云南瑞麗市滑坡影響因素的統(tǒng)計(jì)與分析

陸俊吉 周軍旗 高繼峰等

摘要云南瑞麗市地質(zhì)災(zāi)害類型有滑坡、崩塌、泥石流和不穩(wěn)定斜坡等，其中以滑坡為主、共109個。影響滑坡的因素分為自然因素、誘發(fā)因素。自然因素指滑坡的坡度、滑體巖性、滑床巖性等在自然地質(zhì)條件下形成的屬性。誘發(fā)因素是指引發(fā)滑坡發(fā)生的因素，主要是降雨、地震、坡腳侵蝕、坡腳開挖等影響因素。自然因素統(tǒng)計(jì)表明，4～14°發(fā)育的滑坡較少，15～40°發(fā)育的滑坡較多；滑體巖性為含礫粉土和粉質(zhì)粘土；滑床巖性以片麻巖、含礫粉土、泥巖為主，砂礫粉土次之，碎石土、粉質(zhì)粘土、砂巖較少。誘發(fā)因素以降雨為主，坡腳侵蝕、地震、坡腳開挖次之。最后結(jié)合影響因素給出相關(guān)的分析。

關(guān)鍵詞地質(zhì)災(zāi)害；滑坡；自然因素；誘發(fā)因素

中圖分類號S181.3文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號0517-6611（2015）28-240-03

Statistical Analysis of Landslide Impact Factor in Ruili City， Yunnan Province

LU Junji1， ZHOU Junqi2， GAO Jifeng2 et al

（1. Department of Earth Sciences， Institute of Land Resources Engineering， Kunming University， Kunming， Yunnan 650093； 2. Third Geology and Mineral Exploration Institute， Gansu Provincial Bureau of Geology， Lanzhou， Gansu 730050）

Abstract Landslides， avalanches， landslides and unstable slopes are the major geological disasters in Yunnan Ruili City， where landslide is up to a total 109. Factors affecting the landslide are divided into natural factors and inducing factors. Landslide natural factors include： slope， landslide lithology， bed rock lithology， which the attribute has formed under natural geological conditions. Predisposing factors is triggered landslide factors， including rainfall， earthquakes， erosion toe， toe excavation. Statistics show that natural factors： development of small landslides in 4-14°， development of more landslides in 15-40°. Landslide lithology is gravel silt and silty clay， most slide bed rock is gneiss， gravel silt mudstone； gravel silt second； gravel soil， silty clay， sandstone least. The most important predisposing factor is rainfall， toe erosion， earthquakes， toe excavation， it is relatively small. Finally， relevant analysis was given combined with influencing factors.

Key wordsGeological disasters； Landslide； Natural factors； Predisposing factors

我國暴雨滑坡絕大部分分布在云、貴、川、陜、甘等少數(shù)幾個省、區(qū)，且主要集中在滇西北、川東、陜南、隴東、鄂西等地區(qū)，各地區(qū)臨界暴雨強(qiáng)度差別較大[1]。云南地區(qū)不但受暴雨影響發(fā)生滑坡，而且地震頻發(fā)，相比其他地區(qū)發(fā)生滑坡的次數(shù)更加頻繁。瑞麗市是云南省遭受地質(zhì)災(zāi)害較嚴(yán)重的市之一，隨著人口的增長、社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類對資源、環(huán)境的利用越來越強(qiáng)，對地質(zhì)環(huán)境的破壞亦越來越嚴(yán)重，地質(zhì)環(huán)境問題日益突出，地質(zhì)災(zāi)害愈演愈烈，嚴(yán)重制約著該地區(qū)社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。該區(qū)影響最大的地質(zhì)災(zāi)害是滑坡，加強(qiáng)該區(qū)滑坡影響因素的研究，對治理滑坡，減少生命財(cái)產(chǎn)的損失起到很大的作用。

