长沙市岳麓区西湖街道茶场村滑坡地质灾害发生机理分析及稳定性计算

长沙市岳麓区西湖街道茶场村滑坡地质灾害
发生机理分析及稳定性计算
罗治勇
（湖南省国土资源规划院，湖南　长沙　４１００００）
摘 要：长沙市岳麓区西湖街道茶场村发生２处滑坡，记为Ｈ１和Ｈ２滑坡，形成于上世纪９０年代和２００３年，随着时间推移，滑坡体时有蠕动，对下方住户构成威胁，作者对其进行了详细调查，在分析其形成条件的基础上，对其稳定性进行了计算，为后续防治提供技术依据。

关键词：滑坡；发生机理　；稳定性计算；
中图分类号：Ｐ６４２．２２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０１６）１９－００９５－３Mechanism analysis and stability calculation of Changsha Yuelu District city streets
West Lake tea village landslide disaster occurred
LUO Zhi-yong
（Ｈｕｎａｎ　ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ　ｌａｎｄ　ａｎｄ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　Ｐｌａｎｎｉｎｇ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｃｈａｎｇｓｈａ　４１００００，Ｃｈｉｎａ）
Abstract:　Ｔｈｅ　Ｙｕｅｌｕ　Ｄｉｓｔｒｉｃｔ　Ｗｅｓｔ　Ｌａｋｅ　ｔｅａ　ｖｉｌｌａｇｅ　ｓｔｒｅｅｔ　Ｃｈａｎｇｓｈａ　２　ｌａｎｄｓｌｉｄｅｓ　ｏｃｃｕｒｒｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｃｉｔｙ，ｄｅｎｏｔｅｄ　ａｓ　Ｈ１　ａｎｄ　Ｈ２　ｌａｎｄｓｌｉｄｅ，ｆｏｒｍｅｄ　ｉｎ　９０ｓ　ａｎｄ　２００３　ｏｆ　ｌａｓｔ　ｃｅｎｔｕｒｙ，ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｐａｓｓａｇｅ　ｏｆ　ｔｉｍｅ，ｔｈｅ　ｌａｎｄｓｌｉｄｅ　ｉｓ　ｃｒｅｅｐｉｎｇ，ｐｏｓｅ　ａ　ｔｈｒｅａｔ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｕｎｄｅｒ　ｔｅｎａｎｔｓ，ｔｈｅ　ａｕｔｈｏｒ　ｍａｄｅ　ａ　ｄｅｔａｉｌｅｄ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｂａｓｉｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ，ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｏｒｍ　ｏｆ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ｔｈｅ　ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ，ｐｒｏｖｉｄｅ　ｔｈｅ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｂａｓｉｓ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｆｏｌｌｏｗ－ｕｐ　ｃｏｎｔｒｏｌ．
Keywords:　ｌａｎｄｓｌｉｄｅ；ｍｅｃｈａｎｉｓｍ；ｓｔａｂｉｌｉｔｙ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ；
1 地质环境条件
1.1 地形地貌
该区域地貌类型为构造剥蚀丘陵岗地地貌，地势南高北低，坡度一般28～30°，相对高差在100m以内[1-3]。

1.2 地下水类型及含水层岩性
松散岩类孔隙水赋存于第四系残坡积层粉质粘性土层中,接受大气降水补给, 由坡顶向坡底径流，对滑坡稳定性影响大。

基岩裂隙水赋存于基岩风化带裂隙中，含水层厚度20～30m，埋藏较浅，主要受大气降水和上覆松散层孔隙水补给，沿岩层裂隙运移，水量贫乏[4]。

2 滑坡特征
2.1 边界及形态特征
H1：滑坡后缘以贯通裂缝为界，左右两侧以裂缝以及局部垮塌边为界，前缘因建房切坡形成3～5m高陡坎。

前缘高程54.00～56.20m，后缘高程91.90～93.10m，上缓下陡，坡度约27°～30°。

滑坡体长约220m，宽约140m，厚5～8m，方量约18万m3，主滑方向113°。

H2：左侧以山脊为界，右侧以天然冲沟为界，后缘以垮塌边为界，前缘由建房切坡形成高3～4m的陡坎，陡坎坡度约80°，前缘高程43.00～46.00m，后缘高程75.40～80.30m，上缓下陡，坡度20°～28°。

