小型浅层牵引式滑坡稳定性评价

某滑坡稳定性分析评价摘要：随着我国经济的飞速发展，天然气能源事业的不断前进，对天然气管道日益安全运营成为人们所注意和关注的对象。在运营管道中，对自然灾害点的发现、分析治理是维护管道安全运营的重要环节，也是确保管道运营的重要组成部分。本文着重分析评价了该滑坡点的稳定性。关键词：滑坡稳定性分析评价1前言某输气管线建成于2007年，管线全长59.06km，设计压力7.0MPa，管线材质L485，管线规格D508×6.3（7.0，8.0，10），设计输量570×104m3/d，目前运行压力4.0Mpa。该滑坡已严重影响输气管道的安全运营，对该灾害点开展勘查、设计、治理、监测是紧迫的。2滑坡分类及形成影响因素2.1滑坡分类据现场调查，该滑坡是由于管道下方原有堡坎垮塌，使上方土体失去支撑产生变形。根据引起滑动的力学性质分为：牵引式滑坡；该滑坡厚度为1.3～3.0m，体积约2000m3，根据滑体体积及分布厚度划分为：浅层小型滑坡。综上所述，该滑坡属于小型浅层牵引式滑坡。2.2滑坡形成影响因素人为因素滑坡形成的主要人为因素为埋设输气管道和在管道下方修建堡坎，人类耕种及在坡面植树等，这些人类工程活动改变了原始地形地貌结构，破坏了天然斜坡地形的自然平衡及排水系统。水文因素水文因素是滑坡发生的主要诱发因素之一，特别是长历时、高强度的降雨过程。大量的雨水渗入地下后，使岩土体水分饱和、软化，降低了岩土体的抗剪强度和增强了岩土体的容重，同时，地下水的增加，增大了其动水压力和静水压力，随着地下水位的升高、流速加大，增大了地下水的潜蚀作用，很容易诱发地质灾害。地形地貌滑坡总体北高南低，坡面坡度较陡，呈倾斜状，地形坡度角一般为55～65°。主滑动区为阶梯状耕地，前后缘相对高差35m。整个滑坡体位于一个汇水面上，地形有利于地表水由后缘裂缝渗入坡体，在岩土接触带长期赋存运移，软化了岩土体而形成泥化软弱滑动带，为堆积体滑移失稳创造了有利条件。崩坡积岩土体由山脉向下运移而堆积在中下部斜坡上，形成了很厚的松散堆积体；经过长期的地质作用，进而演化形成了现有的空间形态。地层结构滑坡覆盖层由第四系松散堆积物组成，结构较松散，后缘松散堆积物厚度较大，含有较多的泥岩风化碎块石，透水性强，有利地下水的入渗，导致坡体自重增加，土体软化，变形加剧；下伏基岩泥岩为相对隔水层，暴雨期或持续降雨期地表水下渗，至松散土类与基岩接触面时，由于透水性的差异，在岩土接触带长期赋存运移，软化了岩土体而形成泥化软弱滑动带；当其含水量较大时，抗剪强度显著降低，易沿下伏基岩面或基岩强风化带滑动为堆积体滑移失稳创造了有利条件。据此，推测土层与基岩接触面是滑坡的潜在滑动面。地震因素2008年5月12日，地处龙门山断裂带上的四川省汶川县映秀镇发生了里氏8.0级的特大地震，坡体受“5.12”地震的影响，降低了斜坡的稳定性，也使坡体堆积物更趋松散化，更易于降雨的入渗。馒3偿尸滑坡体结构特损征旬据地面调查和洪勘探揭露，该现滑坡物质组成疏主要为残坡积胞含块石粉质粘寸土，滑面（带命）为岩土接触庙带，滑床为侏抖罗系中统沙溪象庙组鹊(祝J桐2修s美)企砂岩，岩体较救完整，表层风策化较严重，强导度较低。3.1滑体灶经地表工程地与质测绘及钻探偏揭露，滑体物拔质主要为含水御量较高、可塑玩状的含块石粉筐质粘土组成，案其厚度变化较杰大，勘查揭露壶为珍1.30已～脂2.50m广，平均厚度约升为滩2.0m豆，前缘厚度较既小，中、后缘弄厚度较大。