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某大型滑坡的特征及形成原因探讨

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  摘 要:经过对茶阳火车站滑坡的勘查,采取几种具有针对性的勘查手段且互相印证,查明滑坡的形态特征及形成原因,对滑坡的发展变化趋势及危害性作出预测,对滑坡的稳定性进行了计算分析。
  关键词:茶阳火车站;滑坡;稳定性;危害性
  Abstract: through the railway station of tea Yang landslide exploration, taking several has pointed exploration method and by each other, and find out the morphological characteristics and landslide reasons, the trend of the development of the landslide and harmfulness make predictions, stability of landslide are calculated.
  Keywords: tea Yang railway station; Landslide; Stability; harmfulness
  
  
  中图分类号:P642.22文献标识码:A 文章编号:
  1前言
  茶阳火车站滑坡位于漳龙铁路运营里程K160+500~K161+000范围内,自2000年10月漳龙铁路开通以来铁路两侧部分地段多次出现边坡垮塌,铁轨出现不同程度的沉降或位移,涵洞支撑侧墙两侧出现裂缝等病害,且病害有继续加剧的迹象,对铁路的运营存在较大的安全隐患。
  2滑坡形成的地质环境
  2.1地形地貌
  滑坡地处丘陵斜坡,海拔高程150~350m,上部自然坡度30~50°,下部坡度15~25°,坡面植被发育;地形切割强烈,多呈“V”字型;局部坡面隆起微丘、沉陷微洼地较发育,地形三角面发育。
  2.2地层岩性
  区内出露的岩土层有第四系冲洪积粉质粘土(Qal+pl)、第四系残坡积粉质粘土(Qel+dl)、侏罗系上统嵩山组砂岩 (J1s) 和白垩纪浅层侵入岩体绿帘石岩(δμ)。
  2.3地质构造
  主要有莲花山断裂带的次生断裂(F1)通过,受F1的影响,伴生有F2、F3二组局部小断裂,F2、F3延伸长度<5km,多被第四系土体覆盖。结合区域内绿帘石岩的侵入,推测滑坡区位于断裂构造的围限内,导致滑坡区岩体破碎,XHP1滑坡形成受构造影响较强烈。
  2.4气象与水文地质条件
  2.4.1气象
  该区近10年年平均降雨量1478.2mm,最大降雨量2020.1mm,最少降雨量1164.6mm,最大日降雨量123.7mm。其中1983年全年降雨量2286.9mm,超过近10年均降雨量的54.7%,且2月、3月降雨量分别为394.4mm、454.1mm,均超过近10年最大月降雨量,且占全年降雨量的37.1%,为XHP1在1983年3月份发生滑动的主要诱发因素。
  2.4.2水文地质条件
  1、地表水
  区内地表水体主要为汀江,其流量受季节性影响明显;区内斜坡表面沟流较多,主要从清溪水库引出的;在XPH1的滑坡体上,出现3处地表水体,面积一般为200~400m2,深度不超过3m。
  2、地下水
