贵州仁怀市三合镇街道社区油沙坡滑坡变形特征与机理分析_汤浪丽.pdf

2023年第7期西部探矿工程*收稿日期：2022-08-09修回日期：2022-09-22作者简介：汤浪丽（1988-），男（苗族）、贵州松桃人，工程师，现从事水工环地质、生态修复工作。贵州仁怀市三合镇街道社区油沙坡滑坡变形特征与机理分析汤浪丽*1,2（1.贵州省地质矿产勘查开发局114地质大队，贵州 遵义 563000；2.贵州省地矿局第二工程勘察院有限公司，贵州 遵义 563000）摘要：贵州特殊的地理位置、脆弱的地质条件和极端的气候，致使滑坡地质灾害频发，严重威胁了人民的生命财产安全。通过对长期的野外地质调查、宏观巡查,并结合滑坡变形破坏特征和影响因素分析,该滑坡属中型推移式滑坡，滑坡体土质结构松软，发育6条主要裂缝。滑坡前缘、中部、后缘，以及两侧缘皆存在不同程度的滑塌变形迹象，变形痕迹明显，前期已经出现蠕动变形特征，主要造成滑坡中上部公路路面变形和开裂等影响。后期在暴雨的作用下，有产生大面积或整体滑坡的风险。关键词：贵州；滑坡；蠕动变形中图分类号：P642 文献标识码：A 文章编号：1004-5716(2023)07-0014-04贵州省仁怀市位于构造侵蚀深切的高山区，岩体构造裂隙发育，岩石破碎，后期受人为扰动、暴雨等因素的影响，滑坡体产生滑动位移。油沙坡滑坡为仁怀市内典型的滑坡体之一，该滑坡于2014年开始出现蠕动变形，前期主要造成滑坡中上部公路路面变形、开裂。后期在暴雨的作用下，有产生大面积或整体滑坡的风险，直接危及45户212人及仁怀市第三中学师生1000余人的人身财产安全。文章以贵州省仁怀市油沙坡滑坡为研究对象，通过野外地质调查，工程地质测绘、无人机航测及辅助调查、钻探、样品采集与测试等对该滑坡的变形特征、变形机理进行深入探讨与研究。1油沙坡滑坡基本概况油沙坡滑坡处于坡向344的斜坡中下部，滑坡平面形态为近“矩”型，主滑方向为344。前缘为斜坡中下部的村民耕地及基岩出露地带，岩性为强风化泥岩，岩层产状18315；右侧缘为小冲沟微地貌地带，总体方向为353延伸，左侧缘为小山脊微地貌地带，总体方向为333延伸，后缘以裂缝L6为界，裂缝呈折线型延伸；滑坡下部表面为台阶状，地形较平缓，中后部地带相对较陡，中后部大多为耕地，种植有玉米等经济植物。滑坡前缘高程为923927m，后缘高程为974m，相对高差51m，滑坡纵长约85m，横宽平均200m，滑体平均厚度20m，滑坡规模约34104m3，属中型岩质滑坡。2地质环境条件2.1地形地貌滑坡地处侵蚀溶蚀低中山斜坡沟谷地貌，工作区为坡向344斜坡，最低点为三合镇街道，海拔高程904m，最高点为斜坡的顶部，海拔高程1049m，相对高差145m，总体表现为下部较缓，为台阶状，中上部较陡。滑坡正处于此斜坡的中下部，滑坡的下部地形平缓，中后部地带相对较陡，前缘为村民集中区，中后部大多为耕地，种植有玉米等经济植物，乡村公路穿过滑坡的中后部地带。2.2地层岩性滑坡区出露地层为第四系全新统耕植土层（Qpd）、第四系残坡积层（Qel+dl）、三叠系下统夜郎组（T1y）、二叠系上统长兴组（P3c）和二叠系上统龙潭组（P3l），分述如下：（1)第四系全新统耕植土层（Qpd）：褐色、暗紫色的粉质粘土含少量有机质和植物根茎，结构松散，主要分布于斜坡的表层，厚薄不均，一般厚0.30.5m。142023年第7期西部探矿工程（2）第四系残坡积层（Qel+dl）：为含碎石粉质粘土，碎石成分为泥岩、灰岩，粒径110cm，含量约占2%10%，结构松散，主要分布在斜坡平缓地带，厚03m。（3）三叠系下统夜郎组（T1y）：第二段（T1y2）：中上部为灰色中厚层灰岩，下部为灰色薄层泥质灰岩夹泥灰岩，厚120275m。第一段（T1y1）：岩性为灰黄、黄绿色泥岩及泥灰岩，出露岩石节理裂隙较发育，风化强烈，完整性较差，厚1941m。（4）二叠系上统长兴组（P3c）：深灰、暗灰色中厚层状灰岩，含燧石结核，厚4279m，主要分布在滑坡中上部地段，岩体表面溶沟、溶蚀裂隙发育，岩体完整性较差。