1地理與地質(zhì)環(huán)境概況

瑞麗市位于云南省西部，三面與緬甸聯(lián)邦接壤，國土面積1 020 km2，區(qū)內(nèi)劃分出6個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，分別是弄島鎮(zhèn)、戶育鄉(xiāng)、姐相鄉(xiāng)、勐秀鄉(xiāng)、勐卯鎮(zhèn)、畹町鎮(zhèn)（圖1）。瑞麗是云貴高原西部橫斷山脈的南延部分，區(qū)內(nèi)山脈、河流呈北東、南西向延伸；地勢北東高、南西低，壩區(qū)海拔一般在750～840 m，山區(qū)海拔一般在1 300～1 400 m，最高海拔2 019 m[2]。該區(qū)降雨充沛，雨季集中在6～8月，氣候?yàn)槟蟻啛釒А⒅衼啛釒В置娣e480.8 km2，境內(nèi)主要分布有瑞麗江、南碗河、畹町河及其50余條支流，礦產(chǎn)為煤、鐵、金、石灰?guī)r、地下熱水等16種。

全區(qū)處于滇西褶皺帶龍陵-瑞麗大斷裂南西端，區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造較為復(fù)雜，巖石較為破碎，新構(gòu)造運(yùn)動強(qiáng)烈，巖漿巖、沉積巖、變質(zhì)巖均有出露，時代從寒武紀(jì)到第四紀(jì)。巖漿巖為燕山晚期第三階段（γ53（3））花崗巖。寒武系（∈）地層為一套變質(zhì)程度深淺不等的微晶片巖、混合巖化片麻巖及混合花崗巖等巖石組成，奧陶～志留系（O～S）為一套淺變質(zhì)淺海相類復(fù)理石及砂頁巖沉積建造；上古生界二疊系下統(tǒng)（P1）為一套淺海相碳酸鹽建造；中生界三疊系上統(tǒng)（T3）以砂頁巖建造為主；侏羅系中統(tǒng)（J2）為一套濱海相紅色建造；新生界上第三系（N）為一套陸盆型山間盆地含煤亞建造；第四系（Q）由殘坡積（Q4el+dl）、沖積（Q4al）、沖洪積（Q4al+pl）等組成，為近代松散沉積物堆積[2]。

2滑坡統(tǒng)計(jì)

2.1類型統(tǒng)計(jì)滑坡影響因素研究主要手段是基于野外109個點(diǎn)的坡度、滑床巖性、滑體巖性和誘發(fā)因素的統(tǒng)計(jì)。誘發(fā)因素包括降雨、地震、坡腳侵蝕、地下水浸泡、坡腳開挖。滑坡統(tǒng)計(jì)中根據(jù)規(guī)模等級分為4個類型，分別是特大型滑坡、大型滑坡、中型滑坡、小型滑坡。在109個滑坡中，特大型滑坡6個、占有比例為6%，大型滑坡19個、占有比例為17%，中型滑坡為41個、占有比例38%，小型滑坡43個、占有比例39%。統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，在該地區(qū)發(fā)育特大型滑坡占有的比例小，大型滑坡次之，中型滑坡和小型滑坡普遍發(fā)育于該地區(qū)，它們所占比例為77%，防范中、小型滑坡的發(fā)生是首要任務(wù)。

2.2自然因素統(tǒng)計(jì)自然因素分為坡度、滑體巖性、滑床巖性，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表1。但不同地區(qū)具體條件不同，尤其土質(zhì)狀況的不同會使坡度范圍有細(xì)微區(qū)別[3]。瑞麗市滑坡的巖性有所差異，滑床與滑體的巖性組合也有差異，所以坡度范圍分布區(qū)間較大，從4～40°均有。整理分析得出，滑坡在4～14°有8個，占有比例為7%，15～40°有101個，占有比例為93%。

在109個統(tǒng)計(jì)點(diǎn)中發(fā)現(xiàn)，由變質(zhì)巖中的片麻巖風(fēng)化成因的殘積、坡積、堆積的含礫粉土滑體為82個，占有比例為75%，由泥巖風(fēng)化堆積的粉質(zhì)粘土形成滑體為27個，占有比例為25%。

根據(jù)109個滑坡點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)得出，滑床巖性為泥巖的有27個，占有比例24%，片麻巖有33個，占有比例30%，砂巖1個，約占1%，含礫粉土為42個，占有比例39%，粉質(zhì)粘土為5個，約占5%，碎石土1個，約占1%。

