龙朝树松散堆积体成因及变形破坏趋势分析

朱向宇，向喜琼

(贵州大学喀斯特环境与地质灾害防治教育部重点实验室，贵州贵阳550003)

龙朝树滑坡位于贵州省关岭县境内320国道2250 km至2260 km路段的龙朝树村，2010年6月贵州关岭县大部分地区经受了持续一周的降雨，且27日和28日两天的降雨量超过了此前当地的所有气象记录[2]。此间龙朝树滑坡发生了明显的变形迹象，主要表现为320国道以西房屋的变形、开裂以及滑坡前缘的叠瓦式破坏。通过研究表明，龙朝树滑坡为松散堆积体的局部变形，这不仅对位于坡体上的龙朝树村大部分村民的生命安全造成了极大的威胁，一旦滑坡滑面贯通，极端情况下将有可能堵塞坝陵河，后果不堪设想。

1 滑坡区基本特征

1.1 地质背景

龙朝树松散堆积体地处扬子准地台黔北台隆六盘水断陷威宁北西向构造变形区，构造线呈北西－南东向展布，主要由一束大体平行的较紧密褶皱和逆断层组成。研究区以东发育数条NNW逆断层，受构造活动影响，滑坡区发育3组优势节理:节理 1(N65°E/SE∠57°)、节理 2(N50°W/WS∠34°)、节理 3(N63°E/NW∠46°)。

根据区域地质资料及相关文献[3]，滑坡体位于坡舟倒转向斜核部，向斜总体延伸方向为NW向，轴面倾向NE向，倾角60°。核部地层为三叠系上统火把冲组(T3h)石英砂岩、粘土岩互层，位于滑坡区中前缘。两翼由内向外依次为三叠系上统把南组(T3b)粘土岩、粉砂质粘土岩，三叠系上统赖石科组(T3ls)泥灰岩，三叠系下统大冶组(T2z)灰岩，东翼岩层产状 N20°～35°W/NE∠35°～42°，西翼倾向基本与东翼一致，倾角较缓，约为 20°～30°，见图 1、图 2。

1.2 松散堆积体特征

通过现场调查发现，龙朝树松散堆积体具古滑坡形态特征，主要表现为:后缘陡壁近直立，陡壁下有明显的滑坡平台，前缘坡度较缓，坡度约为20°，呈圈椅状。古滑坡体边界西起坝陵河，东至高程约900m处的陡崖，南北各以两条季节性冲沟为界。南北宽330m～380m，东西长约780m，体积约370×104m3，为一大型古滑坡。

由于松散堆积体跨越不同岩性地层，堆积体上下段的物质组成也呈现明显差异，具体可划分为以下两个分区(见图2):

1)Ⅰ区:

大致为高程650m～800m段内，即320国道以西。该区物质组成以粉砂质粘土为主，含碎石，碎石粒径一般为5～20 cm，含量约为20%。

图1 松散堆积体位置平面

图2 龙朝树松散堆积体工程地质剖面

2)Ⅱ区:

大致为高程800m～880m段内，即320国道以东。该区物质成分主要为块石、特大孤石夹碎石质土，特大孤石直径一般为2～5m，最大可达8m。块石直径一般为0.2～0.7m，最大可达1.0m，岩性为灰岩、泥灰岩。堆积体物质总体上相对较为密实，但上部块石、孤石堆积体较为疏松，并存在架空现象。

根据现场调查，堆积体中间厚，向东西两侧逐渐变薄，滑坡体厚6～40m不等。堆积体后缘为一坡度40°、坡高30m左右的陡崖，陡崖走向与边坡走向近平行。

1.3 水文地质特征

松散堆积体的物质组成决定了滑坡体含水性及透水性。Ⅰ区由粉砂质粘土夹碎石组成，为含水层。Ⅱ区以块石、大块孤石为主，结构松散，局部甚至有架空现象，透水性良好。

2 松散堆积体成因机制

通常情况下，对于缓－中等倾角反倾向边坡，自重应力与软基效应对边坡变形破坏起了重要控制作用[4]。龙朝树所在坡体为典型的“上硬下软”结构边坡，此类岩性结构边坡易形成滑坡。一方面，坡体前缘为软质岩形成的倒转向斜，倒转向斜为良好的储水构造，软质岩在遇水情况下强度会大幅度下降，产生塑性变形，一旦河流下切形成临空面，斜坡岩体就会向坡前临空面发生剪切蠕变;另一方面，上部坚硬脆性岩体如大冶组灰岩或赖石科组灰岩、泥质灰岩受断裂错动的影响，岩体容易碎裂化，若地表水沿拉裂面渗入坡内，就会进一步促进了蠕滑的发展。

受构造活动、活动断裂和卸荷回弹等影响，坡体中后段发育3组优势节理，根据赤平投影(图3)，节理2走向与坡面走向基本平行，形成了构造顺向坡，节理1、节理3走向与坡面走向基本垂直，为滑坡提供了很好的边界条件。

图3 结构面赤平投影图(上半球投影)

