■雍軍
(廣西壯族自治區桂林水文工程地質勘察院廣西桂林541002)
淺談滑坡的形成條件及影響因素
■雍軍
(廣西壯族自治區桂林水文工程地質勘察院廣西桂林541002)
本文從地形地貌、地層巖性、地質構造、巖土體結構、地應力、地下水等物質基礎及常見的外部因素分析了滑坡產生的條件。對滑坡地災的防治有一定的參考意義。
滑坡 滑動面 抗剪強度
滑坡是自然界中分布最廣泛、發生最頻繁的地質災害種類之一,是一種全球性的地質災害。滑坡最常見于各種山區環境,近海海底也時常發生水下滑坡。由于我國70%國土為山地區,加之我國山區地質、自然地理環境復雜,因此我國是世界滑坡災害最為嚴重的國家之一,滑坡數量多、規模大、分布廣、發生頻繁、人員和財產災害損失十分嚴重。近年來,隨著我國山區經濟開發和建設工程活動的增多和規模不斷增大,滑坡災害呈現愈加嚴重之勢。
滑坡是指斜坡巖土體在以自重為主動力作用下,沿著貫通的一個和數個軟弱面發生以水平位移為主的順坡剪切滑移現象。俗稱走山、山滑。滑坡的最大特征是滑坡運動始終依附于一個剪切面,并且滑動體的水平位移大于垂直位移。
決定滑坡形態和斜坡應力分布特征的所有條件,均為滑坡的形成條件,包括:地形地貌、地層巖性、地質構造、巖土體結構、地應力、地下水等,其中地層巖性、地質構造、巖土體結構是滑坡產生的物質基礎。
1.1地形地貌
區域地形地貌上,斜坡變形破壞主要集中發育于山地環境中,各級階地和剝夷面間的斜坡地帶,多發滑坡。尤其上下陡中部緩的折線山坡,當山坡上部成馬蹄形的環狀地形,且匯水面積大,易產生沿基巖面滑動的土層滑坡。受水流沖刷,淘蝕的山區河流凹岸、黃土地區高階地前緣斜坡(受水侵濕,土的強度降低)均易發生滑坡。如桂梧高速鐘馬段百花灘1#隧道進口滑坡,山坡上部成馬蹄形的環狀洼形斜坡容易匯集地表水、地下水,滑坡后緣有裂縫,長約30米,深高達4米。易發滑坡地形地貌部位:老滑坡區、江河峽谷區;山區河谷沖刷、淘蝕岸,斜坡上部匯水面積較大的山區河谷的緩坡地段,尤其發育厚層風化巖體,或軟巖傾向順坡向的斜坡段;由堆積土組成的上陡下緩、基巖面傾向坡外的斜坡地段、高陡黃土塬邊及黃土階地前緣斜坡地段等。
老滑坡區地形地貌特征是判斷滑坡穩定程度重要標志之一。表1所示為判斷老滑坡穩定性的主要地形地貌特征。
1.2地層巖性
百花灘1#隧道進口滑坡巖性為泥巖和粉砂巖,巖層呈單斜構造,順坡傾斜,全風化,強風化層較薄,以中等風化為主,其中粉砂巖堅硬,裂隙發育,局部裂隙密集,形成裂隙密集帶,泥巖為極軟巖石,遇水易軟化,為巖體組合中的不利組合。地層巖性是滑坡形成的物質基礎,地層巖性決定斜坡物質的物理力學性質。具有不同物理力學性質的斜坡物質,其抗破壞能力完全不同。巖土時代和巖土性質相比,后者對滑坡的控制作用更為突出。巖性相近的巖土對滑坡的控制作用相近。滑坡通常多發于由軟弱、柔性較大、抗剪強度較低的各類巖土組成的斜坡中。通常,易于產生滑坡的巖組有:粘性土、黃土、堆積土、砂泥(頁)巖組、變質巖巖組、構造破碎巖巖組。在“易滑地層”分布區,滑坡常常成群分布。尤其當他們處于同向坡的條件下,并且斜坡中具有儲水構造、聚水條件和下部有隔水軟弱面時,極易產生順層滑坡,堆積層滑坡、黃土滑坡等。
1.3地質構造與地應力