2.3誘發(fā)因素統(tǒng)計(jì)滑坡誘發(fā)因素分為單因素和復(fù)合因素。單因素有降雨、坡腳侵蝕、坡腳開挖；復(fù)合因素有降雨、坡腳侵蝕，降雨、地震，降雨、坡腳開挖，坡腳開挖、坡腳侵蝕，降雨、地下水浸泡，地震、降雨、坡腳侵蝕，統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表2。

瑞麗市109個滑坡中，降雨作為單誘發(fā)因素和復(fù)合誘發(fā)因素的滑坡共104個，占有比例為95%。其中降雨作為單誘發(fā)因素的滑坡有50個，占有比例為46%。降雨、坡腳侵蝕復(fù)合誘發(fā)因素共36個，占有比例33%。坡腳侵蝕是指坡腳處有沖溝的發(fā)育，在降雨的情況下，不但坡面巖土體吸水，同時坡腳聚集了大量的水，形成了大的地表徑流，在降雨的過程中，坡腳被沖刷、浸泡、坡腳吸水，土體軟化、膨脹，降雨量大坡腳聚集大量的雨水后形成的徑流對坡體的影響。

地震作為單因素影響滑坡的情況只是在地震烈度較大的地方，瑞麗市在近期并沒有發(fā)生過5級以上的地震，以地震單因素引發(fā)該地區(qū)滑坡發(fā)生的可能性不大，但是作為復(fù)合因素是存在的。據(jù)記載，瑞麗市1966年9月19日13：00至10月10日的22 d中，共記錄到大小地震355次，其中4.0～4.9級7次，5.0級以上3次[2]，其后雖然沒有這么頻發(fā)，小的地震也是很常見。在109個滑坡統(tǒng)計(jì)中，由地震、降雨復(fù)合因素誘發(fā)的滑坡為11個，占有比例為10%；由地震、降雨、坡腳侵蝕復(fù)合因素誘發(fā)的滑坡為2個，占有比例約為2%。

除上述主要引起因素外，別的單因素、復(fù)合因素引起的滑坡相對較少。坡腳開挖引起的滑坡有2個，約占2%，降雨、坡腳開挖引起的有4個，約占4%，坡腳侵蝕為2個，約占2%，坡腳侵蝕、坡腳開挖引起的為1個，約占1%，降雨、地下水浸泡引起的為1個，約占1%。

3影響因素分析

影響因素分析是結(jié)合前人的研究進(jìn)行的，分為自然影響因素的分析和誘發(fā)因素的分析。自然影響因素的分析分為坡度、滑體巖性、滑床巖性的分析；誘發(fā)因素主要分析降雨、地震。

3.1坡度坡度對滑坡的影響，前人做了很多研究并指出坡度在10～50°之間形成的滑坡類型[3-8]。根據(jù)室外采樣和室內(nèi)測定的數(shù)據(jù)，對瑞麗市滑坡滑體巖性和滑床巖性相一致的情況分析其滑坡坡度的臨界值，滑體巖性和滑床巖性相一致滑坡計(jì)算其穩(wěn)定性K的公式如下[9]。

K=tgtgα+4Cρ×g×h×sin2α

式中，α為滑面與水平線的夾角、為內(nèi)摩擦角、C為內(nèi)聚力、ρ為土體密度、g為重力加速度、h為坡頂至滑動面的高度。室內(nèi)測得含礫粉土C值很小、粘土為20 kPa，粉質(zhì)粘土為25 kPa，測得含礫粉土為14°、粘土為16°、粉質(zhì)粘土為20°。根據(jù)李智毅等[9]常見土天然密度的平均值和內(nèi)聚力與內(nèi)摩擦角的對應(yīng)關(guān)系得出相應(yīng)方程。對于滑床與滑體巖性不一致時，極限平衡的計(jì)算較復(fù)雜，所以下面只討論含礫粉土極限平衡穩(wěn)定時的坡腳。

