Vol.39 No.42021年4月
中国资源综合利用
China Resources Comprehensive Utilization ©应用研究
涟源市砂、页岩地区滑坡的稳定性
影响因素与形成机制分析
----以伏口镇万寿村滑坡为例
曹新顺，鲁成礼，李伟忠
（湖南省工程勘察院，湖南娄底417000）
摘要：砂、页岩分布区是涟源市滑坡易发层位。本文以涟源市伏口镇万寿村大型滑坡为例，从地质环境条 件角度综合论述了滑坡的形成机制和稳定性影响因素。研究表明，降雨是诱发滑坡的主要因素，滑坡区土
体具有膨胀性、膨胀土分布的平面位置和深度不均一是导致滑坡区房屋受损程度不一致的次要因素。关
键词：滑坡；砂、页岩；膨胀土；形成机制；影响因素
中图分类号：P642.22 文献标识码：A 文章编号：1008-9500（2021）04-0074-03
DOI:10.3969/j.issn. 1008-9500.2021.04.020
Analysis of Stability Influencing Factors and Formation Mechanism of
Landslides in Sand and Shale Areas in Lianyuan City
------Take the Landslide in Wanshou Village, Fukou Town as an Example
CAO Xinshun, LU Chengli, LI Weizhong
(Hunan Provincial Engineering Survey Institute, Loudi 417000, China)
Abstract: The distribution area of sand and shale is the prone layer of landslide in Lianyuan City. This paper takes a
large-scale landslide in Wanshou Village, Fukou Town, Lianyuan City as an example, and comprehensively discuss the formation mechanism and stability factors o£ the landslide fro
m the perspective of geological environmental conditions.
Studies have shown that rainfall is the main factor inducing landslides, and the soil in the landslide area is expansive, and
the distribution of the expansive soil is uneven in the plane position and depth, which is a condary factor that leads to the
inconsistent degree of damage to the hous in the landslide area.
Keywords: landslide; sandstone, shale; expansive soil; formation mechanism; influencing factors
近年来，涟源市频繁发生滑坡地质灾害，部分
滑坡发生于砂、页岩分布区，占滑坡总数的比例较大, 可见砂、页岩分布区为涟源市滑坡易发层位，对砂、
页岩地区滑坡形成机制及稳定性影响因素的研究对涟 源市滑坡地质灾害的防治具有重要意义。
根据砂、页岩地区的万寿村滑坡、滋冲村滑坡、
龙埠村滑坡和大木村滑坡等多个湖南省重大地质灾害
项目的勘查成果资料，笔者认为，砂、页岩地区滑坡 在形成机制、稳定性影响因素方面具有较强的规律性,
相较其他岩性分布区，其个性鲜明。伏口镇万寿村滑
坡土方量约为144万nA 为大型滑坡，现已造成21 栋民房开裂。本文综合工程地质测绘、钻探、土工试
验等成果资料，研究了滑坡的形成机制及稳定性影响
因素，这对同类岩性区滑坡的防治具有一定的借鉴 意义。
1滑坡区地质环境条件
1.1地形地貌
滑坡区及周边为溶蚀、剥蚀构造低山地貌，其中, 滑坡区以剥蚀构造低山地貌为主，区内地形起伏较大,
收稿日期：2021-02-02
作者简介：曹新顺（1987-），男，湖北武汉人，工程师，研究方向：滑坡地质灾害、矿山地质环境治理。-74 -
