Analysis and Research on Instability and Sliding Mechanism of High Fill Subgrade Slope in A Mountainous Area
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摘要: 山区高填方路基边坡失稳往往是由于路基填料未进行有效处理、坡体内存在软弱面以及截排水措施不当等造成的。通过对某山区高填方路基边坡滑坡体形态和滑移特征、裂缝分布、周边地下水出露等方面综合分析，论述高填方路基滑坡机制，利用瑞典条分法及有限元数值模拟方法对边坡稳定性进行计算及评价，为滑坡治理方案提供参考。对此类滑坡的工程地质特征和重点关注问题进行了梳理与总结，可为今后类似情况提供借鉴。Abstract: The instability and sliding of high fill subgrade slope in mountainous areas is often caused by the lack of effective treatment of subgrade filling, the existence of weak surface in the slope and the failure to take drainage measures in the surrounding areas. Based on the comprehensive analysis of the landslide shape and deformation characteristics, crack distribution, surrounding groundwater exposure and other aspects of a mountain high fill subgrade slope, the sliding mechanism of high fill subgrade landslide was discussed. The slope stability was calculated and evaluated by using Swedish slice method and finite element numerical simulation method, so as to provide reference for landslide treatment scheme. The engineering geological characteristics and key issues of this kind of landslide are sorted out and summarized, which can provide reference for similar situations.
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Key words:
- high fill subgrade /
- slope stability /
- sliding mechanism /
- the numerical simulation
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表 1 滑坡体特征一览表
滑坡体编号 宽度/m 主轴长度/m 主滑方向/（°） 坡度/（°） 面积/ m2 体积/ m3 错落高度/m 后壁台坎倾角/（°） H1 60 45 N15°W 40 2400 30000 5.0 75 H2 6～25 19 N2°W 45 2000 6000 1.5～5.0 70 H3 10 12 N5°W 30 195 600 1.6～4.2 50 H4 25 14 N30°W 25 280 1200 1.4～5.7 60 
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表 2 滑坡裂缝特征一览表
裂缝编号 长度/m 宽度/m 特征 LF1 约55 0.3～0.5 为H1#滑坡体后缘裂缝，呈圆弧形，
整体贯通LF2 约15 0.2～0.3 为H2#滑坡体后缘裂缝，局部可见
清晰滑动擦痕LF3 约20 0.3 呈圆弧形，并错断坡体上截水沟渠 LF4 约25 0.2 为H3#滑坡体后缘裂缝，呈圆弧形 LF5 约21 0.2 为H4#滑坡体后缘裂缝，呈圆弧形 LF6 约22 0.1～0.3 局部可见清晰滑动擦痕
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表 3 滑坡体岩土组成和滑面、滑带土基本特征
滑坡编号 滑坡体岩土组成 滑面基本特征 滑带土基本特征 H1# 主要为①1含碎石粉质黏土素填土及
②含碎石粉质黏土H1#滑坡体滑面发育不明显，表明H1#滑坡的横向变形较小，和H1#滑坡整体形态、周边裂缝发育情况相吻合 滑带土有挤压、搓揉和破碎特征，大部分土体原结构已遭到完全破坏，仅剩残余强度，含水量很大，软塑状，有滑腻感 H2 # 滑面发育于残坡积含碎石粉质黏土层中，滑坡后缘，滑面埋深一般1.5～6.8 m，滑面倾角70°～75°；滑坡中部，滑面埋深6.8～10.9 m，滑面倾角30°～40°；滑坡前缘，滑面埋深3.0～5.0 m，滑面倾角0°～30° H3 # 主要为①含碎石粉质黏土素填土 滑面形状近乎直线，埋深0.5～3.0 m，滑面倾角0°～30° H4 # 滑面形状近乎直线，埋深0.5～4.5 m，滑面倾角0°～30°
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表 4 泉眼点特征一览表
水文点编号 类型 补给源 位置 水质特征 SW1 下降泉 大气降水补给 主要赋存于滑坡体
①含碎石粉质黏土素填土及
②含碎石粉质黏土水质清澈，手感较温 SW2 出水量较大，水质清澈，手感温暖 SW3 主要赋存于滑坡形成的裂隙，
沿滑坡裂隙出水水质清澈，手感温暖 SW4、SW7 出水量较小，调查时见点滴状水流，周围土湿润 SW5、SW6 手感温暖，水质清澈 SW8 出水量较大，水质清澈，手感较温 SW9、SW10 水质清澈，手感较温
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表 5 各岩土层物理力学参数选值表
岩土名称及层号 重度γ/(kN·m−3) 黏聚力c/kPa 内摩擦角φ/ (º) 天然 饱和 天然 饱和 天然 饱和 ①含碎石粉质黏土素填土 19.0 19.5 17.0 13.6 12.0 9.6 ②含碎石粉质黏土 19.5 20.0 23.0 18.4 14.0 11.2 ③含碎石粉质黏土 19.8 20.0 26.0 20.8 16.0 12.8 ④强风化泥质粉砂岩 23.5 24.0 80.0 64.0 25.0 20.0 ⑤中等风化泥质粉砂岩 24.5 24.5 200.0 160.0 30.0 24.0
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表 6 边坡稳定性状态划分
边坡稳定性系数Fs 边坡稳定性状态 Fs<1.00 不稳定 1.00≤Fs<1.05 欠稳定 1.05≤Fs<Fst 基本稳定 Fs≥Fst 稳定 注：Fst边坡稳定安全系数。根据《建筑边坡工程技术规范》（GB 50330—2013）表5.3.2，此次稳定性计算中Fst取1.35。
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表 7 各岩土层体积模量及剪切模量参数选值表
岩土名称及层号 体积模量K/MPa 剪切模量G/MPa 天然 饱和 天然 饱和 ①含碎石粉质黏土素填土 15.74 13.89 6.44 5.68 ②含碎石粉质黏土 18.52 16.67 7.58 6.82 ③含碎石粉质黏土 26.47 24.51 10.15 9.40 ④强风化泥质粉砂岩 151.52 136.36 78.13 70.31 ⑤中等风化泥质粉砂岩 490.20 441.18 187.97 169.17
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图(5) / 表(7)
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