云南瑞丽市滑坡影响因素的统计与分析

陆俊吉 周军旗 高继峰等

摘要云南瑞丽市地质灾害类型有滑坡、崩塌、泥石流和不稳定斜坡等，其中以滑坡为主、共109个。影响滑坡的因素分为自然因素、诱发因素。自然因素指滑坡的坡度、滑体岩性、滑床岩性等在自然地质条件下形成的属性。诱发因素是指引发滑坡发生的因素，主要是降雨、地震、坡脚侵蚀、坡脚开挖等影响因素。自然因素统计表明，4～14°发育的滑坡较少，15～40°发育的滑坡较多；滑体岩性为含砾粉土和粉质粘土；滑床岩性以片麻岩、含砾粉土、泥岩为主，砂砾粉土次之，碎石土、粉质粘土、砂岩较少。诱发因素以降雨为主，坡脚侵蚀、地震、坡脚开挖次之。最后结合影响因素给出相关的分析。

关键词地质灾害；滑坡；自然因素；诱发因素

中图分类号S181.3文献标识码A文章编号0517-6611（2015）28-240-03

Statistical Analysis of Landslide Impact Factor in Ruili City， Yunnan Province

LU Junji1， ZHOU Junqi2， GAO Jifeng2 et al

（1. Department of Earth Sciences， Institute of Land Resources Engineering， Kunming University， Kunming， Yunnan 650093； 2. Third Geology and Mineral Exploration Institute， Gansu Provincial Bureau of Geology， Lanzhou， Gansu 730050）

Abstract Landslides， avalanches， landslides and unstable slopes are the major geological disasters in Yunnan Ruili City， where landslide is up to a total 109. Factors affecting the landslide are divided into natural factors and inducing factors. Landslide natural factors include： slope， landslide lithology， bed rock lithology， which the attribute has formed under natural geological conditions. Predisposing factors is triggered landslide factors， including rainfall， earthquakes， erosion toe， toe excavation. Statistics show that natural factors： development of small landslides in 4-14°， development of more landslides in 15-40°. Landslide lithology is gravel silt and silty clay， most slide bed rock is gneiss， gravel silt mudstone； gravel silt second； gravel soil， silty clay， sandstone least. The most important predisposing factor is rainfall， toe erosion， earthquakes， toe excavation， it is relatively small. Finally， relevant analysis was given combined with influencing factors.

Key wordsGeological disasters； Landslide； Natural factors； Predisposing factors

我国暴雨滑坡绝大部分分布在云、贵、川、陕、甘等少数几个省、区，且主要集中在滇西北、川东、陕南、陇东、鄂西等地区，各地区临界暴雨强度差别较大[1]。云南地区不但受暴雨影响发生滑坡，而且地震频发，相比其他地区发生滑坡的次数更加频繁。瑞丽市是云南省遭受地质灾害较严重的市之一，随着人口的增长、社会经济的发展，人类对资源、环境的利用越来越强，对地质环境的破坏亦越来越严重，地质环境问题日益突出，地质灾害愈演愈烈，严重制约着该地区社会经济的可持续发展。该区影响最大的地质灾害是滑坡，加强该区滑坡影响因素的研究，对治理滑坡，减少生命财产的损失起到很大的作用。

1地理与地质环境概况

瑞丽市位于云南省西部，三面与缅甸联邦接壤，国土面积1 020 km2，区内划分出6个乡镇，分别是弄岛镇、户育乡、姐相乡、勐秀乡、勐卯镇、畹町镇（图1）。瑞丽是云贵高原西部横断山脉的南延部分，区内山脉、河流呈北东、南西向延伸；地势北东高、南西低，坝区海拔一般在750～840 m，山区海拔一般在1 300～1 400 m，最高海拔2 019 m[2]。该区降雨充沛，雨季集中在6～8月，气候为南亚热带、中亚热带，森林面积480.8 km2，境内主要分布有瑞丽江、南碗河、畹町河及其50余条支流，矿产为煤、铁、金、石灰岩、地下热水等16种。

