第51卷增刊（2）2020年12月
人民长江Yangtze Ｒiver Vol．51，
Supplement （Ⅱ）Dec．，2020
收稿日期：2020－02－26作者简介：黄
刚，男，工程师，硕士，主要从事岩土工程勘察与设计工作。E －mail ：460025729@qq．com
文章编号：1001－4179（2020）S2－0075－04
四川通江县袁家山滑坡特征与稳定性初步分析
黄
刚1
，肖
洋2
，
罗
廷
1
（1．重庆蜀通岩土工程有限公司，重庆401147；2．成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实
验室，
四川成都610059）摘要：袁家山滑坡发育在第四系斜坡堆积体中，受连续强降雨影响，坡体发生大规模变形，导致多间房屋倒塌、道路中断。通过查明滑坡区的工程地质与水文地质条件，结合现场调查及勘探成果，分析该滑坡变形特征、影响因素及形成演化过程，
并采用Midas GTS NX 有限元分析软件对滑坡在暴雨工况下的稳定性进行了分析。结果表明：该滑坡主要受不利的地形条件及地质条件、人类工程活动和降雨的影响；滑坡形成演化过程分为坡体蠕动变形阶段－主滑区推移破坏阶段－牵引区牵引破坏阶段－整体变形阶段4个阶段。数值模拟结果显示，该滑坡处于欠稳定状态，与现场情况较吻合，计算结果可为后续防治工作提供参考依据。关
键
词：滑坡稳定性；变形特征；Midas GTS NX ；袁家山滑坡；四川省
中图法分类号：P642．22；TV697．3
文献标志码：A
DOI ：10．16232/j．cnki．1001－4179．2020．S2．018
四川省是我国滑坡地质灾害最为频繁的省份，具有
数量多、
分布广、规模大、危害大等特点，尤其是在汶川地震后，
情况更为严重［1－2］
。大量文献资料显示，降雨
是滑坡的主要诱发因素，
在汛期持续强降雨后往往会出现滑坡灾害的集群性爆发，
有的规模巨大，产生灾难性的后果，
如都江堰三溪村五里坡滑坡、茂县新磨村滑坡等
［3 6］
。通江县隶属于四川省巴中市，处于四川东北部大巴山－盆周地形急变带区域，
地质环境条件脆弱，是滑坡灾害的易发区和频发区
［7 8］
。2019年9月下旬，通江县持续降雨诱发多处滑坡灾害。本文以袁家山滑坡
为例，
在对现场变形特征详细调查的基础上，对滑坡的影响因素及演化过程进行分析，
采用Midas GTS NX 有限元软件对滑坡稳定性、
滑动面位置进行数值模拟。可为当地类似滑坡的防治提供参考依据。
1滑坡概况
1．1
滑坡地质环境条件
袁家山滑坡位于通江县诺江镇新华村，距离通江
县城约10km 。滑坡区属中亚热带湿润季风气候区，多年平均气温16．7ħ，多年平均降雨量1221．7mm 。
2019年当地降雨量达到1926．7mm ，较常年增多
58%，且集中在6 9月。滑坡区属剥蚀侵蚀低山地貌，地势西南高东北低，山顶海拔590m ，谷底海拔392m ，地形呈台阶状，陡缓相间。斜坡地表水系较为发育，滑坡区两侧有冲沟、水
渠，
常年流水，但因维护不善多有堵塞，渗漏严重；区内地下水以大气降水补给为主，
类型为基岩裂隙水和第四系松散层孔隙水。地下水径流途径短，在斜坡前缘以泉水及渗流方式排泄并
转化为地表水。
1．2滑坡形态特征
袁家山滑坡平面形态呈长条状，边界较清晰，后缘
以陡坎为界，
前缘以鼓胀、滑塌区为界，两侧以剪切裂缝为界。滑坡主滑方向53ʎ，
前缘高程434m ，后缘高程526m ，
最大高差92m 。剖面呈阶梯状，坡度12ʎ 16ʎ，纵向长330 390m ，横向宽110 165m ，滑体厚
度3．0 14．5m ，
滑坡方量约41．1万m 3
，属于中型土质滑坡，滑坡工程地质平面图如图1所示。
1．3滑坡变形特征
袁家山滑坡根据变形破坏特征可分为2个区，即
主滑区（Ⅰ区）和牵引区（Ⅱ区）。
人民长江2020
