高平市东故关滑坡成因机制分析

朱慈广 何晓磊

(1.山西省地质工程勘察院，山西 太原 030024； 2.山西省国土资源学校，山西 晋中 030620)



高平市东故关滑坡成因机制分析

朱慈广1何晓磊2

(1.山西省地质工程勘察院，山西 太原 030024； 2.山西省国土资源学校，山西 晋中 030620)

通过野外调查和室内资料整理，概述了东故关滑坡的地理位置和滑坡发育特征，利用工程地质测绘、经验类比以及统计学的方法和手段，对高平市东故关滑坡的成因机制进行了分析，结果表明：地形地貌、地层岩性、气象与水文是东故关滑坡形成的最主要的条件。

滑坡，发育特征，成因机制

0 引言

山西省高平市地质灾害发育，尤以滑坡灾害带来的财产损失与人员伤亡最严重。据统计我国每年因滑坡灾害的发生带来的直接损失多达数十亿元。近年来，东故关滑坡的持续变形不仅威胁到东故关村村民的生命财产安全，也威胁到了207省道和二广高速公路的安全运营。为此，论文选择东故关滑坡在进行野外地质调查和详尽分析的基础上，利用工程地质测绘、遥感解译以及统计学的方法和手段，对东故关滑坡的成因机制进行了分析研究。这些研究既可为减灾防灾提供参考，也可为探讨该类滑坡稳定分析提供理论参考。

1 地理位置概况

东故关滑坡位于高平市神农镇故关村南，总体呈北南向展布，滑坡中心点经纬度为N35°54′34″和E112°59′31″。滑坡中心点距离高平市14.4 km，滑坡西侧为西坡上村和席家村，北西侧为许家村，北东侧为北营村，南东侧为G207国道和G55二广高速。与G207国道的垂直距离为610 m，与G55二广高速的垂直距离为950 m。在滑坡北西侧约3.1 km处坐落有羊头山炎帝文化风景旅游景区。滑坡下方左右两侧有乡间小道延伸。

东故关滑坡地理位置见图1。

2 滑坡发育特征

东故关滑坡空间形态上总体呈一簸箕底形，坐落在向南倾斜的单面斜坡上。根据野外调查实测，滑坡南北最长约70 m，东西最宽约80 m，平均厚约5 m～7 m，体积约33 600 m3,属小型滑坡。滑坡表面总体呈多级阶梯状，其中可见多级缓坡平台，形成多级次级滑体，主滑体中部“向上”鼓出平面。具体表现为平缓，下部次之，中部较陡，滑坡体平均坡度约18°。从地形和地貌形态分析，东故关滑坡为一现代滑坡。

滑坡前缘裂隙发育，形态以垂直裂隙为主；最长约1.2 m，最宽约20 cm，裂隙向下逐渐尖灭(见图2)。滑坡体上可见数条排水沟，形态顺地形蜿蜒，最深约30 cm(见图3)。

3 滑坡成因分析

1)地形地貌。

该滑坡位于太行山南段西侧，地貌类型为剥蚀堆积黄土丘陵区，地形切割较弱。出露地层为第四系中更新统粉土、粉质粘土及上更新统粉土，滑坡所处地段地势总体北部高南部低，最高点位于北部滑坡后缘，标高为海拔990.89 m，最低点位于南部滑坡前缘处，标高为969.01 m，最大相对高差21.88 m。

地形地貌是滑坡形成的主要条件之一。滑坡发育在斜坡地段，地形北高南低，前缘临空；滑坡两侧冲沟发育，坡体突出，在临空面增大的同时，两侧与前缘的侧向阻力减小。坡脚和沟谷两侧应力集中，在重力作用下极易发生滑坡。前缘临空和两侧冲沟的发育为滑坡的发生提供了地形条件。

2)地层岩性。

该滑坡被第四系上更新统粉土及中更新统粘土覆盖，随山势下降，松散层厚度逐渐增大。下伏地层为二叠系上石盒子组、二叠系下石盒子组，岩性为砂岩、页岩，岩层产状为230°∠15°。具体为：

第四系上更新统(Q3)：分布于山顶，岩性以褐黄色亚砂土、粉土为主，垂直节理发育，孔隙度较大，层厚0 m～30 m。

第四系中更新统(Q2)：主要分布于山坡角，岩性以紫红色亚粘土为主，层厚不一。

二叠系上统上石盒子组(P2s)：区内广泛分布，露头良好。岩性以杏黄、黄绿色砂质泥岩、砂岩为主，夹少量紫红色粉砂岩、泥岩，以K8砂岩与下伏下石盒子组分界，呈整合接触。

二叠系下统下石盒子组(P1x)：以K8砂岩为底与下伏山西组分界，以“桃花泥岩”为顶与上石盒子组分界。底部为浅灰色中、细粉砂岩，中下部以深灰色泥岩为主。该组与下伏山西组呈整合接触。

东故关滑坡地质剖面图见图4。

东故关滑坡为岩—土质滑坡，滑体上部为第四纪松散的粘、粉土，土体结构疏松、裂隙发育，成为降水的渗透通道和天然的储水空间。滑体下部的泥灰岩，本身在水的作用下，容易溶蚀，再加上该地区泥灰岩风化强烈，与水相互作用的程度进一步增加。随着时间的推移，在雨水的作用下，该滑坡体内的地层岩性又发展为滑移面甚至滑移带，最终形成滑坡的趋势。

