葫蘆島市龍港區(qū)東窯村龍回頭崩塌特征及穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

【摘 要】本文以葫蘆島市龍港區(qū)東窯村龍回頭崩塌為例，通過地質(zhì)調(diào)查、工程物探、室內(nèi)試驗(yàn)取得的原始資料，分析了該崩塌的特征，并進(jìn)行了穩(wěn)定性計(jì)算與評(píng)價(jià)，對(duì)該地區(qū)相類似地質(zhì)條件下的地質(zhì)災(zāi)害防治有一定參考價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】崩塌；地質(zhì)環(huán)境；地質(zhì)災(zāi)害；穩(wěn)定性計(jì)算與評(píng)價(jià)

一、崩塌區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件

崩塌區(qū)位于“龍回頭”景區(qū)范圍內(nèi)，地貌處于海岸灘涂與近海低丘陵的交接部位，二者呈高35～50m的基巖陡坎相接，即“海蝕崖”。海蝕崖高一般30.0～40.0m，最高處近50m，崖面水平寬度30.0～45.0m，長(zhǎng)約360m，坡角一般70～80°，局部負(fù)角。

該邊坡區(qū)主要組成巖性為長(zhǎng)城系大紅峪組礫巖及白堊系孫家灣組礫巖，節(jié)理裂隙較發(fā)育，泥質(zhì)膠結(jié)，軟硬相間；淺部（30m左右）地下水賦存條件差，水量貧乏。

區(qū)域地震基本烈度為Ⅵ度，基本地震加速度為0.05g，歷史上無發(fā)生破壞性地震記載。工作區(qū)及周邊10Km范圍內(nèi)無活動(dòng)性斷裂通過，亦無較大褶皺、斷層形跡。

崩塌區(qū)及周邊區(qū)域內(nèi)無河流及地表水體分布。

葫蘆島市年平均降水量558.4mm，多年最大日極端降雨243mm，多年平均蒸發(fā)量為1775mm。

二、崩塌（危巖）特征

1、危巖體、崩塌堆積體空間形態(tài)特征

危巖體的核心組成部分就是海蝕崖分布區(qū)，主體部分近東西展布，東南側(cè)邊緣部位呈南北向展布，總長(zhǎng)約300m，崖面水平寬約10～15m，崖高一般30～40m，低處達(dá)16m，崖面總體傾向北東，傾角70°～80°，局部直立或負(fù)角。其中潛在最危險(xiǎn)區(qū)分布長(zhǎng)度約38.0m。

具規(guī)模的崩塌體主要分布于東側(cè)邊坡坡腳下，平面形態(tài)呈不規(guī)則扇裙?fàn)睿娣e約2929.16m2，厚度一般25.0m，崩塌體多由大塊石組成，一般塊徑1-2m，大者達(dá)4-5m，估測(cè)體積近10000m3，組成巖性多為礫巖，邊坡局部坡腳下有零星滑落塊石分布，雨季這種現(xiàn)象更是多發(fā)、頻發(fā)，對(duì)崖角下行人及構(gòu)筑物構(gòu)成嚴(yán)重威脅。

2、危巖體變形破壞特征

由于海蝕作用，特別是地質(zhì)歷史時(shí)期發(fā)生過的海蝕作用，伴有長(zhǎng)期風(fēng)化作用，致使崖面巖體破碎、脫落、崖面陡傾，局部崖面形成負(fù)角。依據(jù)邊坡形態(tài)、結(jié)構(gòu)面特征，區(qū)內(nèi)劃分出三處潛在最危險(xiǎn)崩塌區(qū)。由于崖面組成巖石相對(duì)久遠(yuǎn)，又經(jīng)過構(gòu)造擾動(dòng)，局部節(jié)理裂隙發(fā)育，可見最寬裂縫延伸至坡頂，長(zhǎng)5.0m，裂隙走向290°，寬20.0～40.0cm，可測(cè)深度4.0～5.0m。區(qū)內(nèi)的一組結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀（40∠60）與崖面傾向、地層產(chǎn)狀的組合形式是對(duì)邊坡穩(wěn)定性不利的組合。見照片。

照片1 崩塌區(qū)垂向節(jié)理裂隙發(fā)育

3、崩塌（危巖）體形成條件

（1）海蝕崖陡傾的崖面坡度，坡角一般60～80°，局部負(fù)角，這是危巖體形成或崩塌產(chǎn)生的基礎(chǔ)和絕定性條件。

（2）現(xiàn)代地質(zhì)作用，特別是潮汐侵蝕作用強(qiáng)烈，對(duì)邊坡的穩(wěn)定產(chǎn)生較大負(fù)面影響。

（3）邊坡巖體局部節(jié)理裂隙發(fā)育，其中一組較大結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀（40∠60°）與崖面傾向、地層產(chǎn)狀的組合形成，是對(duì)邊坡穩(wěn)定性不利的組合。