年
图1袁家山滑坡工程地质平面示意
（1）主滑区（I区）。该区位于滑坡中前部，中部公路以下，高程分布在434 478m，属于坡体主滑段。该区后缘是填土集中分布区，坡表变形强烈，中部公路水平错距1．5 3．2m，下错0．9 1．8m，如图2（a）所示。填土下方坡体因受挤压，地表裂缝相对不发育；滑坡前缘左侧鼓胀、隆起明显，下部公路向前推移1．0 3．5 m，隆起1．2 2．5m；右侧因基岩面变浅滑面上移，致使剪出口高出公路，土体沿基岩顶面挤出形成滑塌堆积在公路之上，方量约1800m3，如图2（b）所示。公路内侧挡墙受推挤发生倾斜、开裂，墙前土体形成典型的放射状裂缝LF18，缝宽2 5cm，如图2（c）所示。
（2）牵引区（Ⅱ区）。该区位于滑坡中部公路以上，高程分布在478 526m，是主滑区滑动后诱发的次级变形区。该区可细分为三个亚区（Ⅱ1 Ⅱ3），其中Ⅱ1及Ⅱ2区表现为整体滑移破坏，地表裂缝少，以长大的弧形拉裂缝LF09及LF08形成分区后缘边界，剪切裂缝LF10为侧向边界，如图2（d）（e）所示。Ⅱ3区位于滑坡后缘，受地形变陡影响，其自身稳定性较Ⅱ1、Ⅱ2区低，牵引滑动时变形最为强烈，地表裂缝发育。后缘滑床沟槽特征明显，区域富水造成滑坡中部滑动速率大于两侧，中部先滑动引起两侧滑体向中部偏转，滑动方向分别变为89ʎ及27ʎ，如图2（f）所示。
1．4滑坡结构特征
滑坡滑体由残坡积粉质黏土及人工填土组成，粉质黏土，褐黄色，可塑状，厚3 15m；人工填土主要为碎块石、建筑垃圾，充填粉质黏土，结构松散，厚1 12 m。滑体厚度在纵向上呈现上薄－中厚－下薄的分布规律。
滑坡滑带主要沿基覆界面发育，上部相对较陡，坡度15ʎ 22ʎ；中下部较平缓，坡度5ʎ 10ʎ。钻探揭示主滑区滑带附近土体挤压较强烈，可见与滑动指向平行的滑痕。
滑坡滑床为侏罗系上统蓬莱组砂岩与泥岩互层，泥岩褐红色，强－中风化，遇水易崩解，力学性质较差；砂岩为灰色，中风化，中厚层构造，泥质胶结。
2滑坡影响因素分析
袁家山滑坡发生的影响因素，主要包括以下几点：
（1）地形因素。滑坡所处斜坡为一凹槽地形，附近有多条冲沟汇集；斜坡坡度在12ʎ 15ʎ，有利于地表水的汇集与入渗［9］；加之斜坡较顺直，前缘临空，为滑坡的剪出提供了地形条件。
（2）地质因素。斜坡上部为残坡积粉质黏土及人工填土，下伏砂泥岩，均为易滑地层［10］。覆盖
层结构松散，渗透性好，有利于地表水下渗；下伏基岩相对隔水，易软化，有利于地下水的运移和赋存，为滑坡的变形创造了有利条件。
（3）人类工程活动。滑坡区农户与农田分散，未形成统一完善的灌溉与排水系统，雨季期间降雨不能及时排导，易在坡面形成积水。当地工程建设在滑坡区中部弃土形成加载，并导致地表水排泄通道受阻，使得地表水下渗量增加。
（4）降雨。2019年雨季，当地降雨量较常年增加58%，坡体长期浸水，大量地表水下渗，导致坡体容重
67
增刊（Ⅱ）黄刚，等：
四川通江县袁家山滑坡特征与稳定性初步分析图2袁家山滑坡变形特征
增加，力学强度降低，动静水压力增大，最终诱发滑坡。
滑坡后大量的地下水从前缘滑带附近渗出，表明坡体已完全处于饱水状态，降雨是滑坡形成的关键诱发因素。
3滑坡形成演化过程分析
近年来，滑坡区中部持续填土加载，累计方量超过2万m 3。在加载之前，坡体长期处于稳定，2018年8月，中部公路填土区首次出现裂缝，
2019年当地降雨量大幅增加，
雨季后期滑坡发生。通过分析，袁家山滑坡的形成演化过程可分为4个阶段。
（1）坡体蠕动变形阶段。受填土加载及持续降雨的影响，
坡体发生蠕动变形，中部公路及填土区首先出现一些不连续的张性微裂缝，
但坡体仍能保持平衡，如图3（a ）所示。
（2）主滑区推移破坏阶段。在雨水的长期作用下，裂缝逐渐贯通，大量地表水沿裂缝下渗，导致地下水聚集，
坡内孔隙水压力及渗流力不断增强，扬压力增大，最终在自重作用下主滑区发生滑移，