第4期曹新顺等：涟源市砂、页岩地区滑坡的稳定性影响因素与形成机制分析。应用研究
总体上为北西高、南东低的斜坡地形，区内最高山峰—
—观音岩标高为784.8m，最低点标高为422.5m，最大高差为362.3m o滑坡区位于北东走向山坡的中下部，总体上为两边高中间低的斜坡凹槽地形，标高为564.86〜450.21m，滑坡区后缘上游100m处为陡坡、陡崖地形，坚硬灰岩裸露，滑坡区及下游斜坡坡度为20。〜30。，大部被土层覆盖，有零星基岩出露，为主要居民区和农田区。滑坡区内人工建房切坡较多，切坡坡度较陡，但高度不大，一般介于1~3m。
1.2地层岩性
滑坡区及周边内出露的地层有第四系、二叠系茅口组厚层灰岩段、二叠系茅口组薄层灰岩段及小边江组地层。下面由新到老简述不同地层的特征。
1.2.1第四系残坡积层（Q）
滑坡区第四系普遍分布，土层厚度范围为0.6〜28.8m，平均厚度为10.8m，土层厚度变化大，在剖面上多呈倒三角形分布，其土质以土黄~红褐色含碎石粉质黏土、碎石土及黑〜浅灰色粉质黏土为主，一般为硬塑，局部为软塑、可塑。含碎石粉质黏土中，碎石粒径介于0.5~ 2.0cm，一般约为1.0cm，碎石成分为灰岩、砂岩，含量一般为20%~30%；碎石土的碎石成分为风化灰岩、砂岩，含量超过60%，使土失去黏性。黑~浅灰色粉质黏土由页岩全风化而成，厚度为0.6~ 6.5m,—般为硬塑，遇水呈泥状，此类土体饱水后，力学性能低，对斜坡稳定性影响大。
经土工试验，区内普遍分布的红褐色含碎石黏土液限为31.1%~40.0%，塑限为18.6%~23.5%，自由膨胀率为6.0%~41.0%，收缩系数为0.311~0.644，有荷膨胀率为0.00%~0.65%（200kPa），膨胀力为1.96~41.2kPa，伊利石含量为4.0%~49.5%，蒙脱石含量为4.3%~12.1%，其为膨胀性土；黑色粉质黏土（页岩残积土）液限为31.3%~40.0%，塑限为18.6~23.5%，自由膨胀率为0%~48%，收缩系数为0.298~0.658，膨胀率为0%~0.84%（200kPa），膨胀力为1.96~49.9kPa，伊利石含量为0.00%~36.2%，蒙脱石含量为0.0%〜19.4%，其为膨胀性土。
1.2.2二叠系茅口组厚层灰岩段（Pm11）
二叠系茅口组厚层灰岩段主要位于滑坡区北西外围400m处的山上，岩性为灰、浅灰色厚层泥晶灰岩、泥晶生物屑灰岩，含硅质岩条带及团块。岩层产状为172°Z35。，表层溶蚀强烈。
1.2.3二叠系茅口组薄层灰岩段（Pm11）
二叠系茅口组薄层灰岩段主要分布于滑坡区后部，岩性为浅灰、深灰色薄层~中厚层泥晶灰岩、含生物屑泥晶灰岩夹硅质岩。岩层产状为165°Z24°，施工钻孔岩芯比较完整，但硅质岩含量高的地段岩芯一般破碎，采取率为40%。
1.2.4二叠系小边江组（Px）
二叠系小边江组主要分布于滑坡区中部，为滑坡主要下伏基岩，岩性以灰、深灰色钙质页岩、页岩与泥灰岩互层组合夹含生物屑灰岩为主。
1.3地质构造
滑坡区为一平缓背斜构造，两翼地层为二叠系茅口组厚层灰岩段及茅口组薄层灰岩段，核部地层为小边江组。滑坡区及周边未发现成规模的裂隙。滑坡区岀露基岩岩层倾向与斜坡一致，为顺向坡。
1.4水文地质条件
区内地下水类型可分为松散岩类孔隙水、基岩裂隙水及岩溶水，各类地下水的分布受各岩组的分布制约，且大体与岩体工程地质类型分布基本一致。
1.4.1第四系松散岩类孔隙水
第四系松散岩类孔隙水为上层滞水，赋存于碎石土、含碎石黏土和粉质黏土中，含季节性上层滞水。上层滞水无统一水位，富水性受地形和土质控制，_般贫乏，地下水活动一般较弱，但雨季局部低洼地段富水性较强，地下水活动比较强烈，勘查施工的探井掘进过程中于2.8m处开始出水，随着深度增加，渗水量逐渐增大，主要原因为连续降两天雨后第四系土层中具有一定孔隙水，探井完工后第四天对井内水位进行观测，水位无明显变化，说明第四系含水层补给有限。区内第四系土层具有一定透水性，渗透系数为5.34x10"~ 1.74xl0^cm/s，多数地段属弱透水，局部地段达中等透水。
1.4.2基岩裂隙水
基岩裂隙水主要赋存于滑床茅口组薄层灰岩段及小边江组基岩裂隙中，富水性一般为贫乏。勘查施工的48个钻孔有26个钻孔为干孔，占钻孔总数的54%，有地下水位的钻孔地下水位均较低，施工的钻孔中无涌水及严重漏水现象，其中22个钻孔揭露了茅口组薄层灰岩段，除个别钻孔局部地段有明显的溶蚀，并未发现溶洞，茅口组薄层灰岩段岩溶不发育。
1.4.3岩溶水
