劉剛 史繼輝
摘要:近年來)隨著經濟的發展和各種資源開發和工程建設活動的加劇,黃土滑坡頻率呈現增加的趨勢,對人民群眾的生命和財產安全構成嚴重的威脅。為有效緩解黃土滑坡帶來的危害,本文對黃土滑坡災害的誘發因素及形成機理進行了簡要闡述,并提出主要的防治措施,希望對黃土滑坡地質災害的防治工作帶來有積極的現實意義。
關鍵詞:黃土滑坡;因素;機理;防治措施
黃土滑坡是指在厚層黃土高邊坡地段土體在重力作用下沿軟弱面整體下滑的現象。滑坡邊界多呈半圓形或弧形,破裂壁呈陡坎,有較陡的滑動面,常發生于40。C60。的黃土谷坡上部或谷坡最下部。滑坡發生后,穩定坡面為35。左右,多發生于地下水溢出處。
黃土滑坡是特定地質地理環境下的一種災害,以其對人類的危害性.災害過程的復雜性和對其研究的迫切性.嚴重制約著區域經濟的發展。形成滑坡的主要地質因素包括地質構造.地層巖性.地形地貌.巖土體結構特性.地下水及新構造活動等條件。而形成滑坡的非地質因素主要包括大氣降水.人工開挖.爆破以及地下開采的人類工程活動等因素,對斜坡的變形破壞也起著重要的誘發作用,在不同因素的作用下,斜坡一直處于不斷發展和變化之中。一般情況下,其水平位移大于垂直位移,下落速度相對較慢,下落過程中自身整體性較完整,但對其運行軌跡沿途破壞性較大。
1、黃土滑坡的形成機理
滑坡機理研究是開展滑坡災害預測預報和進行防治的基礎,黃土滑坡的形成過程可分為以下幾個過程。
蠕動—拉裂階段在自然和人為雙重因素的影響下,斜坡部分土體的強度逐漸減弱,最終因抗剪強度小于剪切應力而發生變形,在自重作用下,坡體開始向臨空方向蠕動,其后緣處于拉應力狀態。當拉應力超過后緣坡體的抗拉強度時,便產生拉裂,坡面表現為斷續的拉張裂縫,為地表水的滲人提供了條件,導致蠕動變形加劇,拉裂向下逐漸加深。隨著坡體的進一步蠕動,坡面上的拉張裂縫不斷擴展.加長,坡體兩側也相繼出現剪切裂縫,滑體的雛形基本形成。
滑動—破壞階段拉裂逐漸加深,待坡體的軟弱帶全面貫通后,坡體后緣段便以一定推力推動主滑段。當此推力加上主滑段自重分力的共同作用,使主滑帶面上的剪切力大于其自身的抗剪力時,坡體便開始整體向下滑動,前一級牽引著后一級,同時后一級滑體也推擠前一級滑體。
逆掩—壓密階段在滑體滑移的過程中,前緣坡體選擇最能消除剪應力的面,以最易散能的方式不斷擠出。由于前緣地形平緩,不具有明顯的臨空高度,所以大多數坡體選擇坡內緩傾的面,以逆掩形式,沿最小阻力的地帶擠出,表現為地面隆脹.路面縮窄等破壞形式。
經歷上述三個過程后,坡體在滑動面摩擦阻力的作用下,逐漸趨于穩定。滑動面附近的土體,由于壓密,固結程度提高,整個滑坡的穩定性也有所提高。
2、黃土滑坡的影響因素
總體上來說,黃土滑坡一般多發于土體比較破碎.疏松,地形起伏變化較大,植被覆蓋較差的地區:一些山區丘陵和工程建設活動.礦石開發劇烈的地區,通常也是滑坡多發地帶。滑坡發生的主要誘發因素∶
(1)地形地貌及地層巖性
陜北地區分布有大量的黃土陡崖.陡坡,其高度.坡度以及臨空面,為滑坡的形成提供了最基本的客觀地形條件。黃土滑坡多發育于遭受側向侵蝕和沖溝深切的黃土斜坡帶.黃土梁間凹地及黃土源邊等。黃土中的古土壤以粘粒成分為主,并與黃土成層分布,產狀傾斜,易順層產生滑動,黃土層的下伏基巖,主要為石灰巖.砂巖.泥巖以及三趾馬紅土,石灰巖和砂巖透水性較差,起著相對隔水的作用,形成黃土滑坡的滑床,泥巖遇水呈泥狀,順層流動,形成良好的滑動界面,黃土與紅土間往往具有順坡向分布的泥質軟弱帶或巖土界面。這些軟弱帶的埋深,在很大程度上決定了滑坡體的規模,其形狀直接控制著滑坡體的穩定狀態,成為導致黃土滑坡的基本控制因素。