（5）二叠系上统龙潭组（P3l）：浅黄色、黑色泥岩、砂质泥岩夹煤层，主要分布在滑坡下部地段，出露岩石为强风化泥岩，节理极发育，岩体完整性差。2.3水文地质根据勘查区内出露地层岩性，按地下水的赋存条件及水理性质分为第四系松散堆积层孔隙水、基岩裂隙水和碳酸盐岩岩溶水三类，分述如下：（1）松散堆积层孔隙水：分布在褐色粉质粘土、粉土夹碎石的孔隙中，主要接受大气降雨、灌溉水的补给，透水性弱，季节性变化较大。（2）基岩裂隙水：含水岩组为三叠系下统夜郎组第一段（T1y1）和二叠系上统龙潭组（P3l）。该类地下水由大气降水补给，沿基岩裂隙赋存运移，以基岩裂隙泉等形式排泄。区内岩层主要为泥岩，泥岩中贯通性较好的节理裂隙不发育，加之遇水易软化、泥化，形成相对隔水层，致使基岩富水性弱。（3）碳酸盐岩岩溶水：碳酸盐岩岩溶水分布广泛，含水层厚度大，水量丰富，是区内主要的地下水类型。含水岩组为二叠系上统长兴组（P3c）、三叠系下统夜郎组第二段（T1y2）。该类地下水一般由大气降水、地表水补给，赋存运移于岩层的溶蚀裂隙、溶洞及岩溶管道中，以岩溶大泉、地下河等形式排泄。勘查区地下水埋藏较深，未见泉点出露。从上面含水层特点和现象可以看出，场区的地下水和地表水贫乏，但在勘查期间遇降水，勘查区内为湿地，透水性弱，残坡积粉质粘土呈饱水状态。2.4人类工程活动滑坡中部为缓平台，上部为斜坡，人类工程活动主要表现为斜坡体上农耕生产活动，斜坡中部的公路建设、中上部房屋建设，人类工程活动强烈。3滑坡基本条件3.1形态特征及边界条件滑坡平面形态为近“矩”型，主滑方向为344。前缘为斜坡中下部的村民耕地及基岩出露地带，岩性为强风化泥岩；右侧缘为小冲沟微地貌地带，总体方向为353延伸，左侧缘为小山脊微地貌地带，总体方向为333延伸，后缘以裂缝为界，裂缝呈折线型延伸；滑坡下部表面为台阶状，地形较平缓，中后部地带相对较陡。滑坡前缘高程为923927m，后缘高程为974m，相对高差51m，滑坡纵长约85m，横宽平均200m，滑体平均厚度20m，滑坡规模约34104m3，属中型岩质滑坡。3.2滑体特征根据工程地质测绘、钻探、探井（槽）揭露，滑体主要由二叠系上统长兴组（P3c）灰岩及二叠系上统龙潭组（P3l）强风化泥岩组成。从钻孔、探井(槽)揭露以及现场调绘可知，滑体中上部最厚，达25m，后缘及前缘部分相对较薄，滑体物质以灰岩及强风化泥岩为主体，表层为含碎石粉质粘土，碎石粒径一般25cm，碎石含量占2%10%，厚0.53m。3.3滑带特征根据现场工程地质测绘、探井（槽）、钻孔揭露，滑坡上部滑面为灰岩结构面，结构面起伏粗糙，张开度12mm，无充填，总体上属于硬性结构面，结构面产状为35075，顶部裂缝可见深度为13m，下部滑带岩性为强风化泥岩，根据钻孔资料，岩芯呈砂状、碎块状，滑带(面)上部呈直线形，下部滑带位于泥岩强/弱风化层界面附近。3.4滑床特征滑床在纵向上表现为上部陡下部缓，下段倾角322，上段倾角73，横断面上左侧高右侧低，其物质上部为二叠系上统长兴组（P3c）灰岩，下部为二叠系上统龙潭组（P3l）泥岩，岩层产状18315。3.5变形特征根据现场调查与访问，2014年3月，当地村民发现滑坡上部公路地面开裂，开裂后用水泥砂浆填塞，调查时填补水泥砂浆再次开裂且变形加剧，滑坡后缘拉张裂缝也有加宽迹象，特别是雨季表现更为明显，见表1。综上所述，滑坡上部公路及后缘均出现拉张裂缝，据当地农民反映后缘裂缝在雨季变形加剧，体现在裂缝加宽、局部垮塌等现象，而公路开裂后多次用水泥砂浆填塞，调查时发现填塞裂缝再次开裂且有加宽迹象。4岩土体力学参数4.1滑体物理力学参数152023年第7期西部探矿工程勘查结果显示，滑体物质上部为灰岩，下部为强风化泥岩。本次勘查期间取滑体岩样9件，根据钻孔资料显示下部强风化泥岩呈砂状、碎粒状，勘查过程中无法取样，因此本次取上部灰岩岩样9件。其物理力学指标测试成果统计见表2。