主滑方向310°，纵长约120m，横向宽约190m，土体厚4～6m，方量约11万m3。

2.2 坡体物质组成
2处滑坡体均为第四系残坡积层（Q el+dl）组成，为灰褐色-褐黄色含碎石粉质粘土，土体呈稍湿，松散状，土质不均匀，碎石直径10～50mm，含量8～15%，呈可塑-硬塑。

滑带土由粘粒和粉粒组成，紫红色，可塑-软塑，为泥质粉砂岩风化残积形成，稍有光泽，无摇震反应，干强度及韧性中等，滑面无明显擦痕，厚度约0.2m，力学性质较差。

滑床为冷家溪群（Ptln）泥质板岩，表层风化强烈，节理裂隙发育，岩石破碎，随着埋深加大，岩石逐渐完整。

2.3 变形特征
2013年8月，H1滑坡后缘出现贯穿裂缝，宽0.5～0.8m，长约80m，中部出现多处垮塌，树木歪斜，暴雨后陡坎出现鼓胀，边坡渗出浊流，伴有局部垮塌。

2014年雨季，H2滑坡后缘出现多处垮塌，形成高0.6～1.0m的陡坎，坡体上可见马刀树与醉汉林。

近年来滑坡变形速度加剧，前缘房屋的围墙及挡土墙在2009年后开始逐渐开裂，目前裂缝宽度为5～15mm。

3 成因机制分析
3.1 地质因素
滑坡位于山丘沟谷地带，坡面较陡，坡面浅部为含块碎石粉质粘土构成的泥质板岩风化残坡积物，疏松，透水性强，雨季呈饱水状态。

下伏板岩透水性明显减弱，为相对隔水层，地下水在岩土接触带由高向渗流，为滑坡提供了天然润滑[5-8]。

收稿日期：２０１６－０９
作者简介：罗治勇，男，生于１９８２年，土家族，湖南张家界人，硕士研究生，工程师，研究方向：水工环地质。

3.2 人类活动
在滑坡体坡脚切坡建房，改变了原始坡面形态，在坡脚形成凌空面，一定程度上破坏了斜坡体稳定性，加剧了滑坡变形速度。

3.3 暴雨
残坡积含碎石粉质粘土，结构较松散，地表水入渗快，暴雨或持续降雨造成滑体岩土体含水饱和，增加滑体自重，降低滑带的抗剪强度，整个滑体易沿岩土体接触面产生滑移。

暴雨过后边坡多处渗泥浆，正是地下水沿岩土体渗流，淋滤了滑带土而形成。

综上所述，不良的地质环境条件是形成滑坡的主因，人类活动是滑坡变形滑移的外因，大气降雨对滑坡变形起到引发作用。

4 稳定性分析4.1 参数选取
1、根据受灾对象、受灾程度等因素，并参考《滑坡防治工程勘查规范》(DZ/T 0218－2006)第6.4条规定，2处滑坡点危害对象等级为二级，地质条件复杂程度为复杂；根据《滑坡防治工程设计与施工技术规范》 (DZT0219－2006)第5.1条规定，该滑坡施工难度一般，防治工程级别为II 级。

2、50年一遇最大小时暴雨量80.5mm/h ；
3、滑体重度：天然状态取18.6kN/m 3，饱和状态取19.4kN/m 3；滑带抗剪强度：天然状态c 取12.9kPa，φ取15.4°；饱和状态c 取11.6KPa，φ取13.4°。

4、天然状态滑体内基本无地下水，呈稍干状态；雨季，滑体含块碎石粘土较松散，透水性强，但构造形态不利于地下水储存，大气降水沿滑体土垂直入渗，在滑面处沿滑面由高处向低处径流，在滑坡剪出口呈泉水形式排泄。

