工程扰动诱发川西杜米滑坡复活变形特征及机理分析

doi:10.19657/j.geoscience.1000-8527.2022.084

现代地质 ›› 2023, Vol. 37 ›› Issue (04): 1044-1053.DOI: 10.19657/j.geoscience.1000-8527.2022.084

工程扰动诱发川西杜米滑坡复活变形特征及机理分析

周洪福¹(), 方甜¹^,²(), 夏晨皓³, 冉涛¹, 徐如阁¹, 张景华¹

1.中国地质调查局成都地质调查中心,四川成都 610081
2.山东科技大学地球科学与工程学院,山东青岛 266590
3.核工业西南勘察设计研究院有限公司,四川成都 610061

收稿日期:2022-07-12 修回日期:2022-11-07 出版日期:2023-08-10 发布日期:2023-09-02
通讯作者: 方甜,女,硕士研究生,1997年出生,工程地质专业,主要从事地质灾害调查评价方面的研究工作。Email:2696837959@qq.com。
作者简介:方甜,女,硕士研究生,1997年出生,工程地质专业,主要从事地质灾害调查评价方面的研究工作。Email:2696837959@qq.com。
周洪福,男,博士,教授级高级工程师,1980年出生,地质工程专业,主要从事工程地质与地质灾害调查研究工作。Email:zhf800726@163.com。
基金资助:
中国地质调查局项目(DD20211379);第二次青藏高原综合科学考察研究项目(2019QZKK0904);四川省重点研发项目(2020YFS0296)

Reactivation Characteristics and Mechanism of Engineering Disturbed Dumi Landslide in Western Sichuan Province, China

ZHOU Hongfu¹(), FANG Tian¹^,²(), XIA Chenhao³, RAN Tao¹, XU Ruge¹, ZHANG Jinghua¹

1. Chengdu Center, China Geological Survey, Chengdu, Sichuan 610081, China
2. College of Earth Science and Engineering, Shandong University of Science and Technology, Qingdao, Shandong 266590, China
3. Nuclear Industry Southwest Geotechnical Investigation and Design Institute Co. Ltd., Chengdu, Sichuan 610061, China

Received:2022-07-12 Revised:2022-11-07 Online:2023-08-10 Published:2023-09-02

摘要/Abstract

摘要：

人类工程活动是诱发滑坡复活并导致滑坡整体或局部失稳破坏的重要因素之一。本文以川西雅江县杜米滑坡为例,通过地质调查、Insar监测、工程钻探、数值分析、稳定性计算等技术方法,在查清滑坡特征的基础上,总结滑坡变形破坏特征并进行分区评价,剖析滑坡复活变形成因机理,探讨滑坡前缘坡脚开挖程度与滑体稳定性之间的关系。研究结果表明,杜米滑坡一共发育3个滑面,分别对应强烈变形区、中等变形区和轻微变形区。前缘坡脚开挖是诱发杜米滑坡复活的主要原因,降雨入渗导致滑带土强度劣化是助推因素。前缘坡脚开挖水平深度超过10 m,暴雨工况滑体将出现明显变形下滑破坏。研究成果对避免类似杜米滑坡导致的“小灾大损”具有较强的参考和借鉴意义。

关键词: 工程扰动, 滑坡复活, 稳定性分析, 成因机理

Abstract:

Human engineering activities are an important factor that induce the reactivation and instable failure of landslides. In this study, taking the Dumi landslide in Yajiang County in Sichuan Province as an example, we summarize the deformation and failure characteristics and zoning evaluation, based on the Dumi landslide characteristics investigation by field investigation, Insar interpretation, engineering drilling, numerical analysis, and stability calculation. We analyzed the formation mechanism of the Dumi landslide reactivation, and the relationship between the stability coefficient FOS and excavation distance to the toe of the Dumi landslide. The results show three sliding surfaces, corresponding to strong, medium, and weak deformation areas. Slope toe excavation is the main trigger for the reactivation of the Dumi landslide, and a consequent deterioration in the shear strength of sliding zone soil caused by rainfall infiltration is the boosting factor. When the horizontal excavation distance at the slope toe is over 10.0 m, the sliding body would be clearly deformed and damaged under rainstorm conditions. Our results have good reference significance for avoiding small geological disasters in generating large losses, caused by landslides similar to that at Dumi.

