1、潛在路基滑坡的工程地質勘察方法摘要：濱緩線K419420段落出路基，多年來一直處于不穩定狀態，靠重點維修 來保持通車，耗費了大量的人力、物力。在二線建成通車之后，路基下滑下沉日 趨明顯，嚴重威脅列車行車安全。我院承擔了對該病害的詳細勘察和野外調查工 作，根據路基病害產生的環境條件、形成過程及其形態等特征，分析路基不穩定 的內在機理和外部因素，確定該段路基病害的主要原因主要是由于發育潛在滑坡 變形而造成的。1滑坡概況及地面變形特征1.1區域構造及地形地貌特征濱綏線K419K420潛在滑坡位于在老爺嶺山系中，發育在強烈剝蝕作用的“V” 形河谷的一側山體斜坡中部，山體坡度為1020，該斜坡上部為晚第

2、三紀上新世 中晚期強烈火山噴發形成高位玄武巖區，沿東北一西南方向伸展；下部為第四紀 的坡積、沖積和洪積相的卵、礫、砂和砂粘土。1.2滑坡范圍及野外特征滑坡周界為K419+700- K419+980，面積約為3500m2，滑體厚度約為27米， 滑體后緣約在線路左側36米處，滑體中部兩側可見剪切裂縫，滑體前緣多隆起、 鼓丘主軸線約在K419+80處，長約為110米。雖然滑坡體尚處于蠕變階段，但也使微地貌及地物發生了一系列明顯的變化：（1）1994年，K419+800+920路基一次下滑1米多。（2）1995年10月，K419+880處路基右側鐵路088電桿下滑1.8米。（3）K419+800- K

3、419+900路基右側農田每年滑動一條境（約為0.5米），田 地中形成隆起、鼓丘，且有泉水出露或有灰綠色泥漿擠出，并在其下形成大片濕 地。（4）線路左右側的民房均有滑動和墻體開裂跡象，如1996年K419+880右側 80米的民房后傾嚴重，墻體開裂，靠木柱支撐。1.3滑坡類型由于坡體上部先失去平衡，并隨著不穩定的巖土體向下滑動，擠壓下部巖土 體造成下部的滑動，屬于推動式滑坡，由于滑體厚度多小于6米，故為淺層滑坡。2勘察工作量的布置根據路基病害情況及設計要求，勘察工作需要查明潛在滑坡的類型、范圍、 滑體厚度、滑床形態、巖土的物理力學性質，評價滑坡的穩定性。2.1工程地質測繪測繪面積0.5Km2

4、（比例尺1： 1000），實測8條工程地質剖面（橫向7條， 縱向1條），總長度為2.1Km。測繪內容包括查明不良地質界線，實測具有明顯 標志的滑坡形跡及其它工程地質現象。2.2鉆探本次勘察共布置鉆孔43個，試坑1個，總進尺83.80米，其中30型鉆機鉆 孔38個，100型回轉鉆機孔5個。2.3 土工試驗鉆孔取原狀土樣20件，擾動土樣48件。除常規試驗外，還做了浸水快剪2 組、浸水殘剪6組、膨脹率的鑒定組以及水質化驗分析。3潛在滑坡產生的因素3.1膨脹土的影響因素在路基底部有一層或幾層灰綠色、黃綠色或黑紫色粘性土。其野外特征為： 土質細膩，有蠟狀光澤，手觸摸有滑感，含有鈣質結核，土質致密，土塊破

5、碎后 呈菱塊狀，更細小的碎屑呈鱗片狀，干燥時裂腺發育，裂面光滑，遇水很快崩解。土工試驗鑒定結果表明：該粘性土的綜合自由膨脹率FS為4%，該粘性土具 有膨脹土的野外地質特征，且自由膨脹率FS大于35%，應判定為膨脹土；同時根 據殘余抗剪強度的內摩擦角*y0.6等指標的綜合確定，該 粘性土為中等強度的膨脹土，局部為強膨脹土。由于該膨脹土的存在，決定了粘性土中的親水性特別強，在浸水條件下，隨 著含水量的增加，C、*抗剪強度值下降。由于膨脹土的住復脹縮，使原有裂腺擴 展并產生新的裂腺，為地下水的活動和滑面的形成提供了有利的條件。由于滑動 面膨脹土的遇水膨脹、失水收縮干裂的特性，使斜坡土體隨著干濕季節的

6、變化而 發生多次滑動。該淺層滑坡由于受膨脹土的影響而具有較明顯特征為：滑動帶的 膨脹土發生鯽荷膨脹并受溫度及水的影響作用，導致強度隨著時同的推移不斷衰 減，促使坡體產生蠕滑直至最后促使坡體整體生滑動。3.2地下水誘發作用水是形成該滑坡的最重要的一個誘發因素。由于坡表面，特別是線路左側（坡上方向）的坡體表面，多為第四系沖一洪積、坡積相所覆，組成物質多為卵 石、碑石、礫、砂及粘土，土質豌松，空隙較大，所以大氣降水和出露泉水很難 形成地表徑流，而是下滲以上層滯水或潛水的形式對路基進行漫蝕；同時在路基 底部分布有略向下方向傾斜的膨脹土層，遇到水浸泡時，表面變軟，抗剪強度急 劇下降，加之該粘土層中含有大

