陕北地区某黄土滑坡灾害稳定性分析

陕北地区某黄土滑坡灾害稳定性分析

张宁

（中国有色金属工业西安勘察设计研究院有限公司  西安  710054）

摘要：近年来黄土滑坡地质灾害频发，对孕灾区域人民群众人身及财产安全造成了严重的威胁。文章以黄土高原区域陕北地区某黄土滑坡为研究对象，分析其基本特征、变形特征、成因以及天然和暴雨工况条件下的稳定性，对同类型黄土滑坡稳定性分析提供参考。

关键词：陕北地区；黄土滑坡；稳定性分析

作者简介：张宁（1993—），女，陕西宝鸡人，地质工程，硕士，毕业于西安科技大学，主要从事水工环地质、岩土工程相关工作。（邮箱）976697339@qq.com

0 前言

中国是世界上滑坡灾害分布最广、受危害程度最严重的国家之一，由于山地地貌分布范围大、水系发达，滑坡广泛分布，几乎遍及全国各个省区，其中以西部地区的贵州、云南、重庆、四川、西藏以及湖南西部、湖北西部、宁夏及陕西等省区最为严重[1,2]。根据2004年至2014年国土资源部编制的《全国地质灾害通报》统计数据显示，我国最近的十年共发生地质灾害271180起，其中滑坡196723起，占比72%，平均每年发生2万起，最高值出现在2006年，达到了88523起，而这些滑坡中有三分之一是发生在黄土地区[3]。黄土地区的滑坡往往具有机制复杂、危害严重等特点，在全国范围内均具有典型性和代表性[4]。

陕北地区黄土滑坡主要发育于黄土塬—沟谷过渡地带，尤其是沟道沟脑位置在溯源侵蚀作用的影响下发生滑坡的概率大大增加。

1 灾害特征

1.1 灾害基本特征

该滑坡位于一黄土沟道沟脑北侧填土区（图1-1），长约70m，宽约34m，预测厚度4m左右，体积约0.95×104m3，属小型滑坡。沟脑处已有建筑距离崩塌最近约1~2m，沟道北侧坡顶向内约23m处有交洛路近平行沟道通过。灾害点附近人口居住密集，人类活动频繁。

图1-1两次填土边界（镜向45°）

20年前，由于受人类工程活动、降雨、灌溉和沟道排水等作用的影响，沟脑北侧坡体后退严重，影响到坡顶居民的正常生活和道路的安全使用，当地村委为解决此矛盾，同时抑制崩塌的发展，前后两次顺北沟脑处坡体向沟道内倒土，对沟道进行填埋，填埋后未进行压实。

1.2 灾害变形特征

第一次填土经过20年的沉降，与原状地貌之间已形成约4cm的高差。第二次填埋区与距离沟脑边缘约0~5m。由于第二次填土时间较短，降雨后坡顶发育有数条张拉裂缝。越靠近沟道边缘，裂缝越宽，但其深度都不大，基本在0.1~0.5m范围内。其中，L1（图1-2）、L2、L3、L4（图1-3）最为明显。L1靠近沟道边缘，宽度0.1~0.15m，深0.3~0.5m，L2、L3、L4宽度0.03~0.05m，深度0.1~0.3m，依顺序向坡内，四道裂缝均为西北—东南向展布。

2 成因分析

滑坡形成原因的主要为：未经设计的进行沟道填土，填土未进行压实，土体在自身重力作用下沉降后与原土之间形成高差，灌溉水渗入松散填土土体，导致土体潜在破裂面含水量增加，抗剪强度降低，破裂面土体力学参数降低，坡体稳定性降低，发生滑坡的可能性增大。

3 稳定性分析

滑坡坡体稳定性的因素有土体性质、坡体结构、降水入渗以及人类活动等，此处采用定性、定量两种方法评价其稳定性。

3.1 定性分析

由于前期塬边后退，导致沟脑塬顶居民民房紧邻沟道，因此当地先后两次对沟道进行了填沟造地。两次填方产生了新的灾害。原土与第一次填土已经产生了约高度差，而第二次填土边缘（塬顶部位）已经产生数条拉张裂缝。目前填土区域已存在变形发展趋势，并且在雨季，若遇大暴雨或连阴雨天气，在下滑力和水压力长期的相互叠加作用下，易发生滑坡，威胁坡顶居民的生命财产安全。

3.2 定量分析

选取1条典型剖面（图3-1），根据规范法对滑坡坡体稳定性按照天然和自重+暴雨两种状态进行计算。

图3-1  剖面计算模型

由于滑坡区填土分两次进行，坡体内存在两个接触面，因此预测滑动面一为第一次填土与第二次填土接触面，滑动面二为第一次填土与原土接触面，自重+暴雨状态下，以地表以下4米为饱和层计算，滑面参数取饱和参数。土体物理力学性质参数见表3-1。

表3-1  土体物理力学参数统计表

根据计算结果，天然状态下坡体处于稳定状态（稳定系数1.352），当滑动面为第一次填土与第二次填土时，坡体稳定性差。在暴雨状态下处于不稳定状态，稳定系数分别为0.811。

预测滑动面为第一次填土与第二次填土，利用传递系数法对滑坡剖面进行推力计算，结合实地地质环境条件，天然状态安全系数取1.30、自重+暴雨状态安全系数取1.20，在天然状态下推力为12.81kN/m，坡体稳定性好；在自重+暴雨状态下推力为357.29kN/m，稳定性差。

因此预测滑坡在暴雨状态下可能沿第一次填土与第二次填土之间的软弱结构面发生滑动。

4 结论

文章采用规范法对陕北地区黄土滑坡稳定性进行计算，天然工况下计算得稳定系数为1.352，推力为12.81kN/m，坡体处于稳定状态，暴雨工况下计算得稳定系数为0.811，推力为357.29kN/m，坡体处于不稳定状态。通过计算论证从总体上掌握了陕北地区此类黄土滑坡的稳定性特征和影响因素，为下一步研究此类黄土滑坡的治理措施打下了基础，也为地方政府和相关部门在实施同类型区域建设规划和工程建设过程中的减灾防灾提供了参考。

[1] 殷跃平.中国典型滑坡[M]北京:中国大地出版社,2007.

[2] 孙广忠,姚宝魁.中国滑坡地质灾害及其研究[J].中国典型滑坡,1988,19881:1-111.

[3] 雷先顺.滑坡—碎屑流模型实验与理论研究[D].合肥工业大学,2016.

[4] 张明,殷跃平,吴树仁等.高速远程滑坡--碎屑流运动机理研究发展现状与展望[J].工程地质学报,2010,18(6):805-817.