全区处于滇西褶皱带龙陵-瑞丽大断裂南西端，区域地质构造较为复杂，岩石较为破碎，新构造运动强烈，岩浆岩、沉积岩、变质岩均有出露，时代从寒武纪到第四纪。岩浆岩为燕山晚期第三阶段（γ53（3））花岗岩。寒武系（∈）地层为一套变质程度深浅不等的微晶片岩、混合岩化片麻岩及混合花岗岩等岩石组成，奥陶～志留系（O～S）为一套浅变质浅海相类复理石及砂页岩沉积建造；上古生界二叠系下统（P1）为一套浅海相碳酸盐建造；中生界三叠系上统（T3）以砂页岩建造为主；侏罗系中统（J2）为一套滨海相红色建造；新生界上第三系（N）为一套陆盆型山间盆地含煤亚建造；第四系（Q）由残坡积（Q4el+dl）、冲积（Q4al）、冲洪积（Q4al+pl）等组成，为近代松散沉积物堆积[2]。

2滑坡统计

2.1类型统计滑坡影响因素研究主要手段是基于野外109个点的坡度、滑床岩性、滑体岩性和诱发因素的统计。诱发因素包括降雨、地震、坡脚侵蚀、地下水浸泡、坡脚开挖。滑坡统计中根据规模等级分为4个类型，分别是特大型滑坡、大型滑坡、中型滑坡、小型滑坡。在109个滑坡中，特大型滑坡6个、占有比例为6%，大型滑坡19个、占有比例为17%，中型滑坡为41个、占有比例38%，小型滑坡43个、占有比例39%。统计结果显示，在该地区发育特大型滑坡占有的比例小，大型滑坡次之，中型滑坡和小型滑坡普遍发育于该地区，它们所占比例为77%，防范中、小型滑坡的发生是首要任务。

2.2自然因素统计自然因素分为坡度、滑体岩性、滑床岩性，统计结果见表1。但不同地区具体条件不同，尤其土质状况的不同会使坡度范围有细微区别[3]。瑞丽市滑坡的岩性有所差异，滑床与滑体的岩性组合也有差异，所以坡度范围分布区间较大，从4～40°均有。整理分析得出，滑坡在4～14°有8个，占有比例为7%，15～40°有101个，占有比例为93%。

在109个统计点中发现，由变质岩中的片麻岩风化成因的残积、坡积、堆积的含砾粉土滑体为82个，占有比例为75%，由泥岩风化堆积的粉质粘土形成滑体为27个，占有比例为25%。

根据109个滑坡点的统计得出，滑床岩性为泥岩的有27个，占有比例24%，片麻岩有33个，占有比例30%，砂岩1个，约占1%，含砾粉土为42个，占有比例39%，粉质粘土为5个，约占5%，碎石土1个，约占1%。

2.3诱发因素统计滑坡诱发因素分为单因素和复合因素。单因素有降雨、坡脚侵蚀、坡脚开挖；复合因素有降雨、坡脚侵蚀，降雨、地震，降雨、坡脚开挖，坡脚开挖、坡脚侵蚀，降雨、地下水浸泡，地震、降雨、坡脚侵蚀，统计结果见表2。

瑞丽市109个滑坡中，降雨作为单诱发因素和复合诱发因素的滑坡共104个，占有比例为95%。其中降雨作为单诱发因素的滑坡有50个，占有比例为46%。降雨、坡脚侵蚀复合诱发因素共36个，占有比例33%。坡脚侵蚀是指坡脚处有冲沟的发育，在降雨的情况下，不但坡面岩土体吸水，同时坡脚聚集了大量的水，形成了大的地表径流，在降雨的过程中，坡脚被冲刷、浸泡、坡脚吸水，土体软化、膨胀，降雨量大坡脚聚集大量的雨水后形成的径流对坡体的影响。