  地下水主要有第四系孔隙水、基岩裂隙水、构造裂隙水。第四系孔隙水水量较丰富,主要受降雨、基岩裂隙水和构造裂隙水的补给。基岩裂隙水主要受第四系孔隙水、构造裂隙水的补给,水量贫乏~丰富,无承压性。构造裂隙水,主要以泉的形式向地形低洼处排泄,其长年流水不间断,直接补给地表沟流。在南部发现1构造上升泉;在其他地段发现4处侵蚀下降泉,水量为0.2~0.6L/s。
  3 滑坡基本特征
  3.1老滑坡的形态特征及边界条件
  滑坡区为斜坡地貌,坡脚受汀江的冲刷,漳龙铁路从斜坡的中下部通过,在铁路的周围及斜坡的下部,人类工程活动较强烈,主要为农田和房屋建筑。岩土体主要为坡残积和冲洪积粉质粘土,基岩处于断裂构造的围限内,构造裂隙水发育,发现3个侵蚀上升泉,具承压性。
  从地形地貌角度分析:①斜坡体出现明显的崖壁陡坡,②斜坡体上出现多级台阶,且台阶多呈圈椅状,岩性主要为坡残积土,③斜坡前缘岸坡土体向汀江凸出,且河面在此处变窄;④斜坡后缘出现拉张裂缝。⑤物探成果推断斜坡部分地段存在较为明显的滑动面。因此,斜坡体为具明显的地形起伏周界老滑坡体(LHP1),面积约250000m2,体积约375×104m3,体积规模属大型。滑坡后缘受F2的控制,前缘主要受汀江的冲刷。
  在后期斜坡水流沟谷冲刷的作用下,LHP1的滑体上部形成次一级的老滑坡(LHP2),面积约30500m2,体积约45.7×104m3,体积规模属中型。
  在强降雨和人类工程活动的影响下,在LHP1下部发展一持续变形滑动的新滑坡(XHP1)。见图1。
  3.2老滑坡的演化规律和动力特征
  根据地形地貌判定,LHP1为大型推移-牵引式老滑坡,LHP2为中型推移式老滑坡;二者均为自然滑坡,位于同一个斜坡体上,总体滑动方向为NE40º左右,轴长约288m,与铁路线呈大角度相交。由于山体坡度较陡,受构造影响岩体较破碎,岩石风化强烈,形成易饱水、软化的土体,在后缘土体重力作用下形成了推移式的滑坡;在前缘水流的侵蚀冲刷下,形成牵引式滑坡。
  根据老滑坡滑体后缘地表存在多级台阶和水流深切沟谷地带形成的崩滑体,表明老滑坡在第四纪以来经过了多次滑动。老滑坡体滑动面为坡残积土体或全风岩中,由于滑坡体稳定了相当长的一段时间,滑动面土体现多已固结;滑床为全风化或强风化岩。
  3.3新滑坡的形态特征及边界条件
  在LHP1的中下部形成一“推移一牵引式”的滑坡(XHP1),后缘以推移为主,前缘以牵引为主;该滑坡一直持续变形滑动,面积约84700m2,体积约127×104m3,体积规模上属大型。滑坡滑动面呈折线型,存在一较为明显的软弱面,滑床为全―强风化岩。
  XHP1后缘至瘌痢顶山脚下的茶阳至清溪的乡间道路,后缘出现1.5~2.5m高的陡坎。在后缘的南侧,出现一侵蚀下降泉,该区域有一水塘。铁路从XHP1滑体中上部通过,主要为填方路基,从2000年10月通车以后,在K160+530~+650区段内的第一匝道即开始出现变形和沉降。沉降和变形主要方向为105°。XHP1前缘为汀江,陡坎上生长的高耸竹林有轻微的倾斜和歪倒。
  XHP1滑坡南侧边界主要经过西湖村的北侧,多栋房屋和上坡的水泥路面出现明显的裂缝和变形,裂缝和变形断断续续,一直延伸到茶阳车站的水塔处;北侧边界不明显。
  3.4新滑坡的演化规律和动力特征
  LHP2滑坡前缘长期受汀江水流的冲刷,且前缘地段多为水田,地表土体稍湿~饱和,抗剪强度降低,导致持续的蠕动或变形,LHP1后缘斜坡土体变形较之前缘土体变形要缓慢或未发生位移,前缘土体在长时间的蠕动和变形后,最终脱离后缘土体的挤压,形成一新滑坡(XHP1)。
  XHP1滑体多为台阶状的水田,XHP1的后缘有漳龙铁路垂直滑坡轴线通过,铁路运输的附加荷载和振动,直接加剧了XHP1的滑动和变形;在XHP1的前缘,主要受汀江水流的冲刷,易在坡脚形成掏空区,加上XHP1前缘较陡,后缘虽平缓,但受铁路附加荷载和地下承压水渗透力的作用下,滑坡属于推移-牵引式滑坡。