粉裙质粘土多呈褐仍色，手搓成条岗，块石含量屡25店%俗～漏30%陪，粒径较大，款一般拾20奴～边8夹0喇cm能，个别大于牙1.5m窗，呈棱角状～确次棱角状，磨接圆度较差，呈骆强～中风化状电态；在剖面形沸态上自上而下击块石含量先逐疫渐增高，在滑劈坡前缘，由于吊原有堡坎垮塌哗，大量堡坎块塑石与粉质粘土传混杂组成，颗悟粒逐渐变粗靠摧近基岩面附近稿则粘粒含量高金，含水量随之狱增大。迫3.1塘滑面（带）式该滑坡目前在呼天然状态下处霉于蠕动变形阶植段，在暴雨状欺态下处于强变津形阶段，滑坡堂特征及边界范辜围已很明显，分已形成统一完刃整滑动面。从喉钻孔揭露地层毁的情况和现场带调查结果结合广滑坡体变形特跨征来看，其滑栽带位于岩土接天触界面（带）坐，后缘为含块地石粉质粘土内宿的软弱带，滑壁面总体呈折线蝴型。在滑带土咳中未见由于剪痰切形成与滑面轻平行的波纹状嫂纹理，亦未见希明显磨光及线侄形擦痕。3.1滑床刃滑床主要为侏淡罗系中统沙溪货庙组缸(流J带2书s)馆砂岩化组成兰，与覆盖层接滋触部分岩体风层化较强烈，风汪化厚度约帅1喝.割2m巩。风化裂隙发赛育，受构造影培响，其结构破厉碎，呈碎裂状猫构造，质较软屑，基岩面形态虑变化较小。含鹅块石粉质粘土返主要由粘性土纤和块石等组成游，其中块石含碌量约占全重锋25持%里～资30%本，块石母岩成茫分主要为砂岩授，强～中风化少状态，呈棱角剧～次棱角状，剃与下伏基岩呈同不整合接触，春其工程力学性服能较差，承载忘力较低，易产渴生压缩变形和残侧向挤压变形池，在地下水侵潮蚀下，岩土接富触带容易形成娘软弱的泥化层妄。患4此滑坡体稳定性眼分析叼评价紧滑坡体由第四涛系含块石粉质歼粘土组成，下贴伏基岩为侏罗首系中统沙溪庙戏组砂岩，覆盖杆层与基岩呈角语度不整合接触物，覆盖层是滑瓶坡的主体，而涂沿不整合面形摄成滑移面是滑驼坡形成的基础董。从地貌形态屋上，滑坡区为贫单向斜坡，前销缘具临空面，北地表水和后缘郊地下水的补给此使得岩体层面链上的土体软化煮而强度降低。全持续降雨或强贼降雨后，土体李沿基岩面形成湿牵引式的松散沾堆积层滑坡，弄整个滑坡变形惕现象为前缘变表形明显强于后院缘。因此，根华据坡体形态、雹结构及变形特征征，判定滑坡堂可能的破坏模席式为滑体以前寒缘陡坡为剪出青口沿岩土界面纺产生折线型牵蜻引式滑动。杨4.1柏计算模型确定勉根据坡体形态也结构特征、钻撒探揭露地层特稳征综合进行分另析可知，该滑南坡的潜在滑动狭面主要为岩土豆接触面，后缘美局部为含块石捕粉质粘土内部板软弱带，滑面辣呈折线型。而酸根据滑坡的地性形、结构特征贸、变形特征及客可能的剪出口号分析可知，滑挪坡体前缘以天辅然陡坡为滑面深剪出口，建立亦了一整体破坏罩模式。步整体破坏模式丧为滑坡以斜坡腹前缘边坡为剪检出口发生整体立破坏，滑动面掏主要为岩土界巴面，滑坡已经源滑动，现处于迹强变形阶段，缝前缘或坡面上顷未形成新的临负空面和薄弱带亮，因此，再次制发生滑移失稳惜的剪出口也为妖原剪出位置。约剖面模型、条邀块巡划分见图聪1静：闪Ⅰ谈-浮Ⅰ培′借剖面件日再游植叉和河Ⅱ去-有Ⅱ找′蚕剖面倾Ⅲ惠-仰Ⅲ胀′腿剖面宰图形1奏整体破坏模式脖计算条分图棚4.邀2宏计算方法的确绣定魔滑坡体主要由饶含块石粉质粘妄土组成，根据邻勘探揭露该滑继坡体滑带位于斗岩土接触面，劳呈折线型。滑藏坡体可能会沿揪岩土接触面按草折线型产生整枪体性滑动。故口本次计算时选宾取各个剖面，燥按折线型滑动绪面破坏模式计券算其整体稳定凶性。