因此，滑坡稳定性计算时可只考虑饱水体重和饱水的内聚力C、内摩擦角φ。

4.2 计算方法
折线行滑面采用传递系数法进行计算
：
图1 折线滑动法模型及条块划分图(折线形滑动面)
∑∏∑∏−=−=−=−=++=
11
1
1
11)()(n i n i
j n
j i n i n i
j n
j i s T T R R F ψψ1
11tan )sin()cos(+++−−−=i i i i i j ϕθθθθψ∏−=−++⋅⋅=1
1
21n i
j n i i i j
ψψψψψ
i
i i i i l c N R +=ϕtan ()sin cos i i i Wi i i T W P θαθ=+−()cos sin i i i Wi i i N W P θαθ=+−i iu id i W V V F γγ′=++Wi W id
P iV γ=sin i
i α=W
sat γγγ−=′因此，滑坡稳定系数Fs 的求解公式为
1
11
j 1
1
11
j 1
{{[((1)cos sin )]tan }}{[(sin cos )]}N N i ui i i Di bi bi i i n
i s N N i
i
i
Di
i
n
i W k R c l R F W k T T
γααϕψααψ−−==−−==−−−++=
+++∑∏∑∏滑坡推力计算如下：P i = K s ×T i +P i-1×ψi-1-R i 式中s F ―滑坡稳定性系数；
i ψ―传递系数；
i R —第i 计算条块滑体抗滑力（kN/m）；
i T —第i 计算条块滑体下滑力（kN/m）；
i N —第i 计算条块滑体在滑动面法线上的反力 (kN/
m)；i c —第i 计算条块滑动面上岩土体的粘结强度标准值
(kPa)
i ϕ—第i 计算条块滑带土的内摩擦角标准值（°）；
i l —第i 计算条块滑动面长度 (m)；
i α—第i 计算条块地下水流线平均倾角，一般情况下
取浸润线倾角与滑面倾角平均值，反倾时取负值；
i W —第i 计算条块自重与建筑等地面荷载之和（kN/m）；
i θ—第i 计算条块底面倾角（°），反倾时取负值；
Wi P —第i 计算条块单位宽度的渗透压力，
作用方向倾角为i α(kN/m)；
i —地下水渗透坡降；
W γ—水的容重 (kN/m 3)；
iu V —第i 计算条块单位宽度岩土体的浸润线以上体积 (m 3
/m)；
（下转98页）
3 工业锅炉节能相关技术措施
第一，锅炉中水处理。

锅炉中的水问题是锅炉节能和生产的核心环节，可以采用以下几种方法进行处理。

（1）合理选型。

水处理不能盲目改造，必须及时锅炉类型实施。

蒸汽锅炉侧重于锅炉外水处理，热锅炉侧重于除污除氧；（2）检测水垢厚度。

实际处理中尽量采用机械除垢，采用化学除垢时必须在相关部门的指导下进行；（3）锅炉用煤措施。

不同类型锅炉所选择的煤颗粒也不相同。

粘接性较强煤适用预链条锅炉，但是使用中会阻碍空气流动，可以从以下几方面进行处理：城市锅炉主要使用清洁型能源；城镇使用可再生物质；城市工业锅炉使用动力配煤[4]。

第二，加强司炉工管理。

随着现代科学技术的发展，传统的司炉工已经满足当代发展需求，所以必须要求司炉工持上岗证及相关技术证山岗；进行技术管理时，可以设置水质化验室，避免产生大面积水垢，及时对燃煤质量进行分析。

进行煤炭储藏时，必须要做好防水、防风和防晒等处理，形成节约意识，实现暖通锅炉节能目标。

第三，锅炉加装热管省煤器，提高锅炉秘密性。

省煤器安装的主要目的是降低排烟维度，提高锅炉进水温度，实现采用管内液体变化，以潜热为主的传热新型高效元件。

同时增加锅炉密封性还可以减少渗漏风问题，提高了烟风道密闭
性，进而优化了锅炉燃煤效率。

第四，采用分层燃烧技术。

分层技术可以减少炉渣含量，可以在粉末含量较高的燃煤中分层安装筛选和分层，让大颗粒直接金融锅炉膛内，小颗粒成型后在进入炉膛，减少了能源浪费。

第五，提供政策支持。

为了实现暖通内锅炉节能目标，[1] 魏澄;杨建勋;温丽.燃气锅炉供热现存问题及节能技术应用实例分析
[J].暖通空调,2005,(10):104-110.
[2] 程明.对暖通中锅炉问题及节能技术的探讨[J].黑龙江科技信
息,2015,(30):121.
[3] 赵钦新,王善武.我国工业锅炉未来发展分析[J].工业锅
炉,2011,(01):24-25.
[4] 魏力军.实现燃煤工业锅炉节能降耗的措施和途径[J].电器工
业
,2010,(05):23-24.
必须针对性的进行技术整合，结合地方特色制定一些措施，及时监控锅炉各方面运行。