  4滑坡稳定性评价
  4.1老滑坡定性分析
  根据现场地质调查,LHP1在地表未出现明显的张拉裂缝或滑动周界,山体植被未出现马刀树等滑坡的迹象。因此,判断LHP1总体上处于稳定状态。
  LHP1由于构造作用和地表水的冲刷诱发了LHP2,LHP2滑坡体沟流发育,沟流两侧发生次生滑坡较多,且多为近期滑动发生;LHP1的后缘发现有张拉裂缝,虽然在LHP2的两侧周界未发现有较为明显滑动痕迹,总体上LHP2处于稳定~基本稳定状态。
  4.2新滑坡定性分析
  新滑坡XHP1的产生,直接导致了滑坡体农田的鼓丘和凹陷,铁路轨道的位移和沉降,房屋变形或开裂;根据当地居民的调查和访问,明确指出在1983年的3~4月份该滑坡体出现明显的滑动,直接导致了滑坡体上数间房屋的垮塌,且该滑坡体多在5~7月份(当地雨季时期)发生蠕动和变形,因此,综合判断XHP1处于欠稳定~不稳定状态,有再次发生滑动可能性。
  4.3滑坡稳定性计算
  滑坡稳定性计算主要参照《滑坡防治工程勘查规范》[1],并结合《建筑边坡工程技术规范》[ 2 ]的相关规定,根据《茶阳车站滑坡勘查物探报告》中对滑坡滑动面分析,结合钻探资料,推测茶阳车站滑坡滑动面为折线型,采用传递系数法进行稳定性评价和推力计算。以高密度电法和地质雷达推测的滑动面为主要依据,再结合钻探揭露、地面调查滑坡周界等情况综合确定滑动面的位置和深度。
  老滑坡LHP1、LHP2选取其主滑方向的A―A’,B1―B1’,C1―C1’剖面进行计算和分析;新滑坡XHP1选取其主滑方向的B2―B2’,C2―C2’和D―D’剖面进行计算和分析。滑土体抗剪强度指标根据滑坡所处演变阶段及含水状态分别选用峰值强度指标、残余强度指标及天然强度指标、饱和强度指标。
  4.4滑坡稳定性分析结果
  稳定性计算结果表明, LHP1处于稳定状态;LHP2处于欠稳定~基本稳定状态;XHP1处于欠稳定~不稳定状态(见下表)。
  计算目标 剖面编号 安全系数1.10
   稳定系数 评价结果
  LHP1 A―A’ 1.257 稳定
   B1―B1’ 1.013 欠稳定
  LHP2 C1―C1’ 1.101 基本稳定
  XHP1 B2―B2’ 0.922 不稳定
   C2―C2’ 0.937 不稳定
   D―D’ 0.978 欠稳定
  5滑坡发展变化趋势及危害性预测
  由于地下水下渗导致土体的抗剪强度降低,XHP1后缘的位移,同时减小了LHP1前缘的阻挡力,可能引发LHP2的滑动。但在现有影响因素不变的情况下,老滑坡体仍处于基本稳定~稳定状态。其的危害性小或基本无危害。
  强降雨和人类工程活动是导致新滑坡XHP1滑动的主因,从上世纪50年代开始就不断的发生蠕变,特别是在1983年2~3月份出现强降雨后,XHP1出现大的变形和位移,导致西湖村北侧房屋出现大面积拉张裂缝;在2000年修建漳龙铁路后,滑坡体上出现明显的拉张裂缝和位移错位的痕迹。因此,在现有影响因素的作用下,其继续滑动和变形的趋势。滑动或蠕动,直接威胁到漳龙铁路的正常运营和汀江的正常航运,将造成巨大的经济和社会损失。
  综上所述,茶阳车站滑坡威胁主要对象为漳龙铁路、汀江的航运和县道961安全及滑坡体上的村庄和农田,其危害等级为一级。
  6结语
  1、茶阳火车站滑坡为一大型老滑坡(LHP1),在后期斜坡水流沟谷冲刷的作用下, LHP1的上部形成次一级的中型老滑坡(LHP2),在人类工程活动和强降雨作用下,在LHP1的中下部形成一“推移一牵引式”的大型新滑坡(XHP1),其后缘以推移为主,前缘以牵引为主;该滑坡一直持续变形滑动,危害等级为一级。
  2、老滑坡LHP1处于稳定状态;LHP2处于基本稳定状态,新滑坡XHP1处于欠稳定~不稳定状态。
  
  参考文献:
  [ 1] DZ/T0218-2006,滑坡防治工程勘查规范 [ S]。
  [ 2 ] GB50330-2002,建筑边坡工程技术规范[ S]。
  [ 3 ] GB 50021-2001,岩土工程勘察规范[ S]。


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