采用《滑替坡防治工程勘励查规范》（蛾DZ/T02盼18-200复6跑）推荐的基于肝极限平衡理论委的折线型滑动赤面的传递系数急法计算变形体陷稳定性及剩余泰下滑力。总1环）传递系数法休根据现场调查俩结果，采用折灿线型滑动面破禾坏模式对滑坡市整体稳定性和恰剩余下滑力进柱行计算。当滑拴面在河（库）荷水位面上方时之，若滑床隔水送则取地下水位暴面倾角与滑面展倾角的平均值亏；若滑床透水孝，则取地下水通位面倾角的拦0.5寻倍～换1.0浩倍（视滑面距傍地下水位面和胶河水、库水位字面相对远近而伶定）；当滑面脂在河（库）水吃位面下方时取菜地下水位面倾渡角的信0.5霉倍。动水压力框作用倾角应为裁地下水流线平之均倾角。镰2扭）荷载组合及非工况的确定晋基本荷载：作安用在坡体上的唱基本荷载有：蓬坡体自重，降薯雨入渗形成的舌地下水静压力伸，不考虑人类某活动外加荷载耐。摊滑体自重：天轧然状态下按天半然重度计算，单暴雨状态下按泽饱和重度考虑具。认地震工况下考版虑地震加速度捞为吨0.0以5g勤，水平地震系纽数取辜0.05割。今3网）计算工况的的确定拼根据根据《滑材坡防治工程设支计与施工技术帮规范》（户DZ/T02比19-200劫6绍），计算工况柜分为三种：工围况等Ⅰ牙（天然状态）示：自重；工况宗Ⅱ蛾（暴雨状态）猎：自重桐+参暴雨；工况战Ⅲ眨（地震状态）械：自重篮+宣地震。淡4伙）防治工程等种级与抗滑稳定粥安全系数的确敏定筝根据滑坡危害父对象、经济损弃失、施工难度符及工程投资按屈《滑坡防治工辩程设计垄与施工技术规疤范》（嘴DZ/T02慧19-200锯6傻）的有关规定走，防治工程等合级划分策为储Ⅲ敬级，抗滑安全欢系数按表轧1煤取。拐表艺1吊而防治工程设计截安全系数表屈安全系数类型望工况类型戚Ⅰ佩（郊天然状态渗）济Ⅱ钉（宽暴雨状态）回Ⅲ门（钻地震状态）村抗滑动福1.15稼1.10泼1.02纱5乡）计算数据准做备域滑体土重度的榜确定：重度取由值时考虑了现失场大重度试验厕、室内试验结诱果综合确定，吉滑体土为含块占石粉质粘土，蠢并考虑到土体批内有一定空隙汪。因此，天然拒重度取幅14.50k湿N/m惰3返，饱和重度取赞16.50k爱N/m膨3烂。荣反演求取抗剪尿强度指标坑C旱、地值：为检验滑色动面抗剪强度反指标的代表性乘，采用了反演卷分析法，反演段过程中采用捎φ等值反算灭C全值。结合滑坡极现处于强变形货，局部已滑动动的实际情况，禾根据《滑坡防脊治工程勘查规帮范》（抓DZ/T02巡18-200奶6童）中日12.3歇条，天然状态古下，滑坡在临土滑或滑动时取酷稳定系数逆F玉s篮=1.00食，拟定强度指户标画φ喘值反算辰C漂值。当铸φ哥=12辈°望时，反演出今C=18Kp去a线。反演出坛φ庆值较试验值略蚀低，主要是因堆为滑坡已滑动跃，试验值为扰额动值，而反演乱值为模拟滑坡嘉临滑时原始土培体状态，且与蒙F掌s主取值有关。由柱于反算值更真亦实的反映了滑膊坡在滑动时的绿稳定状态，虽渡然反演值不确轮定性较大，但挪通过与试验值耗综合比较，更干符合当时条件无下土体的特性帐。端6齐）抗剪强度取铸值分析笛抗剪强度参数橡受滑面粗糙程果度、滑床形态亲变化、含水量窜及滑面物质组踪成等因素差异唤影响，考虑到冰滑动介质为碎阻石土，由此构拾成的滑面（带描）雅φ政值较高，按如论下原则取值：栽1楚）以宏观地质傍判别为前提；耳2栽）以滑带的物法质组成为基础梢，测试（室内激试验）值为依旨据；悼3韵）以工程类比墨（经验）为参忍考；密4筑）以反算作为钱校核（检验）晴。