因此，随着蠕滑的发展，坡体向临空方向发生剪切蠕变，当后缘拉裂缝与优势节理面贯通后，坡体的抗剪强度会明显下降，前缘的软质岩为滑坡提供了很好的剪出口。

根据现场调查，滑坡后缘可见较为完成的灰岩产状，但其产状与基岩相差较大，倾角变陡(近90°)，这进一步验证了滑坡的变形破坏机制为蠕滑－拉裂，而非倾倒－拉裂式破坏。

如前所述，该处松散堆积体具备古滑坡地貌特征，结合上述分析，可断定龙朝树松散堆积体成因以滑坡堆积体为主。后缘块石、孤石结构松散，具架空结构，分布范围集中在后缘平台及其附近，为滑坡发生后形成的崩塌堆积体。

3 古滑坡体局部复活机理

3.1 目前变形特征

根据滑坡体的变形迹象及其位置将滑坡体分成两个区。

3.1.1 滑坡体后缘

主要集中在320国道以西的新滑坡后缘，表现为房屋墙体和屋前地坪出现裂缝。其中房屋墙体出现典型的倒八字裂缝，锯齿状，呈现张性羽裂缝，最大张开达4 cm。地坪裂缝则大致表现为平行于公路走向的拉张裂缝和坡体边缘的剪切裂缝，最大张开达2 cm。特别是今年320国道一侧的排水暗渠出现堵塞情况，雨季时大量水流只能顺坡排泄，这就加大了该区变形迹象。320国道及国道以东房屋、坡体未见变形迹象。

3.1.2 滑坡体前缘

该区位于坡体前缘的耕地，种植作物以甘蔗为主。据现场调查和走访，由于受坝陵河冲刷，坡体前缘出现了明显的叠瓦式破坏。与相邻地形对比，呈现明显的台阶状及高程下降。

3.2 古滑坡局部复活机理

与前面叙述对比，主要变形区都位于古滑坡堆积体分区中的Ⅰ区，通过分析，这种吻合绝非偶然，我们可以从堆积体的物质组成去解释坡体的变形。

Ⅱ区由块石、大块石组成，透水性良好，形成了地下水的良好通道，同时也为Ⅰ区提供了充足的水源。据现场调查，Ⅱ区未见变形迹象，说明该区稳定性良好。Ⅰ区由粉砂质粘土夹碎石组成，为含水层，且下伏基岩为隔水层，Ⅰ区松散堆积体极易沿基覆界面滑动。仅一路之隔，320国道西侧出现明显的变形迹象，因此可判断公路位置大概即为Ⅰ区、Ⅱ区分界线，Ⅰ区为新滑坡的滑体。

新滑坡前缘为坝陵河，枯水季节流量较小、水位低，流速慢，对滑坡影响小。到主汛期河水暴涨，水位涨幅大，水流流速急、对坡体前缘冲刷侵蚀强烈。现场调查，古滑坡堆积体已明显伸入坝陵河，因此河流的冲刷作用正为滑坡的变形提供了临空条件。2010年6月份的连续降雨则加剧了新滑坡的变形，据调查，由于320国道排水渠已多年堵塞，不能及时的排走雨水，大部分地表水则沿着Ⅱ区孔隙渗入新滑体。前缘结构松散，下伏基岩为隔水层，因岩土渗透性的差异，第四系松散堆积物与基岩接触部位成为地下水作用的活跃带。在地下水渗流和坡体重力蠕变的作用下，大量的粘性土细颗粒和有机质集中分布在接触带附近，成为斜坡破坏的滑动面。

4 结语

(1)龙朝树松散堆积体成因:在特定地质构造背景下，“上硬下软”的反倾岩体边坡形成的滑塌堆积体。

(2)古滑坡的局部复活与堆积体的结构存在一定的成生联系[5]，而连降暴雨则加剧了坡体的变形。

(3)由于地表水对于松散堆积体的稳定性有较大的影响，而320国道排水渠的年久失修则加速了地表水的下渗，建议及时修复排水渠并加强地表排水系统和必要的地下排水[6]。

[1]刘衡秋，胡瑞林.大型复杂松散堆积体形成机制的内外动力耦合作用初探[J].工程地质学报.2008，16(3):291－297.

[2]张建江，杨胜元，王瑞.贵州关岭“6.28”特大地质灾害的启示[J].中国地质灾害与防治学报.2010，3(21):137－139.

[3]樊敬亮，金雪莲，梁玉红.高山峡谷地区坝陵河大桥西岸边坡稳定性及工程效应[J].解放军理工大学学报.2009，10(5):497－500.

[4]黄润秋，王峥嵘，许强.反倾向岩质边坡变形破坏规律分析[J].1993～1994年学术年报—工程地质研究进展.1994:62－73.

[5]张倬元，王士天，王兰生.工程地质分析原理(第二版)[M].北京:地质出版社.1994.

[6]王恭先.滑坡学与滑坡防治技术[M].北京:中国铁道出版社.2007.