Key words: engineering disturbance, landslide reactivation, stability analysis, formation mechanism

中图分类号:

P642.22

周洪福, 方甜, 夏晨皓, 冉涛, 徐如阁, 张景华. 工程扰动诱发川西杜米滑坡复活变形特征及机理分析[J]. 现代地质, 2023, 37(04): 1044-1053.

ZHOU Hongfu, FANG Tian, XIA Chenhao, RAN Tao, XU Ruge, ZHANG Jinghua. Reactivation Characteristics and Mechanism of Engineering Disturbed Dumi Landslide in Western Sichuan Province, China[J]. Geoscience, 2023, 37(04): 1044-1053.

图/表 11

图1 川西雅江县杜米滑坡工程地质平面图

Fig.1 Topographic map of the Dumi landslide

图2 川西雅江县杜米滑坡工程地质剖面图

Fig.2 Engineering geological profile of the Dumi landslide

图3 川西雅江县杜米滑坡物质结构特征 (a)钻孔揭露滑体;(b)探槽揭露滑带;(c)钻孔揭露基岩

Fig.3 Material structure characteristics of the Dumi landslide

图4 川西雅江县杜米滑坡变形破坏特征 (a)滑坡后缘拉裂缝LF1;(b)滑坡中部拉裂缝LF9;(c) 滑坡前缘挡墙开裂;(d) 滑坡前缘坡脚开挖处房屋基础被剪断

Fig.4 Photos of deformation and failure characteristics of the Dumi landslide

图5 川西雅江县杜米滑坡及周边区域累计形变量Insar解译结果(变形量单位: m) (a)2019年3月3日;(b)2019年5月2日;(c)2019年7月1日;(d)2019年8月30日;(e)2019年11月10日;(f)2020年1月9日;(g)2020年3月9日;(h)2020年5月8日;(i)2020年7月7日;(j)2020年9月29日;(k)2020年12月10日;(l)2021年1月3日

Fig.5 Cumulative deformation in/around the Dumi landslide by Insar interpretation

表1 杜米滑坡变形裂缝发育特征一览

Table 1 Characteristics of deformation cracks of the Dumi landslide

编号	裂缝性质	位置	平面走向(°)	延伸长度(m)	可见深度(m)	宽度(cm)	错距(m)
LF1	拉张裂缝	滑坡后缘	69	30.0	0.30~1.00	8.9~40.5	0.15~0.45
LF2	拉张裂缝	滑坡后缘	85	7.9	0.12~0.20	5.7~9.8	0.05~0.10
LF3	拉张裂缝	滑坡后缘	102	9.2	0.20~0.65	10.5~33.5	0.15~0.85
LF4	拉张裂缝	滑坡中部道路	80	14.3	0.12~0.38	9.5~22.2	0.05~0.10
LF5	拉张裂缝	滑坡中部道路	72	21.3	0.20~0.35	7.8~18.8	0.10~0.20
LF6	拉张裂缝	滑坡中部道路	81	28.6	0.15~0.30	5.9~25.2	0.15~1.00
LF7	拉张裂缝	滑坡中部道路	96	28.5	0.15~0.70	8.6~20.5	0.10~2.00
LF8	拉张裂缝	滑坡中部道路	79	23.3	0.15~0.40	5.1~9.4	0.05~0.10
LF9	拉张裂缝	滑坡下部斜坡缓坡平台	86	28.1	0.2~0.55	7.5~15.8	0.05~0.15
LF10	拉张裂缝	滑坡中部土路	48	12.5	0.12~0.49	4.2~15.2	0.10~0.20
LF11	拉张裂缝	滑坡中部斜坡	83	25.1	0.15~0.60	7.1~20.2	0.15~0.55
LF12	剪张裂缝	滑坡下部左边界剪切裂缝	25	7.0	0.10~0.30	3.8~10.4	0.05~0.10
LF13	拉张裂缝	滑坡下部斜坡缓坡平台	101	7.4	0.15~0.40	5.6~12.2	0.10~0.30
LF14	拉张裂缝	滑坡下部斜坡缓坡平台	158	8.2	0.12~0.45	4.0~12.0	0.10~0.22
LF15	拉张裂缝	滑坡中部斜坡	122	15.1	0.10~0.40	4.5~10.2	0.10~0.20
LF16	拉张裂缝	滑坡前缘省道外侧缓坡平台	77	17.2	0.10~0.40	4.0~13.5	0.10~0.28

