单斜灰岩山体危岩带变形特征及形成机制

王福军 王华兵

(重庆市地质矿产勘查开发局107地质队，重庆 401120)

单斜灰岩山体危岩带变形特征及形成机制

王福军 王华兵

(重庆市地质矿产勘查开发局107地质队，重庆 401120)

以重庆市武隆县铁矿乡大佛岩危岩带为例，运用地质调查与工程地质分析方法，对大型单斜灰岩山体危岩带的变形特征及形成机制进行分析，指出软硬相间的岩性组合、陡倾构造裂隙发育、降雨与风化岩溶是危岩带形成的基本条件。

单斜山体，危岩，失稳模式，演化机制

0 引言

重庆市武隆县是地质灾害多发县，曾发生过数起群死群伤的大型地质灾害，如1994年鸡冠岭崩滑灾害，2001年武隆县城高切坡滑坡，2009年鸡尾山大型滑坡——碎屑流。武隆县铁矿乡大佛岩位于孙家山“V”字形山体边缘陡崖地带，孙家山东面距离鸡尾山约2.5 km，与鸡尾山具有相似的环境地质条件。2009年11月19日，大佛岩区域白马石危岩发生局部塌落，塌落的危岩块体砸毁陡崖下方一间民房。本论文在地质调查的基础上，分析了大佛岩一带危岩分布与发育特征，对危岩带形成机制进行了研究，为危岩带危险性分析奠定基础。

1 地质条件

大佛岩危岩带属于碳酸盐岩中～低山地貌，山脉走向受区域构造控制呈北东～南西方向展布，地势东南高西北低，地形坡向与岩层倾向大体一致，呈单面山形态。由于灰岩与页岩强度不同，差异性风化作用下形成“上陡下缓”的地貌(见图1)。

大佛岩危岩带出露地层比较简单，自上而下、由新到老分别为二叠系中统茅口组(P2m)中～厚层状灰岩、泥质灰岩夹少量硅质团块及薄层硅质层，栖霞组(P2q)中～厚层状粉屑生物灰岩夹沥青质生物屑灰岩，二叠系下统梁山组(P1l)炭质页岩、铝土岩与粘土岩，志留系中统韩家店组(S2h)粉砂质页岩。

大佛岩危岩带岩层单斜产出，地层倾向北。从陡崖岩体中构造裂隙大致存在两组：第一组裂隙L1：110°～135°∠78°～82°，第二组裂隙L2：210°～235°∠75°～83°。陡崖顶部存在卸荷裂隙，沿陡崖带断续延伸，平行于陡崖走向，延伸一般30 m～100 m，张开宽度一般30 cm～80 cm。大佛岩危岩带区域地表水自然排泄条件好，地下水贫乏，内未见溶洞及地下暗河等较强岩溶现象。裂隙水主要分布在基岩构造裂隙、溶蚀裂隙、卸荷裂缝中，赋水时

间较短，以单个裂隙空间赋存少量地下水，接受大气降水补给，不能形成统一的地下水位面，雨季在裂隙中形成短时间径流。

2 危岩发育特征

大佛岩危岩带沿孙家山“V”字形山边缘陡崖分布(见图2)，共发育20处危岩体，单个体积0.80×104m3～69.87×104m3。根据危岩带陡崖面坡向与岩层倾向的关系，可以将大佛岩危岩带分为三大段。其中第三段由于临空条件的不同，可以将其细分为三小段。

第一段：老鹰咀至大佛岩最高点(1 833.3 m)，危岩带走向330°，岩层倾向359°，岩层倾向陡崖内部，倾向与陡崖走向夹角30°，为切向坡，发育5处危岩体(W1～W5)。

第二段：大佛岩最高点至转咀岩附近，危岩带走向65°，岩层倾向348°，岩层倾向陡崖内部，倾向与陡崖走向夹角87°，为反向坡，发育5处危岩体(W6～W10)。

3-1段：走向18°，岩层产状325°～330°∠16°～20°。该段危岩带顺层不临空，临空条件差，发育危岩体2处(W11～W12)。

3-2段：走向14°，岩层产状330°～345°∠25°～28°。该段危岩带顺层局部地段有临空现象，陡崖向北西方向凹，使危岩带形成较好的临空条件，发育危岩体6处(W13～W18)。

