓下陡,下侧的陡坡土体“载重”大,稳定性差,因此在坡体前缘最先发生页岩与土的顺向滑动,并在建房切坡的工程下加速活动,而页岩与土的顺向滑动又牵引带动了斜坡体上部含泥质灰岩与表层土的顺向滑动及页岩与灰岩的软弱结构面间的滑动,如此形成牵引连锁效应”。

该地区的页岩受到地区构造的挤压条件下呈现弱片理化特征,页岩中有绢云母增强的特点,绢云母的增加页岩结构面表面更光滑,高压缩性、低压实度使颗粒间、咬合力降低,泥质的软化膨胀更让颗粒之间嵌挤、填充作用的效果显著降低,颗粒间的滑移力变大P]。在“多米诺骨牌"式的逐层牵引中,裂隙水增加使软化的含绢云母泥页岩与能干性较强的灰岩层状滑动拉动破坏含泥质灰岩的结构形成剪切裂缝。另外,随着不断的降雨和耕地活动,使表面的土层向下缓慢滑动,局部的土体滑塌开辟了降雨下渗浸入基岩裂隙的更有利通道,灰岩中的张剪性脉与含泥质组分软化带形成优势破坏结构组合,在表面土体滑动和灰岩与页岩的的拉扯驱动下拉张性裂隙扩展,扩展的裂隙使后缘出现横向的深大裂缝并形成较深层的滑动。据魏丽梅I、柏立懂A等的研究,页岩边坡破坏机制是由于页岩近出露于地表而加速风化,风化结构面使降水易于下渗、基岩裂隙水增多,从而加速页岩的软化,在路堑坡脚处顺层滑动剪出。此外,灰岩中陡倾溶蚀裂隙也是扩展拉张裂隙受并坡体后缘的拉裂缝追踪而加剧滑面的贯通,发展成为滑移-拉裂式的滑坡。

因此页岩的软化效应是向坝幼儿园滑坡的主导机制;降雨是诱因﹔顺向坡与坡底的陡坡角是前提;灰岩与页岩的软弱结构面是滑动核心;表层碎石土、泥页岩、含泥质灰岩、粉晶-细晶灰岩的性质差异是“多米诺骨牌"式滑动的连动关键;灰岩中陡倾溶蚀裂隙、张剪性脉、含泥质组分及页岩的弱片理化是加速滑动的“添加剂”。整个滑坡的变形破坏形成了以坡体前缘的顺层牵引滑动、坡体较深层的岩石结构拉裂、后缘滑体向前推移挤压的模式,而这样的“前拽后推”模式相比于简单的岩土分界面及软弱结构面的顺层滑动更加速了滑坡变形的速度。



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