同时国家还要结合地方特点构建锅炉管理体系，加强监管。

最后构建信息平台，建立节能减排技术服务体系，加强锅炉技术检测，及时分析并发现问题，推动节能减排工作的进展。

第六，加强宣传，提高人们的节能意识。

为了大范围进行锅炉节能，必须大力宣传节能减排概念，提高人们的思想认识。

及时与不进行节能的用户或企业进行沟通，并结合实际情况，采取一些措施，实现节能减排目的。

此外，政府还要制定节能税收和政策，优化企业和社会技能减排行为，提高节能减排效果。

4 结语
暖通中锅炉问题已经成为我国节能技术研究中探讨的主要问题，对其进行节能改进，不仅可以改善空气质量，还缓解了我国能源精确问题，所以必须结合暖通锅炉类型，及时进行技术改造，减少环境污染，实现能源可持续发展。

同时相关部门还要制定一些国家政策，采取一系列措施，提高人们的节能意识，促进锅炉节能减排工作进展。

（上接96页）
id
V—第i计算条块单位宽度岩土体的浸润线以下体积 (m3/m)；
γ—岩土体的天然容重 (kN/m3)；
γ′—岩土体的浮容重 (kN/m3)；
sat
γ—岩土体的饱和容重 (kN/m3)；
i
F—第i计算条块所受地面荷载 (kN)；
Ks—推力计算安全系数
Pi—为第i条块的推力(kN/m)
Pi-1—第i-1条块的剩余下滑力(kN/m)
4.3 荷载组合
工况一：自重；
工况二：自重+50年一遇暴雨。

4.4 计算结果
表1 滑坡与边坡稳定性计算成果表
治理点编号工况
稳定安
全系数
滑坡、边坡
稳定系数
稳定状态
剩余下滑
力（kN）
H1设计1 1.25 1.12基本稳定116.31
2 1.050.95不稳定442.63
H2设计1 1.15 1.07欠稳定60.31
2 1.050.91不稳定337.25
注：① 稳定状态分级：s F＜1.00 不稳定；1.00＜s F
＜1.05 欠稳定；1.05＜s F＜st F基本稳定；
st
F＜
s
F稳定；
②st F为滑坡稳定安全系数，
4.5 滑坡稳定性分析与预测评价
2处滑坡后缘出现不同程度的裂缝与垮塌，前缘陡坎出
现鼓胀，表明滑坡处于变形状态。

计算结果表明：在自然工
况条件下，滑坡为基本稳定～欠稳定状态，在暴雨工况条件
下为不稳定状态。

在降雨条件下，随着雨水入渗，滑坡下滑力增大，抗滑
力减小，稳定性进一步降低；本次稳定性计算已进一步验证
了当前状态。

因此，这2处滑坡亟待治理。

[1] 湖南省革命委员会区测队.1:20万长沙幅区域地质普查报告.1972.
[2] 湖南省革命委员会区测队.1:20万长沙幅区域水文地质普查报
告.1974.
[3] 张顺.山区地质灾害成因与防治措施[J].现代农业科技,2015(15).
[4] 国土资源部.滑坡防治工程勘查规范[DZ/T0218—2006]中华人民共和
国地质矿产行业标准.2006.
[5] 国土资源部.滑坡防治工程设计与施工技术规范[DZ/T0219－2006]
中华人民共和国地质矿产行业标准.2006.
[6] 马建全.黑方台灌区台缘黄土滑坡稳定性研究[D].吉林大学,2012.
[7] 倪卫达.基于岩土体动态劣化的边坡时变稳定性研究[D].中国地质大
学,2014.
[8] 熊炜.秦巴山区软弱变质岩浅表层滑坡成因机理研究[D].长安大
学
,2012.。