4、影響因素分析

該邊坡坡頂表層分布薄層碎石土，利于降水滲入，當(dāng)降水大量滲入到節(jié)理裂隙相對(duì)發(fā)育的巖體部位，對(duì)巖體自身強(qiáng)度產(chǎn)生不良影響；長(zhǎng)期以來，崖面在海蝕、風(fēng)化及凍脹作用下，表層巖體相對(duì)疏松，風(fēng)化裂隙也相對(duì)發(fā)育，更易接受降水的滲入，進(jìn)而造成崖面巖體更疏松、破碎，多發(fā)巖塊、巖屑脫落、滑墜現(xiàn)象，造成崖面更加陡傾、內(nèi)凹，甚至崖面后移。這種發(fā)展過程或發(fā)展趨勢(shì)，將使崖面與已有坡頂建筑物間距貼近，坡體后緣距葫蘆島海濱“龍回頭”景區(qū)望海平臺(tái)水平距離約25.0～65.0m。

因此，現(xiàn)狀條件下，降水是影響邊坡穩(wěn)定性的最主要因素，人類工程活動(dòng)也是不可忽視的重要因素。

三、崩塌（危巖）體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

1、評(píng)價(jià)方法、計(jì)算公式的選擇

危巖體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)較為復(fù)雜，針對(duì)該危巖體特征，選擇直立邊坡的卡爾曼臨界高度理論公式進(jìn)行穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。

計(jì)算公式：H=（4C/ ）tan（45°+ ）

H：直立邊坡的臨界高度（m）

：巖石重度（KN/m3）

C：巖石粘聚力（Kpa）

：巖石內(nèi)磨擦角（°）

2、計(jì)算參數(shù)的確定

計(jì)算參數(shù)由巖土室內(nèi)試驗(yàn)成果，結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗(yàn)綜合給出

：取試驗(yàn)成果平均值， =26.4KN/m3

C：根據(jù)重塑樣品試驗(yàn)成果及原狀樣品試驗(yàn)成果綜合給出C=40Kpa

：根據(jù)重塑樣品試驗(yàn)成果及原狀樣品試驗(yàn)成果綜合給出 =53Kpa

3、計(jì)算結(jié)果及評(píng)述

上述參數(shù)帶入公式：

H=（4C/ ）tan（45°+ ）

=（4×40/26.4）tan（45°+ ）

=18.12 m

計(jì)算臨界高度值為18.12m，現(xiàn)狀邊坡高度一般30～40m，說明邊坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)，在自然條件下，仍會(huì)產(chǎn)生崩塌，這與定性分析判斷是一致的，符合現(xiàn)實(shí)實(shí)際。

四、結(jié)語

1、崩塌區(qū)位于龍回頭濱海景點(diǎn)區(qū)近海海岸，危巖體構(gòu)成海蝕崖地貌景觀，崖體走向近南北，崖面坡度70～80°，局部負(fù)角，坡頂與坡腳相對(duì)高差30～40m。危巖體主要組成巖性為長(zhǎng)城系大紅峪組礫巖、白堊系孫家灣組礫巖，巖體局部節(jié)理裂隙發(fā)育。

2、危巖體主要變形破壞是崖面巖體在地質(zhì)歷史時(shí)期，遭受強(qiáng)烈的海蝕及風(fēng)化作用，崖面巖體疏松、破碎，以致脫落、掉塊，局部形成負(fù)角，進(jìn)而造成崖面后移。

3、危巖體形成的主要條件是陡傾的崖面坡度、局部巖體節(jié)理裂隙發(fā)育及近代的海蝕作用。影響危巖體穩(wěn)定性的主要因素是降水，人類工程活動(dòng)是不可忽視的因素。

4、邊坡穩(wěn)定性計(jì)算選擇“直立邊坡的卡爾曼臨界高度理論公式”，計(jì)算結(jié)果表明，臨界高度值為18.12m，低于邊坡最大高度值，說明邊坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)，在自重工況下會(huì)引發(fā)崩塌災(zāi)害，當(dāng)遇一定強(qiáng)度降水、人類工程活動(dòng)等影響，隨時(shí)都可能發(fā)生崩塌災(zāi)害，在自然環(huán)境條件下，隨著時(shí)間的推移發(fā)生崩塌災(zāi)害也是不可避免的。

作者簡(jiǎn)介：

安繼魁（1970年— ）男，籍貫遼寧省朝陽市。職稱：水文地質(zhì)工程地質(zhì)高級(jí)工程師，畢業(yè)后一直從事水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘察工作，單位：遼寧工程勘察設(shè)計(jì)院。