3-3段：走向12°，岩层产状344°∠33°。该段危岩带岩层倾角较陡，顺层方向地形坡度小于岩层倾角，临空条件差，发育危岩体2处(W18～W20)。

大佛岩危岩构造裂隙与卸荷裂隙发育，危岩带分段赤平投影分析如下：

第一段危岩带与岩层面的关系属切向内倾(见图3)，裂隙L2与卸荷裂隙为危岩带外倾结构面。根据图4分析，第二段危岩带与岩层面的关系属反向内倾，裂隙L1与卸荷裂隙为危岩带外倾结构面。根据图5分析，第三段危岩带与岩层面的关系属切向内倾，裂隙L1与卸荷裂隙为危岩带外倾结构面。三段危岩体中结构面目前处于发展阶段，调查时未发现有新近变形迹象，分析认为目前大佛岩危岩带总体处于稳定状态。

3 危岩带成因条件

大佛岩危岩的形成发展有其内在条件和外在条件，内在条件包括地层岩性组合及地质结构特征，外在条件则有降雨和风化溶蚀作用、地下采矿。

1)地层岩性。大佛岩陡崖带岩石主要为灰岩，强度大、抗风化能力强，为形成陡崖奠定了物质基础。陡崖坡脚岩性多为粘土岩

(页岩为主)，属软质岩性，风化作用下形成高陡斜坡。

2)坡体结构特征。大佛岩岩层产状倾向北西315°～359°，倾角13°～33°，陡崖走向与层面的关系为反向内倾或切向内倾。发育两组构造节理，一组平行于陡崖走向发育，另一组基本垂直陡崖发育。平行于陡崖面的节理发展成为卸荷裂隙，裂隙的切割为陡崖岩体形成独立块体提供了初始边界条件。

3)降雨。陡崖带地势高陡，单斜倾向北，接受大气降水补给，为大气降水排泄区，因此地表水及地下水活动强烈。水一方面促进加速了风化作用，另一方面在裂隙中产生动静水压力，对危岩的稳定性有累进性破坏作用，也是危岩失稳的重要触发因素。

4)风化溶蚀作用。地下水沿裂隙的长期选择性溶蚀，使裂隙不断加宽加深，裂面贯通率不断增大，进一步破坏了岩体的完整性。差异风化在灰岩底部形成岩腔，使危岩体产生偏心力矩，加速危岩体的变形失稳。

4 结语

以重庆市武隆县铁矿乡大佛岩危岩带为例，采用地质调查与工程地质分析方法，对大型单斜灰岩山体危岩带的变形特征及形成机制进行分析。软硬相间的岩性组合、陡倾构造裂隙发育、降雨与风化岩溶是大佛岩危岩带形成的基本条件。根据危岩带整体走向与地层产状的关系，大佛岩危岩带可分为三段，结合现场调查综合分析认为目前三段危岩带总体处于稳定状态。

[1] 彭红明.贵州省开阳磷矿洋水矿区崩塌形成机理研究[D].成都：成都理工大学,2012.

[2] 李清山.群发性崩塌的压缩特性实验研究[D].重庆：重庆交通大学,2012.

[3] 唐红梅.群发性崩塌灾害形成机制与减灾技术[D].重庆：重庆大学,2011.

[4] 胡厚田.崩塌落石研究[J].铁道工程学报,2005(S1):387-391.

[5] 骆银辉,胡 斌,朱荣华,等.崩塌的形成机理与防治方法[J].西部探矿工程,2008(12):1-3.

[6] 刘玉洲.崩塌灾害链式演化跟踪研究[D].重庆：重庆交通大学,2009.

[7] 董金玉,杨继红,伍法权,等.三峡库区软硬互层近水平地层高切坡崩塌研究[J].岩土力学,2010(1):151-157.

[8] 苏天明,伍法权,祝介旺,等.万州地区高切坡崩塌成因与发育模式分析[J].中外公路,2011(2):29-32.

[9] 吴 瑾,黄仁雄,邹启学,等.贵州开阳磷矿区崩塌及其防治[J].中国地质灾害与防治学报,2011(3):27-32.

[10] 冉 涛,文宝萍,苏 昌,等.湖北五峰赵家岩崩塌形成机理分析[J].水文地质工程地质,2012(6):114-118.

The characteristics and forming mechanism of perilous rocks belt in massive monoclinic limestone mountain

Wang Fujun Wang Huabing

(The107GeologicalTeam,ChongqingBureauofGeologyandMineralsExploration,Chongqing401120,China)

Taking Dafoyan hill as an example in Tiekuangxiang Walongxian of Chongqing, the characteristics and forming mechanism of perilous rock belt from massive monoclinic mountain have been studied. Through field investigation and engineering geological analysis, it is believed that the basic conditions for perilous rocks’ formation include lithological combination of soft and hard strata, sub-vertical structural cracks, rainfall, weathering and karst.

monoclinic mountain, perilous rock, failure mode, evolution mechanism

1009-6825(2015)30-0076-02

2015-08-13

王福军(1978- )，男，工程师； 王华兵(1977- )，男，工程师

P694

A