含礫粉土C=0，=14，ρ=1.6，g=9.8，當(dāng)達(dá)到極限平衡時，K=1，由統(tǒng)計(jì)結(jié)果知，3<α<40，則方程為：

1=0.25tanα+01.6×9.8×h×sin2α（1）

整理后得到：tanα=0.25，解出α=14。坡度值是大于極限平衡時的α角，說明在瑞麗地區(qū)大多數(shù)滑坡坡度是>14°的，這說明了坡度在15°及以上占93%的原因。

3.2滑體巖性關(guān)于滑體巖性對滑坡的影響，前人研究指出，松散、松軟沉積物（崩積、殘積、坡積、堆積等）和粘土或黃土組成的斜坡易形成滑坡[10-11]。滑床對滑坡影響，前人研究認(rèn)為[4，10-11]地層中夾有遇水易泥化的軟弱夾層、淺變質(zhì)巖、頁巖和泥巖及它們與松散地表土的組合易形成滑坡。

3.3滑床巖性瑞麗市地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)的原因與其地表土和基巖的組合有關(guān)。地表的含礫粉土和粉質(zhì)粘土均是殘積、坡積、風(fēng)化而形成，正屬于前人所指出工程性質(zhì)比較差的土體，它們的滲透性強(qiáng)，容易形成滑坡，且基巖以泥巖和片麻巖組成，屬于隔水基巖，這樣的組合為滑坡的發(fā)生提供了更有利的地層條件。

3.4降雨降雨對斜坡的影響很多文獻(xiàn)做了相關(guān)的論述[1，10，12-16] 。主體觀點(diǎn)是雨水入滲導(dǎo)致的滲流作用使邊坡的下滑力增加和巖土體的抗剪強(qiáng)度降低、增加巖土的含水率、增大巖土體容重、軟化了巖土。降雨后裂隙靜水壓力[9]為：

Pw=12H×L×ρw×g （2）

式中，Pw為裂隙靜水壓力、H為裂隙充水的垂直高度、L為裂隙長度、ρw為水的密度、g為重力加速度。

當(dāng)無降雨時，如圖2所示，對斜坡進(jìn)行受力分析：且（1）中已知有內(nèi)摩擦角了，則在未受降雨影響時有：T=W×sinβ，N=W×cosβ。當(dāng)滑體與滑面間抗剪強(qiáng)度由摩擦力F維持時則：F=W×cosβ ×tan。下雨前坡體保持靜止?fàn)顟B(tài)，則：T=F，W×sinβ=W×cosβ ×tan。式中，T為下滑力，N為垂直斜坡的力。下雨后孔隙、裂隙充滿水，坡體滑動，坡體至少受靜水壓力Pw，坡體的下滑力增加，則T+Pw>F，這是坡體在降雨后滑動的原因，且前人研究指出，降雨后F也會減小[9]。

3.5地震地震對滑坡影響的情況前人做過相關(guān)的研究，杜杰等通過汶川地震對望月寨滑坡穩(wěn)定性影響研究指出，坡體中剪應(yīng)變增量在地震后會增大，受地震力作用后滑坡體前部坡體水平位移明顯增大[17]；金增芳對玉樹地震滑坡的特征與形成機(jī)理研究指出，在強(qiáng)烈的地震力作用下，內(nèi)聚力和摩擦角下降，同時，巨大的地震慣性力給坡體施加了一個附加荷載，引起坡體變形，形成滑坡[18]；星玉才對四川江油楓順鄉(xiāng)大院子I號滑坡形成條件和影響因素分析得出，地震波強(qiáng)烈影響下會改變巖土體原有應(yīng)力狀態(tài)，滑動方向上地震力加大了下滑力[19]；蔣瑤等對2010年玉樹7.1級地震誘發(fā)滑坡得出，地震型滑坡的動力主要是地震過程中產(chǎn)生的地震動作用[20]。

