黄土滑坡成因分析与稳定性评价—青化寺滑坡为例

黄土滑坡成因分析与稳定性评价—青化寺滑坡为例

西北综合勘察设计研究院陕西西安710003

摘要:该黄土滑坡位于延安市姚店镇青化寺,地貌类型为黄土梁峁斜坡区,拟建大唐延安发电厂的新厂区在该滑坡的影响范围之内,必须对其进行治理,因此开展该滑坡的成因分析与稳定性评价有重要的实际价值。

关键词:黄土滑坡;成因分析;稳定性评价;

0前言

青化寺滑坡位于黄土梁峁斜坡区,地形起伏较大,最高处为峁顶开阔处青化寺附近,最低处为滑坡前缘剪出口,地面坡度在15°左右。拟建大唐延安发电厂的新厂区在该滑坡的影响范围之内,必须对其进行治理,因此开展该滑坡的成因分析与稳定性评价研究对于安全、经济及合理的进行滑坡治理是有重要的实际价值。

本文在大量的野外调查、勘察和测试的基础上,分析了青化寺滑坡的特征和影响因素,对滑坡稳定性进行定量计算,分别对滑坡在开挖坡脚前和开挖坡脚后的两种工况(天然、饱和)下的进行稳定性分析。

1青化寺滑坡成因分析

黄土滑坡的形成是由众多因素共同影响的结果,影响因素可以分为天然因素、人为因素两种。其中天然因素有地形地貌、降雨、河流侵蚀等,人为因素有开挖坡脚、耕种灌溉、坡顶压载等等。滑坡在两个因素引发、诱发的共同作用下,最终形成滑坡灾害。

根据实地调查、勘察,青化寺滑坡形成的主要原因一方面是天然因素:河流侵蚀、黄土本身结构特征、落水洞、降雨;另一方面是人为因素:耕种灌溉、挖掘地窖、开挖窑洞、开挖坡脚。

(1)该滑坡前缘常年受到二级河流蟠龙河的侧蚀。(2)黄土特有的结构特性,当雨水顺着节理及大孔隙垂直下渗,在增加滑坡体的重度的同时,也降低滑坡土的抗剪强度。(3)滑坡中部的基岩成为了隔水层,暴雨季节降水的入渗,地下水位上升,导致基岩上面形成软弱层。(4)当地村民在滑坡体上耕种灌溉、挖地窖、近直立的斜坡处开挖窑洞等等,且现窑洞、地窖大多被废弃,无人管护;并未修筑地表排水设施,雨季时无法疏导。

2青化寺滑坡稳定性分析

基于理正岩土计算软件对青化寺滑坡稳定性计算,选取该滑坡7条剖面分别用不平衡推力法、Janbu法两种方法对青化寺滑坡稳定性进行评价,分别计算出坡脚开挖前、开挖后在两种工况(天然+饱和)下的稳定性系数,为设计治理方案的提供合理的依据。

采用不平衡推力法和Janbu法分别计算青化寺滑坡开挖坡脚前、后的稳定性,结果汇总如下(表1)

表1开挖前、后稳定性系数计算结果统计表

从上述计算结果总结可得,不平衡推力法的计算结果普遍比Janbu法偏大,但稳定系数的总体变化趋势基本一致,因此,综合分析评价如下:

(1)滑坡体在未开挖前,天然、饱和两种工况下:A~A’、C~C’、D~D’三条剖面处于稳定状态;B~B’剖面在天然工况下是稳定的,而在饱和工况下,则为不稳定。这与滑坡现场北侧调查发生局部垮塌的实际情况基本吻合;G~G’剖面在天然情况下基本稳定,而在饱和条件下不稳定,这与滑坡现场南侧调查的实际情况也基本吻合;E~E’和F~F’剖面处的滑坡在天然情况下处于欠稳定和不稳定状态,当处于饱和状态时均不稳定,这与现场定性认识也是一致的。

(2)在开挖坡脚后除A~A’剖面外,上述六条剖面(B~B’、C~C’...)在天然、饱和两种工况下坡体稳定性系数比开挖前的相应条件下稳定性系数都明显降低,这说明在两种不同工况下,在滑坡区的前缘按拟建厂区围墙线直接开挖下切至设计标高后,坡体的整体稳定性将大大降低。

(3)开挖坡脚后天然工况下B~B’剖面处于基本稳定~不稳定状态。G~G’剖面处于不稳定状态,这说明在天然条件下,滑坡区坡体按现有拟建厂区规划线垂直下切开挖后,坡体的整体稳定性大大降低。

(4)开挖坡脚后饱和工况下,其中C~C’剖面所处坡体虽然处于基本稳定状态,但安全储备不高。其他各条剖面(除A~A’剖面)所处坡体稳定性系数均小于1,这说明在强降雨天气条件下,坡体的开挖后整体稳定性进一步降低,坡体上的不稳定范围进一步扩大。

总之,通过定性评价并利用极限平衡法对滑坡稳定性进行定量计算分析认为:青化寺滑坡在开挖坡脚前天然状态下处于稳定~欠稳定状态,饱和工况下滑坡稳定性明显降低,处于基本稳定~不稳定状态;开挖坡脚后天然工况下除C~C’、D~D’剖面所处坡体处于稳定状态外,其余处于不稳定、不安全的状态,饱水工况下滑坡体处于不稳定、不安全状态。

3结语

青化寺滑坡形成的主要成因:滑坡前缘常年受到蟠龙河的侧蚀;黄土特有的结构特性;暴雨季节降水的入渗;窑洞、地窖大多被废弃,无人管护,并未修筑地表排水设施,雨季时无法疏导。

青化寺滑坡稳定性进行定量计算分析认为:青化寺滑坡在开挖坡脚前天然状态下处于稳定~欠稳定状态,饱和工况下处于基本稳定~不稳定状态;开挖坡脚后天然工况下除C~C’、D~D’剖面所处坡体处于稳定状态外,其余处于不稳定、不安全的状态,饱水工况下滑坡体处于不稳定、不安全状态。

有效的分析该滑坡的成因以及定量计算滑坡的稳定性,必将为滑坡的治理工作能提供相对可靠的依据。

参考文献:

[1]王恭先,廖小平.中国铁路滑坡灾害及其防治研究[J].中国地质灾害与防治学报,1996,3(1):6-9

[2]张苏茂.多滑面深层滑坡抗滑桩治理方案优化研究[D].长安大学,2014

[3]张雪东.呷爬滑坡稳定性评价与治理方案设计[D].吉林大学,2004

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