(2)斜坡土體及其結構特性
陜北地區黃土層堆積比較完整,根據勘探資料和黃土剖面調查,陜北地區第四紀黃土層堆積在起伏不平的基巖剝蝕面上,在黃土層中,02老黃土層分布比較廣泛,并含有密集的紅色古土壤。黃土結構疏松.多孔隙.垂直節理發育.遇水易崩解,具有濕陷性和軟化性,所有這些構成了黃土滑坡產生的靜態背景。
(3)人類工程活動
黃土滑坡與人類工程活動關系甚為密切,工程建設過程中坡體穩定條件惡化,引發滑坡。堆載引起滑坡的主要出現在公路和礦山工程中。一方面是堆載不當導致老滑坡體復活,另一方面堆積物本身疏松,易發生破壞。一些礦區開發與保護不利,形成大量的地下采空區,導致不同程度的地面斜坡變形。
(4)大氣降水及地下水
水是黃土滑坡最為重要的誘發因素,對大量降雨滑坡的研究表明,孔隙水壓力的產生及水對土體強度的弱化都是導致滑坡發生的重要原因。暴雨對坡體穩定性的影響主要表現在∶雨水通過黃土垂直和側向滲透,坡體的孔隙水壓力增大.容重增加.基質吸力減小和產生擊打力。地下水的活動為斜坡變形破壞提供了十分重要的動力條件。地下水沿裂隙面下滲并常在溝谷底部溢出,改變了斜坡的水文地質條件,一方面增加了斜坡土體的重量,對不穩定土體產生靜水壓力或動水壓力及向上的浮托力:另一方面降低了斜坡體中軟弱結構面的抗剪強度,并起著溶解.沖刷的作用,使不穩定土體和穩定土體之間的側向摩擦力減小,降低了黃土斜坡土體的穩定性。
3、黃土滑坡的防治措施
黃土滑坡的防治要綜合各方面的因素,堅持"以預防為主.防治結合.綜合防治"的原則,科學合理地制定相應的治理方案,建立縣.鄉.村三級管理體系和監測網絡體系,層層落實責任,搞好區滑坡區的動態監測工作,完善監測制度,切實做好滑坡防治工作,盡量減少滑坡帶來的損失。在查明其工程地質條件的基礎上,深人分析其穩定性和危害性,有針對性地采取相應的防治措施,主要包括∶
抗滑工程。主要有擋墻.抗滑樁.錨桿和支撐工程等,增大滑面的抗滑力。
排水工程。表里排水包括排除地表水和地下水。要攔截流人斜坡變形破壞區的地表水及地下水,同時排出滑坡體內的地表水和地下水。主要措施為設置截水溝.排水渠或盲溝等,將水引走。避免水進人坡體。
削坡卸荷。將較陡的邊坡減緩或將滑坡體后緣的巖土體削去一部分,以降低滑坡體的下滑力,達到坡體穩定狀態。
防沖護坡。黃土層的抗沖蝕性差,地表徑流會造成河床的急劇下切,為滑坡的形成提供失穩條件。需要修筑導流堤并植樹種草,有效保護生態環境和地貌環境,進而提高邊坡的穩定性。
4、結束語
黃土滑坡對人類的生命財產危害性較大,因此全面準確地認識地質災害的工程地質條件及其變化是展開地質災防治的關鍵。但由于地質條件變化常具有隱蔽性.模糊性和復雜性等特點,因此在勘查過程中要全面準確地查明其地質條件的變化,并在施工過程中及時豐富和更新地質信息,開展動態設計和施工,使防治措施更具有針對性和有效性。因此我們要加大研究力度,不斷探索和創新,采取多種手段對不同類型的黃土滑坡進行綜合調查分析和試驗研究,最大限度避免黃土滑坡給人們帶來的災害。
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