廟爾溝鄉(xiāng)板房溝學(xué)校Ⅲ號滑坡發(fā)育機理及滑坡類型分析

梁世川

（新疆維吾爾自治區(qū)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院 烏魯木齊 830000）

1 前言

受區(qū)域氣候、環(huán)境的制約，及其自身地貌的特殊性,加上人類工程生產(chǎn)活動等影響,滑坡災(zāi)害時有發(fā)生，其頻率逐年上升。滑坡破壞地表植被,毀壞工程、危及生命,嚴(yán)重制約影響著人類居住環(huán)境及社會經(jīng)濟發(fā)展（劉付銀，2016）。針對滑坡災(zāi)害，應(yīng)預(yù)防為主，進(jìn)行事前穩(wěn)定性分析，采取相應(yīng)工程措施，防止其對生命財產(chǎn)造成威脅和損失。本次研究以廟爾溝鄉(xiāng)板房溝學(xué)校Ⅲ號滑坡作為對象，對其發(fā)育機理進(jìn)行分析，判斷其滑坡類型及破壞模式，為地質(zhì)災(zāi)害防治工程設(shè)計、施工提供依據(jù)，為類似滑坡的研究提供參考。

廟爾溝鄉(xiāng)板房溝學(xué)校滑坡位于頭屯河以西的山體坡面，對通過的X125線公路，高壓輸電線路及附近牧民活動產(chǎn)生危害（陳峰，2014）。研究區(qū)Ⅲ號滑坡為一老滑坡，滑坡體位于學(xué)校西北約20 m，底部位于頭屯河邊，公路自滑坡體前部穿過，電塔位于滑坡體中部，滑坡威脅對象包括原校址內(nèi)的房屋、一座電塔、195 m縣鄉(xiāng)公路、居民、牲畜。

2 發(fā)育機理分析

2.1 地質(zhì)背景

研究區(qū)出露地層主要為侏羅系（J）和第四系（Q），其中，侏羅系（J）在研究區(qū)小面積出露。除侏羅系（J）以外的研究區(qū)均為第四系（Q）出露（陳峰，2014），為滑坡發(fā)育創(chuàng)造了最原始物質(zhì)條件。

2.1.1 侏羅系

侏羅系（J）：小面積出露于研究區(qū)的西側(cè)、西北角，為一套沖洪積相、河流相沉積，巖性主要由紅褐色、褐色泥巖、灰白色砂巖、以及泥巖砂巖互層組成，局部夾薄層砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)砂巖。巖層產(chǎn)狀在245°∠8°左右，傾向基本與坡向相反。表層一般全風(fēng)化呈粘土狀，其下為強風(fēng)化層，巖石呈碎塊狀，強風(fēng)化層之下為中-弱風(fēng)化層，遇水強度變低、易崩解。

2.1.2 第四系

⑴第四系上更新統(tǒng)殘坡積層（Q3el+dl）：出露于研究區(qū)西部，巖性主要分為圓礫、角礫，層厚在0.5～17 m，一般粒徑10～60 mm，母巖成分以花崗巖、砂巖為主，微風(fēng)化，充填物以粉土、粘土為主，表層夾少量卵石、漂石。下伏侏羅系基巖。

⑵滑坡堆積層（Q4del）：廣泛分布于研究區(qū)中部、東部地區(qū)，厚度在17.3～21.1 m，厚度由滑坡臺階向滑坡舌逐漸增大，下伏侏羅系強-中風(fēng)化泥巖、砂巖，在滑坡舌部位下伏第四系全新統(tǒng)沖洪積層。堆積層其主要由于前期巖質(zhì)切層滑坡發(fā)生時，滑坡松散物質(zhì)堆積形成，此外，前期巖質(zhì)切層滑坡發(fā)生后，裸露的滑坡后壁巖土體發(fā)生風(fēng)化崩落，風(fēng)化崩落物質(zhì)也是堆積層的組成部分。其巖性組成混雜，上部由大厚度的卵石構(gòu)成，下部主要由全風(fēng)化泥巖、砂巖碎塊組成，整體結(jié)構(gòu)較松散。

2.2 地形地貌

區(qū)域上研究區(qū)屬于天山北麓的中低山區(qū)，頭屯河西岸的II級階地陡坎部位，總體地勢南西高北東低，總體地形起伏大（陳峰，2014）。Ⅲ號滑坡體后壁與前緣相對高差約71 m，坡面坡度35°～38°，坡面較陡，斜坡表層覆蓋殘坡積層、滑坡堆積層，地表植被較發(fā)育；受前期巖質(zhì)切層滑坡及人類工程活動影響，地貌發(fā)生變化，現(xiàn)階段滑坡后壁呈圈椅狀，高21.3～43.1 m，滑坡前緣的滑覆體呈鼓丘狀，位于頭屯河西岸I級階地上，滑坡體前部為修路開挖形成的深路塹，路塹貫穿滑體前部，長約200 m，頂寬35～40 m、底寬13～22 m，深2～20 m。坡面有電力工程通過，頭屯河?xùn)|側(cè)為一級階地，有農(nóng)田、草地、林地。研究區(qū)自身地貌的特殊性及人類活動的特點，為滑坡的發(fā)育提供了地形和一定外動力條件。滑坡整體形態(tài)見圖1。