7、量的云母的潤滑作用，極易在其表面形成軟弱滑 動面。在雨季豐水期，大量地表水下滲并存滯于粘土層上，不僅增加了坡體自重， 而且會產生靜水壓力和動水壓力，促始水在粘土表面運移，進一步使得軟弱滑面 逐步貫通，一旦滑面全部貫通，就會形成較大的滑動。3.3列車荷載及振動沖擊的作用該段線路坡度為8.6%。15.5%。的大坡度，增加運量的同時，也使路基的外部 荷載作用加大，加劇了滑坡上部體沿著粘土層軟弱表面的剪切滑動。由于坡體的 蟠滑作用，基底粘土層軟弱面已變為弧度較大的滑面，使列車荷載和振動沖擊作 用產生的下滑作用明顯加強。3.4人為因素的影響人工開挖邊坡，坡體上部居民增加，生活用水的增多，都使斜坡的外形和

8、應 力狀態發生變化，增大了下滑力，相對減小了斜坡抗滑力，導致滑坡的產生。4滑帶土體的物理力學性質根據野外鉆探現場鑒定和土工試驗結果統計分析，將勘察區域內的地層分為5層，各層土的工程地質特征分述如下：上覆層：第四系坡積、沖洪積相所覆，黃褐色上部較松散，以砂粘土為主， 含20%50%的卵石、礫石，局部含有漂石（漂石最大徑者超過2.0米），所含物 質的含量不均勻，厚度為0.358.6米。高位玄武巖：上第三系地層，上部風化極嚴重黃褐色，呈砂粘土夾砂礫狀， 較松散；中部風化嚴重，以黑褐色為主，呈碎塊狀或大塊狀；下部風化輕微，致 密堅硬，以青灰色為主，該層未見底。粘土：上第三系地層，以黃綠色、灰綠色為主，

9、局部為紫黑色，呈可塑狀 態-硬塑狀態，含有云母，有滑膩和蠟狀光澤，遇水時膨脹、失水時收縮干裂并極 易破碎，根據野外特征和試驗確定為膨脹土。粉、細砂互層：上第三系地層，上部以黃褐色、灰白色為主，潮濕，中密； 下部以藍灰色為主，含有大量母，潮濕一飽和，中密中粗砂：上第三系地層，厚度為0.0-3.75米，灰白色為主，飽和，中密，局 部含有圓礫。泥巖：上第三系地層，厚度為1.7-3.5米，灰黑色，成巖差，風化極嚴重， 肉眼可見黑色碳質斑點。滑面土體的物理力學性質5水文地質特征根據野外調查和鉆探資料統計，地下水的分布和含量極不均勻，可分為上層 滯水、潛水、巖層裂隙水三種。5.1上層滯水以第四系表面覆蓋層

10、下的砂粘土夾礫石、塊石為主。厚為2.06.0米，分布 和含水量沒有規律性，其含水量主要取決于該層底部黃綠色粘土、灰綠色粘土隔 水層（或弱透水層）分布面積的大小以及該層中碎石、塊石的合量。該層水補給 來源主要靠大氣降水和巖層裂隙水的補給，其含水量隨季節變化而變化。據資料 （64年），滲透系數K=0.6米/天。5.2潛水主要分布在灰白色、灰黃色的細中粗砂互層中，埋藏深度3.0米一36.0米， 局部具有承壓性質。補給來源主要是巖石裂隙水和地表水下滲。該層水多泄流于 小移棱河河床底部。5.3巖石裂隙水該層水主要分布在由于第三紀上新世中晚期火山運動而形成的玄武巖巖層中。 由于玄武巖中的裂隙與巖脈侵入巖接

11、觸帶的裂隙極為發育且開啟性好，成為巖層 裂隙水的最主要的富集帶。在勘察區域內，形成近乎垂直的帶狀裂腺含水系統， 其富水段主要分布在巖體邊緣地段。排泄方式主要以泉水的形式，如在K419+260 左側85米處有一溫泉，-27C不凍，流量較大，水質好，是當地居民的生活用水。6滑坡的穩定性分析6.1C、值的反算假定滑坡體處于極限平衡狀態，即令穩定系數FS=1，通過兩鄰近的瞬間滑動 計算斷面，建立兩個反算式，解出滑帶土的抗剪強度指標C、反算結果表明浸 水條件下滑面重合剪的殘余很接近，說明了浸水條件下土體殘余抗剪指標能夠反 映滑面土的實際強度，試驗結果與滑坡產生機理是相符的。6.2穩定性的計算在滑坡穩定性

12、計算時，以滑面重合剪試驗資料作為滑面上土的抗剪強度指標 進行計算。計算結果表明，該淺層滑坡的滑體厚度較小，滑面總體傾角較小，滑 帶土的凝聚力相對內摩擦角對不穩定性的影響較大。天然狀態下，由于滑面多為 粘土，盡管土體已經受到剪切破壞，滑面之間仍有較強的凝聚力使坡體能保持或 維持穩定狀態，當滑體有地下水滲流時，滑面之間凝聚力受到嚴重破壞，強度急 劇下降，導致滑體穩定系數明顯下降。滑體穩定系數計算7結論與建議勘察區域內具有復雜的地質情況。由于晚第三紀火山噴發、河谷地形的強烈 侵蝕、使得局部地層紊亂，地層及巖性變得錯綜復雜。在實際整治工程中具有較大難度。通過大量的野外勘察工作和土工試驗數據分析，確定該路基病害是由于坡體 發育膨脹土推動式淺層滑坡而引起的。滑坡仍處于蠕動變形階段，尚未發生較大 的滑動。待應力儲備到一定的階段就會發生較大滑動。由于該滑坡體滑動帶中發育著膨脹粘性土，如何處理膨脹土的不利影響是至 關重要的。一般情況下，膨脹土的表層為氣候影響層，厚度為0.82.0米，其強 度明顯低于下部的強度。整治過程中要注意膨脹土層開挖后將產生不可逆的卸荷 膨脹，并在之