3)地质构造。

东故关滑坡的地质构造为一单斜构造，岩层产状为230°∠15°，滑坡的坡向与滑体内岩层的倾向一致，且坡脚小于倾角，这是一种比较容易发生滑动的结构组合方式。

高平位于华北地台吕梁—太行断块的东南部，主体构造格架是沁水断块南端东侧的NNE向晋获褶断带。晋获褶断带南起山西省晋城市南、北达河北省获鹿，延长数百千米，影响宽度几千米至十几千米，褶断带总体走向为NNE20°～25°，呈明显的线状延伸，主要由褶皱和断裂两种构造类型组成。东故关滑坡主要受F1(张家庄—宋家山背斜)、F2(高平隐伏向斜)、F3(路家山—界牌岭隐伏背斜)的影响比较明显[8,]9〗。

东故关滑坡的地质构造为一单斜构造，岩层产状为230°∠15°，滑坡的坡向与滑体内岩层的倾向一致，且坡脚小于倾角，这是一种比较容易发生滑动的结构组合方式。

4)新构造运动与地震。

第三纪以来，本区内新构造运动明显，总体遭受剥蚀，呈上升态势。区内从第三纪开始处于凹陷带，沉积了洪积、坡积黄土。上更新世以后隆起，由于水流的切割造成不同的冲沟形态。据王文君等研究，高平在喜马拉雅运动期，表现为先下降沉积而后又上升隆起的构造运动，在区域上属次级上升区。本区新构造活动强烈，形迹明显。

东故关滑坡处于地震活动带之间，有感地震较为频繁，但强震次数较少，属相对稳定区。有感地震较为频繁，但强震次数较少，属相对稳定区。

自有记载以来(1177年—1969年)，大于4级的强震几乎没有，而小于4级有感地震曾发生数十次。而周边地区武乡、黎城、和顺、修武、焦作都发生过强震，其震波或强或弱波及本区，对区内产生过一定的破坏作用。

根据《中国地震动参数区划图》(2001)，高平市地震动峰值加速度0.05g。根据《中国地震综合等震线图》(1991年)，本区地震烈度为6度。

5)气象与水文。

本区属暖温带大陆性季风气候，四季分明，冬长夏短，春季干燥多风，十年九旱，夏季炎热多雨，秋季天高气爽，阴雨稍多，冬季寒冷少雪。据高平市气象局1956年—2002年观测资料，年均气温9.8 ℃，一月最冷，平均零下5.5 ℃，七月最热，平均23.2 ℃，极端高温38.6 ℃。无霜期180 d，平均冻结天数100 d，最大冻土深度56.0 cm。全年平均日照时数2 482.34 h，年均降水量617.1 mm，最大降水量1 117.6 mm(1954年)，最小降水量426 mm(1978年)，最大日降水量为128 mm，最大时降雨量为55 mm，年蒸发量1 792.6 mm，年均风速2 m/s～3 m/s。

本区属黄河流域丹河水系小东仓河支流[8-11]。小东仓河发源于长治市关头村，流经高平市神农、团池、三甲、城头等乡镇，在高平市区东北汇入丹河。高平市境内长16.55 km，流域面积107.6 km2。河床平均宽6.47 m，年平均径流量450万m3。

水是诱发滑坡最活跃的因素，包括大气降水入渗、地表水的下渗、地下水的渗透作用等。水是天然的润滑剂，降水入渗能浸润滑带，使抗剪阻力下降[2-]7〗；地表水的侧蚀和下蚀，进一步造成坡体前缘、侧缘(主要是两侧沟谷)临空；地下水对泥岩、灰岩的溶蚀，均对滑坡的发生起重要作用。

同时由于降水贮存于滑坡体内，与岩土体结合，增加了土体自重，也提高了下滑力。特别是雨季连续降水或暴雨的情况下，东故关滑坡发生的可能性更大。

6)人类工程活动。

对滑坡发生产生影响的人类工程活动主要有制砖、道路及房屋修建。在坡脚处砖厂的挖土，改变了滑坡体的应力状态，应力得到重分布，坡脚应力集中，极容易诱发滑坡的发生。同时修建道路和房屋取土对滑坡也产生一定的影响。

4 结语

1)东故关滑坡的发生受地形地貌、地层岩性、地质构造、新构造运动与地震、气象与水文及人类工程活动的共同影响，其中地形地貌、地层岩性以及水文是东故关滑坡形成的最重要条件。

2)前缘临空和两侧冲沟的发育为东故关滑坡的发生准备了地形条件；滑体上部岩土松散，结构疏松、裂隙发育，成为降水的渗透通道和天然的储水空间，而滑体下部风化的泥灰岩则为滑带的形成提供了可能；水作为天然的润滑剂，使抗剪阻力下降，同时降水增加了土体自重，也提高了下滑力。

3)本文在研究东故关滑坡的成因机制时，未进行稳定性分析和防治措施的研究，这是下一步的研究方向。

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The study of formation mechanism of Dongguguan landslide in Gaoping city

Zhu Ciguang1He Xiaolei2

(1.GeologicalEngineeringInvestigationInstituteofShanxiProvince,Taiyuan030024,China;2.ShanxiSchoolofLandandResources,Jinzhong030620,China)

Through field investigation and indoor data compilation, overviewed the location and developmental characteristics of Dongguguan landslide, and performed an analysis of the formation mechanism of Dongguguan landslide. Which using a combination methods of engineering geological mapping, experience analogy, and statistics. The results showed that the topography, lithology, meteorological and hydrological are more important factors to the formation of Dongguguan landslide.

landslide, developmental characteristics, formation mechanism

1009-6825(2015)01-0080-03

2014-10-24

朱慈广(1961- )，男，工程师； 何晓磊(1986- )，男，硕士，讲师

P642.22

A