第51卷增刊（2）2020年12月
人民長江Yangtze Ｒiver Vol．51，
Supplement （Ⅱ）Dec．，2020
收稿日期：2020－02－26作者簡介：黃
剛，男，工程師，碩士，主要從事巖土工程勘察與設計工作。E －mail ：460025729@qq．com
文章編號：1001－4179（2020）S2－0075－04
四川通江縣袁家山滑坡特征與穩定性初步分析
黃
剛1
，肖
洋2
，
羅
廷
1
（1．重慶蜀通巖土工程有限公司，重慶401147；2．成都理工大學地質災害防治與地質環境保護國家重點實
驗室，
四川成都610059）摘要：袁家山滑坡發育在第四系斜坡堆積體中，受連續強降雨影響，坡體發生大規模變形，導致多間房屋倒塌、道路中斷。通過查明滑坡區的工程地質與水文地質條件，結合現場調查及勘探成果，分析該滑坡變形特征、影響因素及形成演化過程，
并采用Midas GTS NX 有限元分析軟件對滑坡在暴雨工況下的穩定性進行了分析。結果表明：該滑坡主要受不利的地形條件及地質條件、人類工程活動和降雨的影響；滑坡形成演化過程分為坡體蠕動變形階段－主滑區推移破壞階段－牽引區牽引破壞階段－整體變形階段4個階段。數值模擬結果顯示，該滑坡處于欠穩定狀態，與現場情況較吻合，計算結果可為后續防治工作提供參考依據。關
鍵
詞：滑坡穩定性；變形特征；Midas GTS NX ；袁家山滑坡；四川省
中圖法分類號：P642．22；TV697．3
文獻標志碼：A
DOI ：10．16232/j．cnki．1001－4179．2020．S2．018
四川省是我國滑坡地質災害最為頻繁的省份，具有
數量多、
分布廣、規模大、危害大等特點，尤其是在汶川地震后，
情況更為嚴重［1－2］
。大量文獻資料顯示，降雨
是滑坡的主要誘發因素，
在汛期持續強降雨后往往會出現滑坡災害的集群性爆發，
有的規模巨大，產生災難性的后果，
如都江堰三溪村五里坡滑坡、茂縣新磨村滑坡等
［3 6］
。通江縣隸屬于四川省巴中市，處于四川東北部大巴山－盆周地形急變帶區域，
地質環境條件脆弱，是滑坡災害的易發區和頻發區
［7 8］
。2019年9月下旬，通江縣持續降雨誘發多處滑坡災害。本文以袁家山滑坡
為例，
在對現場變形特征詳細調查的基礎上，對滑坡的影響因素及演化過程進行分析，
采用Midas GTS NX 有限元軟件對滑坡穩定性、
滑動面位置進行數值模擬。可為當地類似滑坡的防治提供參考依據。
1滑坡概況
1．1
滑坡地質環境條件
袁家山滑坡位于通江縣諾江鎮新華村，距離通江
縣城約10km 。滑坡區屬中亞熱帶濕潤季風氣候區，多年平均氣溫16．7?，多年平均降雨量1221．7mm 。
2019年當地降雨量達到1926．7mm ，較常年增多
58%，且集中在6 9月。滑坡區屬剝蝕侵蝕低山地貌，地勢西南高東北低，山頂海拔590m ，谷底海拔392m ，地形呈臺階狀，陡緩相間。斜坡地表水系較為發育，滑坡區兩側有沖溝、水
渠，
常年流水，但因維護不善多有堵塞，滲漏嚴重；區內地下水以大氣降水補給為主，
類型為基巖裂隙水和第四系松散層孔隙水。地下水徑流途徑短，在斜坡前緣以泉水及滲流方式排泄并
轉化為地表水。
1．2滑坡形態特征
袁家山滑坡平面形態呈長條狀，邊界較清晰，后緣
以陡坎為界，
前緣以鼓脹、滑塌區為界，兩側以剪切裂縫為界。滑坡主滑方向53?，
前緣高程434m ，后緣高程526m ，
最大高差92m 。剖面呈階梯狀，坡度12? 16?，縱向長330 390m ，橫向寬110 165m ，滑體厚
度3．0 14．5m ，
滑坡方量約41．1萬m 3
，屬于中型土質滑坡，滑坡工程地質平面圖如圖1所示。
1．3滑坡變形特征
袁家山滑坡根據變形破壞特征可分為2個區，即
主滑區（Ⅰ區）和牽引區（Ⅱ區）。
人民長江2020
年
圖1袁家山滑坡工程地質平面示意