斜根据上述原则姥综合确定滑带样（岩土界面）理、滑体内部抗慈剪强度指标分匙析如表私2怜：报表萝2仙骆恼懂抗剪强度席指标分析煮表半取值依据唱天然残剪强度爪饱和残剪强度猾C(kPa)贪φ贸(琴°)偶C(kPa)赔φ毕/饮°)旨试验值奥滑带宁22.78扯13.63赔18.13蜂12.53寄反算值致滑带斤22.00生13.00廊18.00宽12.00砖综合取值蝴滑带细22.00式13.00双18.00禾12.00势备歌纱咽注删：坛①变滑带为岩土接练触带土体，采帮用统计分析后钞的标准值数；更②考由于所采土样尤含具碎境石，其试验过搬程中可能扰动箱并剔除了较大式碎石颗粒，对继试验获得的雁c瓣，必φ严作适当调整燃，定呼7屈）计算参数取泻值咳根据上述各项青分析，该滑坡舰稳定性计算所炮需的滑带物理罚力学参数取值腊如表冷3毫：四表当3躁乳架滑坡稳定性计费算滑带参数取盘值表秆状态饲天然重度英（碌kN/m桂3勿）哲内聚力延（蒙kP脑a拆）洋内摩擦角抹（腔°未）掏天然歌14.50满22.00教13.00萌饱和巴16.50租18.00承12.00街8吵）滑坡推力及犯稳定系数计算写成果焰按上述工况采半用折线型滑动凯面破坏模式分角别对滑坡负Ⅰ裁-破Ⅰ显’叶、足Ⅱ和-或Ⅱ谅’谷、赤Ⅲ珠-尤Ⅲ型’巴整体稳定性和抚剩余下滑力进巷行计算，其结尸果汇总见表系4轨。夜表颠4别贡折线法整体稳旨定性计算结果盏计算工况尝断面号壤安全系数谅稳定系数著Fs劣剩余下滑力蜂kN/m信评价结果裳备注许天然状态浑Ⅰ脂-诞Ⅰ屑′丛1.15阀1.012疮12.86比欠稳定轧推力计算根据你不同工况取不放同安全系数积Ⅱ录-拍Ⅱ′皮1.15蓝1.042前21.18畅欠稳定花Ⅲ般-桐Ⅲ′近1.15隆1.095般7.10弓欠稳定板自重＋暴雨状底态敏Ⅰ窑-浴Ⅰ悬′家1.10浴0.796歇35.33肉不稳定因Ⅱ缝-漠Ⅱ′腊1.10侨0.974似21.52悄不稳定到Ⅲ叔-宵Ⅲ′呀1.10欠0.984乳12.65捡不稳定齿自重＋地震状稀态膛Ⅰ社-酷Ⅰ厦′沾1.02窄0.863下17.67帝不稳定答Ⅱ污-戚Ⅱ′往1.02料0.961祖9.50定不稳定要Ⅲ垦-谁Ⅲ′贡1.02橡0.998爬3.20派不稳定地说明：爹Fs谨＜丽1液不稳定，璃1典≤添Fs馒＜单1.05谢欠稳定，过1.05瞒≤轰Fs喜＜系1.15油基本稳定，峰1.15载≤栏Fs进稳定旬滑坡整体稳定欺性分析结果表祝明：目前状态平滑坡区在天然幸状态下稳定系将数为秘1.012刊～惊1.095义，整体处于欠攻稳定状态；在锦自重＋暴雨状南态工况下稳定希系数为惊0.796顿～白0.984降，整体处于不积稳定状态；在道自重＋地震状袋态工况下稳定央系数为灿0.863础～膨0.逐998鞠，整体处于不星稳定状态。颤9状）滑坡稳定性并敏感因素分析点对该滑坡稳定献性产生影响的苗因素有滑坡形坑态、岩土的物否理力学性质、霸水文地质条件牢及地震等因素的。通过本次勘愤查，认为降雨秘是最不利的因验素，从前面的号稳定性分析可垄见，对该滑坡辨稳定性影响较旅大的因素是滑帜带土的抗剪强华度，其主要诱兄发因素是滑带惭土饱水状态及萄大气降雨，而难水的影响主要杏反应在对滑带仙土抗剪强度的浆影响，故对抗殃剪强度进行敏锋感性分析。逗敏感性分析程鲜序为：用一套皆基准数据采用字传递系方法算落出滑坡的稳定少系数家F箱so途，在此基础上倡变动其中的某倾一参量，其它姥参数固定不变活，计算出该参誓量在其变化范狮围内变动时滑介坡稳定系数随誉之变化的结果余。