岩溶水主要分布于滑坡区西北面外围，赋存于茅口组厚层灰岩段。地下水主要靠降雨补给，该处基岩
大量裸露，表层溶蚀现象明显，为地下水的良好补给区。根据区域水文资料，该层溶洞地下河强烈发育，含水层富水性强，由于该含水层分布在本滑坡区外围最高处，为地下水的补给区，地下水位埋深大，此类
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©应用研究中国资源综合利用第4期
岩溶水与滑坡隐患区水文地质条件无关。
2滑坡稳定性影响因素
2.1地形条件
万寿村滑坡区及周边地段为溶蚀、剥蚀构造低山地貌，整体上为北西高、南东低的斜：但两边高中间低的凹槽地形普遍分布，此类地形有利于降水汇集入渗，从而软化斜坡岩土体，促使滑坡变形失稳叫
2.2物质组成
滑坡区滑体主要为残坡积物，土质以含碎石粉质黏土、碎石土为主，结构松散，黏聚力小，孔隙度大，
地表水易入渗，地下水径流条件较好。因此，区内土体遇水易软化，形成软弱层；同时，滑坡区内基岩主要为强风化页岩，泥质含量高，遇水软化为泥状，形成隔水层，造成地下水在岩土界面富集，软化岩土界面的土体，形成软弱带，不利于斜坡稳定卩-叭根据钻孔揭露，区内普遍分布的红褐色含碎石黏土和小江边组分布区域由页岩全风化形成的黑色粉质黏土具有一定的膨缩性，而且各个地段的胀缩性不一致。小江边组分布区域由页岩全风化形成的黑色粉质黏土自由膨胀率、膨胀力等膨胀指标相对较高，胀缩性比红褐色含碎石粉质黏土强。这是引起小江边组分布区域内房屋开裂比茅口组薄层灰岩段区房屋开裂更严重这一现象的重要原因。同时，页岩风化层在小江边组中的分布范围不均匀，不是所有小江边组区域都有该层分布，而且分布深度也不一样，有的分布很浅，距地表约2m，其胀缩作用对地表建筑影响大，这也是小江边组区域内房屋受损程度不一样的原因。
2.3地下水
滑坡区地下水类型有松散岩类孔隙水和基岩裂隙水，其中，松散岩类孔隙水与滑坡稳定息息相关。该含水层一般富水性弱，地下水活动不强烈，但滑坡区的凹槽地形利于降雨汇集和入渗，造成雨季低洼地带地下水活动比较强烈。根据钻孔水位长期观测资料，降雨对地下水位的影响较大，说明持续降水可短时性（数天）的地在岩土界面一带富集，软化岩土体，最终使土岩界面形成软塑状滑带土。
2.4降雨
降雨是地下水的主要补给来源，是影响滑坡稳定性的主要外在因素。雨水（尤其是滑坡后部的地表片流汇水）渗入地下使土体饱水增重，软化土体，强度变低，在重力作用下，促使滑坡失稳变形。
2.5膨胀土的影响
滑坡区土层中普遍含有黄、灰白、红褐色胀缩性强的黏土矿物，此类土体具有一定膨胀性，反复的胀缩变形大大降低了土体力学强度，加速了斜坡失稳。同时，区内膨胀性土的分布范围和深度不均匀，各地土的胀缩作用强烈舷不一，直接表现^地区房MJfW2重，埋藏深的地区房屋受损相对曜膨胀土的胀缩变形是导致滑坡区房屋开裂受损的重要因素之一。
2.6人类工程活动
滑坡区人类工程活动主要表现为建房开挖边坡，形成临空面，利于次级滑坡的发生。此外，滑坡区分布有较多农田，农田灌溉水利于补给浅层地下水，造成在耕种期浅层地下局部比较丰富，为滑坡的发生提供了有利条件。
3滑坡形成机制分析
万寿村滑坡体中含有较多黑色、灰白、红褐色的黏性土，此类土体为膨胀性土，在区内厚度及埋深变化大，历年的反复胀缩大大降低了土体力学强度和密实度，加之滑坡区为槽状地形，有利于地表水汇
聚和入渗。滑床为强风化页岩，在岩土界面处形成隔水层，在连续降雨作用下，造成地下水在近基岩面附近的土层中储集，形成抗剪强度较低的软塑土层，上部土体自重加大，致使斜坡产生缓慢滑移。
万寿村滑坡区的平均坡度仅为22°，且坡脚无切坡，产生大面积滑坡是内外因素综合作用的结果。具有膨胀性的土体与透水性差的页岩基底组合是滑坡形成的重要内因，凹槽状地形是不利的地形条件，降雨则是滑坡形成的外在诱因。
4结语
本文全面分析了万寿村滑坡的成因，指出降雨是诱发滑坡的主要因素，而砂、页岩分布区土层具有膨胀性，土体的反复胀缩加快了斜坡失稳，这亦是滑坡区房屋受损的影响因素。希望今后有更多相关工程技术人员开展这方面的研究，为砂、页岩区滑坡防治提供理论指导。
参考文献
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2徐邦栋.滑坡分析与防治[M].北京：中国铁道出版社，2001：49.
3郑颖人，陈祖煜，王恭先.边坡与滑坡工程治理[M].北京：人民交通出版社，2010：64.
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