圖1 Ⅲ號滑坡體整體形態(tài)圖

2.3 力學(xué)條件

滑坡的發(fā)育發(fā)展及發(fā)生與其內(nèi)外部力學(xué)條件密切相關(guān),也是其發(fā)育機理的重要研究內(nèi)容，對研究區(qū)巖體(全風(fēng)化泥巖、強風(fēng)化泥巖、弱風(fēng)化泥巖、中風(fēng)化砂巖、弱風(fēng)化砂巖)進(jìn)行物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)測定，對其測試成果數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析(表1)，通過統(tǒng)計分析，研究區(qū)的巖體為軟弱、極軟弱層狀碎屑巖巖組，在自然狀態(tài)下強度稍好,當(dāng)遇水飽和,力學(xué)性質(zhì)急劇下降,為滑坡的形成創(chuàng)造了內(nèi)在力學(xué)條件；此外，研究區(qū)堆積土體結(jié)構(gòu)松散，工程地質(zhì)條件較差。巖體遇水后易軟化,抗剪強度降低,從而構(gòu)成了滑坡的滑帶及滑床。

2.4 發(fā)育機理

地形地貌、地層巖性分布、地層巖土體力學(xué)性質(zhì)是Ⅲ號滑坡形成的自身內(nèi)在條件，其地形坡度較陡，地層以軟弱、極軟弱層狀碎屑巖巖組為主，力學(xué)強度較低，遇水易軟化；研究區(qū)的人類經(jīng)濟活動(修筑公路、放牧等)及降雨融雪，是Ⅲ號滑坡形成的外在條件；內(nèi)外條件共同作用下，孕育了Ⅲ號滑坡體,使得覆蓋于山坡的滑坡堆積層在自重及外界因素的影響下,向下運移、蠕變,形成滑坡，對人類活動造成威脅。

表1 軟弱、極軟弱層狀碎屑巖巖組力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)一覽表

3 滑坡類型及破壞模式

3.1 滑坡特征及類型

該滑坡為老滑坡，滑坡后壁呈圈椅狀，高21.3～43.1 m，坡度 35°～38°，后緣高程在1 506～1 534.1 m；滑坡北側(cè)壁高10～12 m，靠近前緣部分已被人為開挖；南側(cè)壁高約12 m，靠近前緣由于HP2滑坡的滑動現(xiàn)已不明顯；滑坡前緣的滑覆體呈鼓丘狀，位于頭屯河西岸I級階地上，前緣高程在1431～1 435.5 m；滑坡體上部發(fā)育一級臺階，寬15～28 m，高9～14 m；滑坡體前部為修路開挖形成的深路塹，路塹貫穿滑體前部，長約200 m，頂寬35～40 m、底寬13～22 m，深2～20 m，當(dāng)降雨或融雪使得堆積層下部巖體抗剪強度降低，在上覆堆積層自重作用下，其將以全風(fēng)化泥巖、砂巖及弱風(fēng)化砂巖層頂部為滑動面向下滑動，滑體中上部厚15.9～16.4 m，中下部厚21.1～35.4 m；滑面中上部較陡，中下部較平緩，呈折線型。研究滑坡體前部人工開挖的臨空面，滑體前部主要為泥巖、砂巖碎塊，結(jié)構(gòu)混亂，臨空面底部為原始全風(fēng)化泥巖、強-中風(fēng)化砂巖，判定滑坡剪出口將位于公路邊，滑坡屬堆積層滑坡。

3.2 滑坡破壞模式

滑坡堆積層結(jié)構(gòu)松散，在降雨、融雪后雨水下滲至全風(fēng)化泥巖、砂巖及弱風(fēng)化砂巖層頂部，將其浸泡，力學(xué)強度劇降，形成軟弱面，加上人類活動的外部作用，在土體自重作用下，堆積層向臨空方向剪切蠕滑，當(dāng)下滑力大于抗剪強度時，沿公路邊剪出口剪出，引發(fā)滑坡災(zāi)害（劉付銀，2016），其破壞模式見圖2。

圖2 滑坡破壞模式剖面圖

4 結(jié)論

廟爾溝鄉(xiāng)板房溝學(xué)校Ⅲ號滑坡是一老滑坡，是廟爾溝鄉(xiāng)板房溝學(xué)校滑坡群中規(guī)模最大的滑坡，也是最典型的一個滑坡，其坡面為前期巖質(zhì)切層滑坡形成的滑坡堆積層，堆積層在內(nèi)部及外界因素共同作用下，易沿軟弱結(jié)構(gòu)帶產(chǎn)生滑動，形成滑坡堆積層滑坡。受人類工程經(jīng)濟活動的影響，公路在滑坡前部穿過，開挖路塹，形成臨空面，滑坡將沿公路邊剪出口剪出。

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