4.2滑带（面）物理力学参数编号L1L2L3L4L5L6性 质张裂缝张裂缝张裂缝张裂缝张裂缝张裂缝特 征位于滑坡上部公路水泥路面上，总体走向225。2014年3月发现路面开裂，裂缝延伸长约12m，宽13cm，开裂后用水泥砂浆填补，调查时路面再次裂开位于滑坡上部公路水泥路面上，总体走向250。2014年3月发现路面开裂，裂缝呈直线延伸，裂缝延伸长约20m，宽13cm，开裂后用水泥砂浆填补，调查时路面再次裂开位于滑坡上部公路水泥路面上，总体走向255。2014年3月发现路面开裂，裂缝呈折线延伸，裂缝延伸长约25m，宽12cm，开裂后用水泥砂浆填补，调查时路面再次裂开位于滑坡上部公路水泥路面上，总体走向235。2014年3月发现路面开裂，裂缝呈弧线延伸，裂缝延伸长约15m，宽0.51cm，开裂后用水泥砂浆填补，调查时路面再次裂开位于滑坡上部公路水泥路面上，总体走向260。2014年3月发现路面开裂，裂缝呈折线延伸，裂缝延伸长约5m，宽13cm，开裂后用水泥砂浆填补，调查时路面再次裂开，裂缝比以前更宽位于滑坡后缘，呈线形延伸，总体走向60。现裂缝延伸长约60m，宽0.51.5m，上宽下窄，内充填粉质粘土及少量灰岩块石，可见深度13m。调查访问，雨季裂缝加宽，变形加剧，局部发生垮塌备注试样编号HT-1HT-2HT-3HT-4HT-5HT-6HT-7HT-8HT-9取样位置地表地表地表地表地表地表地表地表地表块体密度(g/cm3)2.692.722.682.72.692.692.72.682.72单轴抗压强度(MPa)天然53.261.349.355.148.957.154.549.658.7饱和43.649.139.446.240.947.343.140.448.7天然抗拉强度(MPa)3.784.463.384.163.574.043.893.224.25单轴压缩指标弹性模量E50(104MPa)5.335.964.585.355.085.464.895.165.75泊松比500.230.210.240.230.230.220.230.230.21表2滑体上部灰岩物理力学性质统计表表1地面裂缝特征本次勘查期间，根据钻孔揭露及调查显示，滑坡上部滑面为灰岩结构面，下部滑带为强风化泥岩；上部灰岩结构面起伏粗糙，张开度12mm，无充填，结合程度一般，根据 建筑边坡工程技术规范（GB50330-2013）并结合实际取值；由于下部强风化泥岩在钻进过程中呈砂状、碎粒状，勘查过程中无法取样，因此其物理力学参数根据反演分析结果选取。4.3滑床物理力学性质滑坡滑床上部为灰岩，下部为泥岩，节理裂隙较发育。由于上部滑床灰岩与滑体一致，因此未进行单独取样。本次取下部滑床中风化泥岩岩样9件，其物理力学指标测试成果统计见表3。5影响因素分析从自然因素上看，影响滑坡稳定性的因素有不利的地质环境条件、岩土结构、持续降雨等；从人为因素上看，在滑坡体上修建公路及耕种等人类工程活动，也是降低滑坡稳定性的因素之一。根据滑坡特征，结合滑坡所处地质环境、边界条件综合分析，其滑坡的变形影响因素如下：（1）不利的边界组合：滑坡上部所处斜坡坡度较陡162023年第7期西部探矿工程试样编号HC-1HC-2HC-3HC-4HC-5HC-6HC-7HC-8HC-9取样位置(m)ZK1(29.629.7)ZK1(32.432.5)ZK2(33.533.6)ZK2(37.037.1)ZK3(26.726.8)ZK3(30.030.1)ZK3(33.533.6)ZK4(24.324.4)ZK4(28.828.9)块体密度(g/cm3)2.632.62.592.612.642.612.592.62.58天然单轴抗压强度(MPa)17.413.515.316.217.112.615.816.314.1天然抗拉强度(MPa)1.391.041.131.261.31.011.271.191.14单轴压缩指标弹性模量E50(104MPa)1.961.531.761.872.061.58