（1）主滑區（I區）。該區位于滑坡中前部，中部公路以下，高程分布在434 478m，屬于坡體主滑段。該區后緣是填土集中分布區，坡表變形強烈，中部公路水平錯距1．5 3．2m，下錯0．9 1．8m，如圖2（a）所示。填土下方坡體因受擠壓，地表裂縫相對不發育；滑坡前緣左側鼓脹、隆起明顯，下部公路向前推移1．0 3．5 m，隆起1．2 2．5m；右側因基巖面變淺滑面上移，致使剪出口高出公路，土體沿基巖頂面擠出形成滑塌堆積在公路之上，方量約1800m3，如圖2（b）所示。公路內側擋墻受推擠發生傾斜、開裂，墻前土體形成典型的放射狀裂縫LF18，縫寬2 5cm，如圖2（c）所示。
（2）牽引區（Ⅱ區）。該區位于滑坡中部公路以上，高程分布在478 526m，是主滑區滑動后誘發的次級變形區。該區可細分為三個亞區（Ⅱ1 Ⅱ3），其中Ⅱ1及Ⅱ2區表現為整體滑移破壞，地表裂縫少，以長大的弧形拉裂縫LF09及LF08形成分區后緣邊界，剪切裂縫LF10為側向邊界，如圖2（d）（e）所示。Ⅱ3區位于滑坡后緣，受地形變陡影響，其自身穩定性較Ⅱ1、Ⅱ2區低，牽引滑動時變形最為強烈，地表裂縫發育。后緣滑床溝槽特征明顯，區域富水造成滑坡中部滑動速率大于兩側，中部先滑動引起兩側滑體向中部偏轉，滑動方向分別變為89?及27?，如圖2（f）所示。
1．4滑坡結構特征
滑坡滑體由殘坡積粉質黏土及人工填土組成，粉質黏土，褐黃色，可塑狀，厚3 15m；人工填土主要為碎塊石、建筑垃圾，充填粉質黏土，結構松散，厚1 12 m。滑體厚度在縱向上呈現上薄－中厚－下薄的分布規律。
滑坡滑帶主要沿基覆界面發育，上部相對較陡，坡度15? 22?；中下部較平緩，坡度5? 10?。鉆探揭示主滑區滑帶附近土體擠壓較強烈，可見與滑動指向平行的滑痕。
滑坡滑床為侏羅系上統蓬萊組砂巖與泥巖互層，泥巖褐紅色，強－中風化，遇水易崩解，力學性質較差；砂巖為灰色，中風化，中厚層構造，泥質膠結。
2滑坡影響因素分析
袁家山滑坡發生的影響因素，主要包括以下幾點：
（1）地形因素。滑坡所處斜坡為一凹槽地形，附近有多條沖溝匯集；斜坡坡度在12? 15?，有利于地表水的匯集與入滲［9］；加之斜坡較順直，前緣臨空，為滑坡的剪出提供了地形條件。
（2）地質因素。斜坡上部為殘坡積粉質黏土及人工填土，下伏砂泥巖，均為易滑地層［10］。覆蓋
層結構松散，滲透性好，有利于地表水下滲；下伏基巖相對隔水，易軟化，有利于地下水的運移和賦存，為滑坡的變形創造了有利條件。
（3）人類工程活動。滑坡區農戶與農田分散，未形成統一完善的灌溉與排水系統，雨季期間降雨不能及時排導，易在坡面形成積水。當地工程建設在滑坡區中部棄土形成加載，并導致地表水排泄通道受阻，使得地表水下滲量增加。
（4）降雨。2019年雨季，當地降雨量較常年增加58%，坡體長期浸水，大量地表水下滲，導致坡體容重
67
增刊（Ⅱ）黃剛，等：
四川通江縣袁家山滑坡特征與穩定性初步分析圖2袁家山滑坡變形特征
增加，力學強度降低，動靜水壓力增大，最終誘發滑坡。
滑坡后大量的地下水從前緣滑帶附近滲出，表明坡體已完全處于飽水狀態，降雨是滑坡形成的關鍵誘發因素。
3滑坡形成演化過程分析
近年來，滑坡區中部持續填土加載，累計方量超過2萬m 3。在加載之前，坡體長期處于穩定，2018年8月，中部公路填土區首次出現裂縫，
2019年當地降雨量大幅增加，
雨季后期滑坡發生。通過分析，袁家山滑坡的形成演化過程可分為4個階段。
（1）坡體蠕動變形階段。受填土加載及持續降雨的影響，
坡體發生蠕動變形，中部公路及填土區首先出現一些不連續的張性微裂縫，
但坡體仍能保持平衡，如圖3（a ）所示。
（2）主滑區推移破壞階段。在雨水的長期作用下，裂縫逐漸貫通，大量地表水沿裂縫下滲，導致地下水聚集，
坡內孔隙水壓力及滲流力不斷增強，揚壓力增大，最終在自重作用下主滑區發生滑移，