图6 杜米滑坡数值计算模型

Fig.6 FEM model for the Dumi landslide

表2 数值模型各材料参数

Table 2 Calculation parameters for the FEM model

材料名称	E(GPa)	γ(MN·m^-3)	C(MPa)	φ(°)	T(MPa)	μ
强风化岩体	3.0	0.026	0.60	43	0.1	0.30
弱风化岩体	12.0	0.027	1.50	50	0.5	0.23
滑坡体	0.2/0.2	0.02/0.0205	0.04/0.03	28/23	0/0	0.37/0.37
第四系碎块石土	0.5/0.5	0.02/0.0205	0.06/0.05	31/25	0/0	0.36/0.36

图7 杜米滑坡前缘开挖前后位移矢量云图(m) (a)开挖前天然工况;(b) 开挖前暴雨工况;(c) 开挖后天然工况;(d) 开挖后暴雨工况

Fig.7 Displacement vector of the Dumi landslide before and after excavation(unit:m)

图8 杜米滑坡前缘分阶段开挖示意图

Fig.8 Plot of stage excavation at the toe of the Dumi landslide

图9 杜米滑坡前缘开挖水平深度与稳定性系数关系

Fig.9 Curves between FOS and excavation distance at the toe of the Dumi landslide

参考文献 14

[1]	李明辉, 郑万模, 石胜伟, 等. 丹巴县甲居滑坡复活机制及其稳定性分析[J]. 山地学报, 2008, 26(5): 577-582.
[2]	张永双, 郭长宝, 周能娟. 金沙江支流冲江河巨型滑坡及其局部复活机理研究[J]. 岩土工程学报, 2013, 35(3): 445-453.
[3]	张永双, 吴瑞安, 任三绍. 降雨优势入渗通道对古滑坡复活的影响[J]. 岩石力学与工程学报, 2021, 40(4): 777-789.
[4]	吴瑞安, 张永双, 郭长宝, 等. 川西松潘上窑沟古滑坡复活特征及危险性预测研究[J]. 岩土工程学报, 2018, 40(9): 1659-1667.
[5]	谢航, 易加强, 高攀. 大渡河上游某古滑坡复活变形特征研究[J]. 甘肃水利水电技术, 2016, 52 (11):33-38.
[6]	丁恒, 李海军, 赵建军, 等. 尖山营古滑坡复活变形特征及成因分析[J]. 科学技术与工程, 2021, 21(7): 2626-2631.
[7]	黄晓虎, 易武, 龚超, 等. 开挖致使古滑坡复活变形机理研究[J]. 岩土工程学报, 2020, 42(7): 1276-1285.
[8]	冯文凯, 顿佳伟, 张国强, 等. 库水作用下青杠坪滑坡堆积体变形演化趋势[J]. 科学技术与工程, 2020, 20(27):11003-11011.
[9]	冷洋洋, 刘武, 卓国锋, 等. 贵州大榕古滑坡复活变形特征及滑动机制分析[J]. 地质学刊, 2014, 38(1):169-172.
[10]	肖超, 金福喜, 刘海鸿, 等. 开挖与降雨作用下边坡失稳机理及模拟分析[J]. 工程地质学报, 2012, 20(1): 37-43.
[11]	LAM I, FREDLUND D G, BARBOUR S I. Transient seepage model for saturated unsaturated soil systems: A geotechnical engineering approach[J]. Canadian Geotechnical Journal, 1987, 24:565-580. DOI URL
[12]	GASMO J M, RAHARDJO H, LEONG E C. Infiltration effects on stability of a residual soil slope[J]. Computers and Geotechnics, 2000, 26: 145 -165. DOI URL
[13]	TSAPARAS I, RAHARDJO H, TOLL D G. Controlling parameters for rainfall induced landslides[J]. Computers and Geotechnics, 2002, 29: 1-27. DOI URL
[14]	张永双, 吴瑞安, 郭长宝, 等. 古滑坡复活问题研究进展与展望[J]. 地球科学进展, 2018, 33(7) : 728-740. DOI