如圖2所示，當(dāng)?shù)卣饡r，坡地受地震波的影響。結(jié)合前人研究的結(jié)論，坡體受一個指向坡外的力Fa，這個力與地震的大小和坡體的質(zhì)量有關(guān)，即：Fa=ma。將力Fa分解后，它加大了坡體的下滑力，同時給坡體一個斜向上的提升力。這就是地震加大滑坡發(fā)生程度的原因。地震使坡體產(chǎn)生裂縫，當(dāng)降雨時水的注入使坡體會受到靜水壓力Pw，降雨也會使坡體自重加大，C減少，含水率增加，內(nèi)摩擦角減少，孔隙壓力增加，軟化巖土、降低巖土的抗剪強(qiáng)度。地震時會使土體的下滑力加大，即Fa的一個分力，坡腳開挖則破壞了坡體的穩(wěn)定性，使坡體應(yīng)力系統(tǒng)發(fā)生了改變，坡體在重力的作用下失穩(wěn)產(chǎn)生滑坡。

參考文獻(xiàn)

[1] 柳源.滑坡臨界暴雨強(qiáng)度[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì)，1998（2）：43-45.

[2] 龍邦成，李新源，和勇.地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與區(qū)劃報告[R].云南：云南地質(zhì)工程第二勘察院，云南省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院，2009.

[3] 朱云波，余斌，王治兵，等.四川德昌茨達(dá)“8·24”群發(fā)性滑坡型泥石流之地形條件[J].山地學(xué)報，2015，33（1）：108-115.

[4] 李少娜.滑坡控制因素與動力學(xué)演化機(jī)制[D].長沙：中南大學(xué)，2013.

[5] 王士革.山坡型泥石流的危害與防治[J].中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報，1999，10（3）：45-50.

[6] 雷超.黃土-泥巖型滑坡形成機(jī)制數(shù)值模擬研究[D].西安：長安大學(xué)，2014.

[7] 朱淵，余斌，陳源井，等.貴州望漠打篙溝“6·06”泥石流特征[J].山地學(xué)報，2012， 30（5）：607-615.

[8] 李麗.強(qiáng)震區(qū)群發(fā)性溝谷型泥石流地形因子研究[D].成都：成都理工大學(xué)，2012.

[9] 李智毅，楊裕云.工程地質(zhì)學(xué)概論[M].武漢：中國地質(zhì)大學(xué)出版社，1994：17-134.

[10] 吳仁銑.降雨誘發(fā)的滑坡作用機(jī)制研究[D].長沙：中南大學(xué)，2013.

[11] 孔志崗.潛在斜坡地質(zhì)災(zāi)害研究：以昆明市為例[D].昆明：昆明理工大學(xué)，2007.

[12] 胡明鑒，汪稔，張平倉.斜坡穩(wěn)定性及降雨條件下激發(fā)滑坡的試驗(yàn)研究：以蔣家溝流域滑坡堆積角礫土坡地為例[J].巖土工程學(xué)報， 2001，23（4）：454-457.

[13] 林鴻州，于玉貞，李廣信，等.降雨特性對土質(zhì)邊坡失穩(wěn)的影響[J].巖土力學(xué)與工程學(xué)報，2009，28（1）：198-204.

[14] 黃福明 .降雨入滲誘發(fā)滑坡穩(wěn)定性分析[D].杭州：浙江大學(xué)，2010.

[15] 阮永芬，王飛，申林方，等.降雨影響下堆積體邊坡的空間變異性[J].山地學(xué)報，2015，33（1）：89-93.

[16] 麻土華，鄭愛平，李長江.降雨型滑坡的機(jī)理及其啟示[J].科技通報，2014，30（1）：39-44.

[17] 杜杰，馮文凱，石豫川，等.汶川地震對望月寨滑坡穩(wěn)定性影響研究[J].巖土力學(xué)，2010，31（3）：856-862.

[18] 金增芳.玉樹地震滑坡的特征與形成機(jī)理及治理措施[J].建筑結(jié)構(gòu)，2013，43（S2）：686-689.

[19] 星玉才.四川江油楓順鄉(xiāng)大院子I號滑坡形成條件和影響因素分析[J].中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報，2014，25（2）：32-36.

[20] 蔣瑤，吳中海，李家存，等.2010年玉樹7.1級地震誘發(fā)滑坡特征及其地震地質(zhì)意義[J].地質(zhì)學(xué)報，2014，88（6）：1157-1176.