如图3（b ）所示。（3）牵引区牵引破坏阶段。滑坡中前部滑移后，
后部坡体失去支撑，逐级向临空方向发生牵引滑动。该阶段为主滑区滑移后的次生发展阶段，变形发育时
间相对较短，
如图3（c ）所示。（4）坡体整体变形阶段。随着主滑区滑移，牵引
区与原坡体分开向前滑移挤压前者，
坡体受力条件改变，
应力状态发生重分布。同时，坡体之前的滑动形成大量裂缝，
使得持续降雨的不利作用增强，使得滑动后本已趋于稳定的坡体出现新一阶段的蠕动变形，
如图3（d ）所示
。
图3袁家山滑坡形成演化过程示意
4滑坡稳定性数值模拟分析4．1
模型的建立
选取1－1剖面作为典型剖面进行数值模拟，采用
Midas GTS NX 有限元软件对滑坡暴雨工况下的稳定系数、
滑动面特征进行模拟分析，稳定系数采用强度折7
7
人民长江2020年
减法（SＲM ）进行求解［11－14］
。计算模型长450m ，高
125m ，地层自上而下分别为：填土、粉质黏土、风化层
及基岩，
共划分13124个单元和13280个节点（见图4）。材料采用Mohr －Coulomb 屈服条件的弹塑性模
型，
计算中初始应力场考虑重力及初始水位条件，暴雨工况时考虑暴雨水位
［15－16］
。
图4袁家山滑坡数值模拟计算模型
4．2计算参数选取
模型计算所采用的参数主要以室内试验结果为主，
并参考类似工程经验综合取值确定，如表1所列。表1
岩土体物理力学参数
岩土体名称天然重度
饱和重度弹性模量泊松比凝聚力
内聚力
γ/（kN ·m －3
）γsat /（kN ·m －3）E /MPa
νc /kPa Ф/（ʎ）填土
19．520．1500．3515．028．0粉质黏土
19．820．3150．388．57．2风化层
22．523．0800．32150．032．0基岩
24．524．71700．28900．036．0
4．3数值模拟结果分析
滑坡在暴雨工况下的等效塑性应变云图如图5所
示。从图5可以看出：坡体中下部（Ⅰ区）潜在滑动面已贯通，
滑弧底面大致沿基覆界面，坡体下部及中部公路位置存在明显的塑性应变集中区，
与现场滑坡主滑区前后缘边界位置、
中部公路拉裂、前缘鼓胀隆起、挡土墙破坏等变形特征分布均呈现良好的对应性。同时，
在坡体后缘位置（Ⅱ3区）也存在塑性应变增量区，但与下部主滑面未贯通，整个坡体中主滑区稳定性最差，
首先发生滑移破坏，随后引起后部Ⅱ1、Ⅱ2区滑动，而Ⅱ3区本已存在塑性应变区，牵引滑动时变形更为强烈，
与现场滑坡后缘变形特征相吻合。根据计算结果，袁家山滑坡在暴雨工况下的稳定系数为1．012，处于欠稳定状态
。
图5暴雨工况下坡体等效塑性应变云图
5结论
（1）袁家山滑坡自身存在不利的地形条件及地质
条件，为滑坡的形成奠定了物质基础，人类工程活动
（尤其是滑坡中部的填方堆载）降低了滑坡的稳定性，持续强降雨是滑坡失稳变形的关键诱发因素。
（2）滑坡根据变形特征可分为两个区，位于中前部的主滑区（I 区）发生推移式滑动，
后部坡体因前部滑动失去支撑而发生次级滑动，
形成牵引区（Ⅱ区）。（3）滑坡形成演化过程分为4个阶段，分别是：坡
体蠕动变形阶段－主滑区推移破坏阶段－牵引区牵引破坏阶段－整体变形阶段。
（4）数值模拟分析较为直观地反映出滑坡潜在滑动面的位置以及贯通情况，
得到坡体在暴雨工况下的稳定系数为1．012，
处于欠稳定状态，与现场情况较吻合，
计算结果可为后续防治工作提供参考及依据。参考文献：
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（编辑：刘媛）
引用本文：黄刚，肖洋，罗廷．四川通江县袁家山滑坡特征与稳定性初步分析［
J ］．人民长江，2020，51（增2）：75－78．8
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