如圖3（b ）所示。（3）牽引區牽引破壞階段。滑坡中前部滑移后，
后部坡體失去支撐，逐級向臨空方向發生牽引滑動。該階段為主滑區滑移后的次生發展階段，變形發育時
間相對較短，
如圖3（c ）所示。（4）坡體整體變形階段。隨著主滑區滑移，牽引
區與原坡體分開向前滑移擠壓前者，
坡體受力條件改變，
應力狀態發生重分布。同時，坡體之前的滑動形成大量裂縫，
使得持續降雨的不利作用增強，使得滑動后本已趨于穩定的坡體出現新一階段的蠕動變形，
如圖3（d ）所示
。
圖3袁家山滑坡形成演化過程示意
4滑坡穩定性數值模擬分析4．1
模型的建立
選取1－1剖面作為典型剖面進行數值模擬，采用
Midas GTS NX 有限元軟件對滑坡暴雨工況下的穩定系數、
滑動面特征進行模擬分析，穩定系數采用強度折7
7
人民長江2020年
減法（SＲM ）進行求解［11－14］
。計算模型長450m ，高
125m ，地層自上而下分別為：填土、粉質黏土、風化層
及基巖，
共劃分13124個單元和13280個節點（見圖4）。材料采用Mohr －Coulomb 屈服條件的彈塑性模
型，
計算中初始應力場考慮重力及初始水位條件，暴雨工況時考慮暴雨水位
［15－16］
。
圖4袁家山滑坡數值模擬計算模型
4．2計算參數選取
模型計算所采用的參數主要以室內試驗結果為主，
并參考類似工程經驗綜合取值確定，如表1所列。表1
巖土體物理力學參數
巖土體名稱天然重度
飽和重度彈性模量泊松比凝聚力
內聚力
γ/（kN ·m －3
）γsat /（kN ·m －3）E /MPa
νc /kPa Ф/（?）填土
19．520．1500．3515．028．0粉質黏土
19．820．3150．388．57．2風化層
22．523．0800．32150．032．0基巖
24．524．71700．28900．036．0
4．3數值模擬結果分析
滑坡在暴雨工況下的等效塑性應變云圖如圖5所
示。從圖5可以看出：坡體中下部（Ⅰ區）潛在滑動面已貫通，
滑弧底面大致沿基覆界面，坡體下部及中部公路位置存在明顯的塑性應變集中區，
與現場滑坡主滑區前后緣邊界位置、
中部公路拉裂、前緣鼓脹隆起、擋土墻破壞等變形特征分布均呈現良好的對應性。同時，
在坡體后緣位置（Ⅱ3區）也存在塑性應變增量區，但與下部主滑面未貫通，整個坡體中主滑區穩定性最差，
首先發生滑移破壞，隨后引起后部Ⅱ1、Ⅱ2區滑動，而Ⅱ3區本已存在塑性應變區，牽引滑動時變形更為強烈，
與現場滑坡后緣變形特征相吻合。根據計算結果，袁家山滑坡在暴雨工況下的穩定系數為1．012，處于欠穩定狀態
。
圖5暴雨工況下坡體等效塑性應變云圖
5結論
（1）袁家山滑坡自身存在不利的地形條件及地質
條件，為滑坡的形成奠定了物質基礎，人類工程活動
（尤其是滑坡中部的填方堆載）降低了滑坡的穩定性，持續強降雨是滑坡失穩變形的關鍵誘發因素。
（2）滑坡根據變形特征可分為兩個區，位于中前部的主滑區（I 區）發生推移式滑動，
后部坡體因前部滑動失去支撐而發生次級滑動，
形成牽引區（Ⅱ區）。（3）滑坡形成演化過程分為4個階段，分別是：坡
體蠕動變形階段－主滑區推移破壞階段－牽引區牽引破壞階段－整體變形階段。
（4）數值模擬分析較為直觀地反映出滑坡潛在滑動面的位置以及貫通情況，
得到坡體在暴雨工況下的穩定系數為1．012，
處于欠穩定狀態，與現場情況較吻合，
計算結果可為后續防治工作提供參考及依據。參考文獻：
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（編輯：劉媛）
引用本文：黃剛，肖洋，羅廷．四川通江縣袁家山滑坡特征與穩定性初步分析［
J ］．人民長江，2020，51（增2）：75－78．8
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