百花灘1#隧道進口滑坡位于桂中~桂平臺陷之大瑤山隆起的東南部,區域上褶皺、斷層發育,巖層整體呈北東向傾斜的單斜構造,巖層產狀為68°~115°∠38°~44°。邊坡開挖揭露,斷層帶物質由斷層泥礫、構造擠壓片巖等組成,330°∠85°,在斷層兩側巖層出現層位錯動,走向基本一致,傾角不一樣。由于受構造影響,形成一組基本傾西東的橫向張性節理裂隙,其產狀為90°∠80°。由于滑坡山體的南北兩沖溝較發育,切割較深,也說明斷裂十分發育。地質構造,包括斷層、褶皺,對滑坡形成有多方面的影響。地質構造控制巖層產狀、巖體完整程度和斜坡地下水的分布、運動規律,如含水層的數目、地下水的補給和排泄方式等。通常,褶皺核部、斷層帶附近巖體破碎,滑坡發育。活動構造段區域地殼穩定性差,地應力高,斜坡穩定性極差。一些大的或區域性的斷層破碎帶,尤其是近期強烈活動的斷裂帶,滑坡密集成帶發育。
1.4巖土體結構
巖土內發育的各類結構面控制滑面的空間位置及滑坡范圍,同時決定滑坡地下水的分布和運動規律。巖土體內的結構面包括各種成因的節理、裂隙、層面、片理、片麻理、劈理、巖性接觸面、差異風化面等。結構面的存在不僅破壞巖土體完整性,還控制斜坡破壞形式和破壞特征。結構面對斜坡穩定性的控制作用與結構面的發育特征和結構面與斜坡臨空面有關系。其中,結構面的產狀對斜坡穩定性、滑面的形成至關重要。當斜坡內存在傾向坡外、傾角小于坡角的斷層面、巖層層理面、不整合面、連通性較好的節理、巖性接觸面等,沿這些結構面容易發生滑坡。斜坡內透水性差異明顯的巖性接觸面、構造型結構面、巖層層面極易發育成滑坡滑動面。

表1 滑坡穩定程度的地形地貌判識標志
作用于斜坡之上,增大斜坡重量或降低斜坡巖土抗剪強度的各種外部因素均對滑坡形成起影響作用,或誘發作用。滑坡形成過程中,常見的影響因素有:
(1)大氣降水(包括降雨、降雪)。降水滲入坡體,增加坡體重量;降水滲入斜坡,轉化成地下水,降低巖土體抗剪強度。雨季暴雨常為滑坡的誘發因素。降雨對斜坡穩定性的影響與坡體物質透水性、親水性、以及降水前初始含水量有關。
(2)河流侵蝕作用。河谷岸坡因水流沖刷而使斜坡變高、變陡、,降低斜坡穩定性、甚至誘發斜坡破壞。沖刷還可以使坡腳和滑動面臨空,易導致滑動。水流沖刷也常是岸坡崩塌的原因。河流沖刷作用的方式和作用程度隨岸坡侵蝕作用演化階段不斷變化。
(3)地震。地震動荷載,尤其水平地震力致使斜坡法向壓力削減和下滑力增強,促使斜坡滑動。強烈地震的震動,還使地震帶附近巖土體結構松動,也給斜坡穩定帶來潛在威脅。對于土質斜坡,地震可引起土層中水位和孔隙水壓變化,迅速降低土體抗剪強度。
(4)植被。植被對斜坡穩定性產生有利和不利兩方面影響。有利作用:護坡、固坡、和防止水土流失;不利作用:加大荷載、增加風動力荷載。斜坡上植被破壞,促使地表水向坡內滲入,不利斜坡穩定。
(5)氣溫。氣溫變化引起斜坡巖土的寒暖、干濕變化,促使斜坡巖土風化,降低巖土強度,或發生淺滑或表土溜滑;坡體上融雪入滲,提高地下水位,降低斜坡穩定性。夏季炎熱干燥,粘土層龜裂,遇暴雨時水樣裂縫滲入土體,降低斜坡穩定性。
(6)人為因素。斜坡區各種不合理的人工活動均對斜坡穩定性產生不利影響。如開挖坡腳、切削斜坡、采石改變斜坡形態,減小坡腳被動抗滑力;坡頂加載增大斜坡下滑力;排放人工污水、堵塞地下水排泄通道、修建水庫改變斜坡區水文地質條件,降低斜坡穩定性;地下采空導致斜坡產生沉陷變形,降低斜坡穩定性;地震、爆破、機械振動等增加下滑力,松動巖土體結構,利于地表水入滲、降低巖土體抗剪強度。
P642.22[文獻碼]B
1000-405X(2016)-7-393-1