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Reactivation Characteristics and Mechanism of Engineering Disturbed Dumi Landslide in Western Sichuan Province, China

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[1]	于景维, 丁韦, 张欣, 祁利祺, 黄舒雅, 张智越, 张以勒. 准噶尔盆地AH5井区八道湾组碳酸盐胶结物成因及对储层影响分析[J]. 现代地质, 2023, 37(05): 1336-1344.
[2]	曾帅, 马志刚, 赵聪, 杨磊, 张肃, 董继红, 梁京涛, 鄢圣武. 青藏高原东部大渡河流域太平桥乡古滑坡群复活特征多源遥感识别[J]. 现代地质, 2023, 37(04): 994-1003.
[3]	王浩杰, 孙萍, 韩帅, 张帅, 李晓斌, 王涛, 辛鹏, 郭强. 甘肃通渭“9·14”常河滑坡成因机理[J]. 现代地质, 2021, 35(03): 732-743.
[4]	周洪福, 冉涛, 陈波, 高澍, 吴文贤. 川西顺层斜坡破坏模式及层间弱面连通率对斜坡稳定性的影响[J]. 现代地质, 2021, 35(01): 137-144.
[5]	金继军, 郭长宝, 沈亚麒, 杨志华, 任三绍, 李雪. 四川茂县周场坪滑坡发育特征与变形监测分析[J]. 现代地质, 2021, 35(01): 103-113.
[6]	李雪, 郭长宝, 杨志华, 廖维, 吴瑞安, 金继军, 何元宵. 金沙江断裂带雄巴巨型古滑坡发育特征与形成机理[J]. 现代地质, 2021, 35(01): 47-55.
[7]	黎霆, 诸丹诚, 李海平, 杨明磊, 李涛, 李平平, 邹华耀. 中二叠统茅口组白云岩发育机理:以川中-川东地区为例[J]. 现代地质, 2020, 34(02): 345-355.
[8]	郭长宝, 任三绍, 李雪, 张永双, 杨志华, 吴瑞安, 金继军. 甘肃舟曲南峪江顶崖古滑坡发育特征与复活机理[J]. 现代地质, 2019, 33(01): 206-217.
[9]	叶泰然,张虹. 川西裂缝性致密碎屑岩气藏高渗区成因机理及预测[J]. 现代地质, 2013, 27(2): 339-345.
[10]	薛晶晶, 孙靖, 朱筱敏, 刘巍, 朱世发. 准噶尔盆地二叠系风城组白云岩储层特征及成因机理分析[J]. 现代地质, 2012, 26(4): 755-761.
[11]	黄正良, 包洪平, 任军峰, 白海峰, 武春英. 鄂尔多斯盆地南部奥陶系马家沟组白云岩特征及成因机理分析[J]. 现代地质, 2011, 25(5): 925-930.
[12]	陈冬霞,庞雄奇,李林涛,邓克,张建华. 川西坳陷中段上三叠统须二段气水分布特征及成因机理[J]. 现代地质, 2010, 24(6): 1117-1125.
[13]	吴能友,梁金强,王宏斌,苏新,宋海斌等. 海洋天然气水合物成藏系统研究进展[J]. 现代地质, 2008, 22(3): 356-362.