粪根据勘查期间呜滑坡的变形状捡况，采用睁2裂-注2替′劳剖面进行抗剪陆强度敏感性分旷析，采用工况振为自重爆+霞暴雨，滑带土锋的抗剪强度指松标价C雾、镰值的变化与滑燃坡稳定性系数浑的敏感度见表薪5辆：做表栋5脸岸抗剪强度指标代敏感度分析表守Fs应粘聚力虎C(kPa)之18链20竭22恭24鬼26赚28忠30蒙内摩擦角愤Ф唯(帐°醒)庙12帽0.796告0.833够0.871宿0.909些0.947极0.984教1.022洋13里0.835笑0.873陪0.910纳0.948离0.986笼1.024糖14乏0.874宿0.912泻0.950习0.988训1.025忧15夏0.914恩0.952雨0.990讲1.028粥16匹0.955煮0.992戴1.030艰17验0.995切1.033闻18饶1.037则据表洲5针可看出，当稳争定系数锣FS睡在不同区间变枪化时，果值与斑C券值的敏感期间季差异变化大。肚以潜在滑带土练的物质组成为悄基础，测试（金室内试验）值丹为依据，初定躬C栽值为脖18kPa捡、软值为冲12摧°汽为基准数据作遮C腹、脑值变化量与恋FS纳的变化关系曲浊线，如图闪2紧、帽3暴所示。劫图逆2嗓C执值变化对应渣Fs丧的变化曲线图陵租伸图砌3稠Φ运值变化对应染Fs麦的变化曲线图东由图可知，潜预在滑带土强度盖指标变化与稳施定系数变化存半在着线性关系预。土对滑坡在滑带授土强度敏感性斥分析时，采用咸工况为自重＋耻暴雨状态，潜玻在滑带土忠C博为窄18kPa朴，丽φ差为邮12挂°仪。在基准数据瞧下滑坡稳定系喜数为悲1.0伐00掠。敏感性分析亮时仁C贞值每增加扎2kPa侨计算一个稳定切系数，随φ个值每增加颈1识°影计算一个稳定堤系数，计算结辆果详见表芬6浊、差7孔。现表妙6检C问值的敏感性分壁析计算结果缩C/kPa避18色20照22揉24踏26谁28渐30字基准值搜Fs伯Fs肝0.796槐0.833戒0.871径0.909策0.947投0.984谦1.022菌1.00俊表待7仙轧φ苦值的敏感性分聚析计算结果坏Φ它/猜°涉12肢13骆14逃15买16蔽17院18滴基准值筋Fs凉Fs厦0.796耳0.835援0.974嚷0.914鄙0.955嗓0.995准1.037刊1.00乒根据表帖6维和表厉6故数据反映出滑骨坡体耐C俊、染φ牛值变化量与柳F遮s蔑的变化存在近标似线性关系，拐φ涝值变化对滑坡鞭体稳定系数变高化更为敏感。就滑带土浊C庆、燃φ令值除与滑带土终的物质成份有布关，主要与滑努带土的含水量简有关，故连续莫暴雨，大量雨惰水渗透进入滑根带土，是影响座滑坡稳定的主央要因素。爪10)廊滑坡稳定性综马合评价掩根据《滑坡防思治工程勘查规仿范》（丈DZ/T02士18-200碧6吼）中第叉丢条规定，滑坡菠稳定状态根据鹊其稳定系数按施表闭8艺确定：翅表高8敢捧滑坡稳定状态蝇分级表祝稳定系数城Fs电Fs性＜御1.00创1.00忽≤释Fs缴＜颗1.05油1.05暑≤卖Fs湾＜运1.15暂Fs茂≥减1.15纽滑坡稳定状态谷不稳定宿欠稳定祸基本稳定军稳定咳注：候Fs岗为滑坡稳定系踪数毫从稳定性计算剧结果可看出，干定量计算结果塌与宏观判断的刻结果相吻合，发也符合现场实林际情况，这说乌明计算模型的晒建立与参数取爹值是比较合理盐的。回据表搂4山计算结果可知张：滑坡整体稳促定性分析结果洗表明：目前状权态滑坡区在天寿