浙江省开化县地质环境监测站 何丙能
滑坡的形成机理、影响因素及防治措施
浙江省开化县地质环境监测站 何丙能
滑坡是指斜坡上的土体或者岩体受河流冲刷、地下水活动、地震及人工切坡等影响,在重力作用下,沿着一定的软弱面或软弱带,整体或分散的顺坡向下滑动的现象,具有急剧、短促、猛烈等特点。滑坡的运动方式一般沿某一软弱结构面滑动,滑体的水平运移大于垂直运移,多出在55°以下的斜坡,与崩塌相比其整体较好。滑坡经常会破坏地面工程、自然环境等,造成人员伤亡、损失惨重的局面。本文,笔者根据多年的工作经验,对滑坡的形成机理进行了详细剖析,提出了有效的防护措施,对同行有一定的借鉴意义。
1.滑坡的发育过程具有明显的阶段性。第一,蠕动变形阶段(蠕变阶段或蠕动挤压阶段)。滑动带基本形成,坡体后缘出现不连续拉张裂缝,前缘有臌胀变形,坡上房屋、道路、水库坝体等出现裂缝。第二,滑动阶段(破坏阶段)。滑动面贯通,滑坡体快速下滑,树木东倒西歪,房屋垮塌,滑舌所到处,交通道路、房屋、农田等遭到破坏。第三,稳定压密阶段(滑坡后阶段)。松散滑体主要在自重力作用下压密,裂缝逐渐充填封闭。
2.滑坡的发育规律。一是群体空间分布规律。滑坡群体空间分布规律表现在全国领域内的某些地区成带,成片地集中分布。由于受到崩塌滑坡灾害发生、发展的自然地质条件的影响和控制,崩塌滑坡在全国在各地的存在状态有明显的分区规律。二是群体时间活动规律。滑坡群体时间活动规律表现在自身活动的周期性和诱发动力破坏因素时间的相关性上。崩塌滑坡活动的周期性在时间的长短上并不那样严格,但某种天然崩塌滑坡现象上确实存在。
1.基本条件。产生滑坡的基本条件是斜坡体前有滑动空间,两侧有切割面。从斜坡的物质组成来看,具有松散土层、碎石土、风化壳、半成岩土层等。斜坡抗剪强度低,容易产生变形面下滑;坚硬岩石中的岩石抗剪强度大,能够经受较大的剪切力,因而不易变形、滑动。
2.地质条件。
(1)地形条件。常见易发生滑坡的地形地貌的部位有:老滑坡区最易发生滑坡复活;江河峡谷地貌区易形成滑坡;山区河谷凹岸冲刷、淘蚀的缘坡地段易形成滑坡;斜坡上部汇水面积较大的山区河谷的缓坡地段,且发育厚层风化岩体,或软岩体面向顺坡向;由堆积土组成的上陡下缓、基岩面倾坡外的斜坡地段;高陡黄土塬边坡及黄土阶地前缘斜坡。
(2)地层岩性。滑坡通常多发于由软弱、柔性较大、抗剪强度较低的各类岩土组成的斜坡中。常见易产生滑坡的岩组有:黏性土、黄土、堆积土、砂泥(页)岩组、变质岩岩组、构造破碎岩组等。
(3)地质构造。断层破坏带及褶皱核部岩层破碎,极易产生破碎岩滑坡;单斜岩层的顺向坡;当岩层面临空时,易产生顺层滑坡;在地震作用下,水平岩层地区也可能形成大型滑坡,地震强烈活动区,滑坡往往强烈发育;岩层风化带接触带(如岩土接触面等)临空时,斜坡易沿接触面产生滑坡。
(4)水文地质条件。地下水活动,在滑坡形成中起着主要作用。其主要表现在:软化岩、土,降低岩、土体的强度;产生的动水压力和孔隙水压力,会潜蚀岩、土,增大岩、土容重,对透水岩层产生浮托力等。
3.滑坡形成的影响因素(外因)。滑坡形成的外因主要有:
(1)公路切坡开挖路堑。破坏斜坡的连续性,造成软弱结构面临空。
(2)斜坡上建设集镇。切坡开挖建筑场地、坡上建筑加载、砍伐树木,开垦耕种,生活、生产废水的排放等,加剧了地表水的漏入量、地下水活动,诱发滑坡的生产、发生或引发老滑坡复活。
(3)水利工程建设。库水淘蚀斜坡前缘,水位变动,坡体动、静水压力大,软化了坡体岩土体,降低岩土体抗剪强度,引发斜坡崩滑或老滑坡复活。
(4)矿山开采。矿山开采堆积了大量的废石、尾砂,增加斜坡重力,易引发斜坡失稳;露天开采会形成高陡人工边坡;矿山爆破、采空区塌陷、采空区地面沉陷导致斜坡变陡等。
(5)砍伐植被和开垦耕种。一方面增加土体自重,软化岩土体,降低其抗剪强度;一方面增加地下水的动、静水压力,增加坡体的下滑力,减少坡体的抗滑力。
(6)人为作用。如水渠渗漏、河流改向引起河岩冲蚀等。
1.滑坡防治方法分类。主要有:滑坡的应急治理,即灾害发生时为防治灾害加大进行的临时治理;滑坡的永久治理,可以使斜坡稳定,不再继续向破坏的方向发展;滑坡的工程治理,可以改善边坡岩土体的力学强度,提高其抗滑力,减小滑动力。其治理措施可归纳为“排、拦、稳、固”。
2.滑坡防治的措施。其一,开挖截、排水沟,将地表水引出危险区,防止地表水渗入加剧滑坡变形。其二,及时封堵裂缝,防止地表水沿裂缝直接注入滑坡体。其三,利用重物反压坡脚,如砂袋、块石等压脚。其四,后缘实施简易的减荷工程,如拆除危房、清除部土石、坡体其他重物等,以减少下滑力。滑坡灾害会造成较大的社会经济损失,因此在进行防治时,应优先考虑避让措施。
综上,笔者认为滑坡治理措施必须通过详细的工程地质勘查,有针对性的采取不同的治理措施。