地震作为单因素影响滑坡的情况只是在地震烈度较大的地方，瑞丽市在近期并没有发生过5级以上的地震，以地震单因素引发该地区滑坡发生的可能性不大，但是作为复合因素是存在的。据记载，瑞丽市1966年9月19日13：00至10月10日的22 d中，共记录到大小地震355次，其中4.0～4.9级7次，5.0级以上3次[2]，其后虽然没有这么频发，小的地震也是很常见。在109个滑坡统计中，由地震、降雨复合因素诱发的滑坡为11个，占有比例为10%；由地震、降雨、坡脚侵蚀复合因素诱发的滑坡为2个，占有比例约为2%。

除上述主要引起因素外，别的单因素、复合因素引起的滑坡相对较少。坡脚开挖引起的滑坡有2个，约占2%，降雨、坡脚开挖引起的有4个，约占4%，坡脚侵蚀为2个，约占2%，坡脚侵蚀、坡脚开挖引起的为1个，约占1%，降雨、地下水浸泡引起的为1个，约占1%。

3影响因素分析

影响因素分析是结合前人的研究进行的，分为自然影响因素的分析和诱发因素的分析。自然影响因素的分析分为坡度、滑体岩性、滑床岩性的分析；诱发因素主要分析降雨、地震。

3.1坡度坡度对滑坡的影响，前人做了很多研究并指出坡度在10～50°之间形成的滑坡类型[3-8]。根据室外采样和室内测定的数据，对瑞丽市滑坡滑体岩性和滑床岩性相一致的情况分析其滑坡坡度的临界值，滑体岩性和滑床岩性相一致滑坡计算其稳定性K的公式如下[9]。

K=tgtgα+4Cρ×g×h×sin2α

式中，α为滑面与水平线的夹角、为内摩擦角、C为内聚力、ρ为土体密度、g为重力加速度、h为坡顶至滑动面的高度。室内测得含砾粉土C值很小、粘土为20 kPa，粉质粘土为25 kPa，测得含砾粉土为14°、粘土为16°、粉质粘土为20°。根据李智毅等[9]常见土天然密度的平均值和内聚力与内摩擦角的对应关系得出相应方程。对于滑床与滑体岩性不一致时，极限平衡的计算较复杂，所以下面只讨论含砾粉土极限平衡稳定时的坡脚。

含砾粉土C=0，=14，ρ=1.6，g=9.8，当达到极限平衡时，K=1，由统计结果知，3<α<40，则方程为：

1=0.25tanα+01.6×9.8×h×sin2α（1）

整理后得到：tanα=0.25，解出α=14。坡度值是大于极限平衡时的α角，说明在瑞丽地区大多数滑坡坡度是>14°的，这说明了坡度在15°及以上占93%的原因。

3.2滑体岩性关于滑体岩性对滑坡的影响，前人研究指出，松散、松软沉积物（崩积、残积、坡积、堆积等）和粘土或黄土组成的斜坡易形成滑坡[10-11]。滑床对滑坡影响，前人研究认为[4，10-11]地层中夹有遇水易泥化的软弱夹层、浅变质岩、页岩和泥岩及它们与松散地表土的组合易形成滑坡。

3.3滑床岩性瑞丽市地质灾害频发的原因与其地表土和基岩的组合有关。地表的含砾粉土和粉质粘土均是残积、坡积、风化而形成，正属于前人所指出工程性质比较差的土体，它们的渗透性强，容易形成滑坡，且基岩以泥岩和片麻岩组成，属于隔水基岩，这样的组合为滑坡的发生提供了更有利的地层条件。

3.4降雨降雨对斜坡的影响很多文献做了相关的论述[1，10，12-16] 。主体观点是雨水入渗导致的渗流作用使边坡的下滑力增加和岩土体的抗剪强度降低、增加岩土的含水率、增大岩土体容重、软化了岩土。降雨后裂隙静水压力[9]为：

Pw=12H×L×ρw×g （2）

式中，Pw为裂隙静水压力、H为裂隙充水的垂直高度、L为裂隙长度、ρw为水的密度、g为重力加速度。

当无降雨时，如图2所示，对斜坡进行受力分析：且（1）中已知有内摩擦角了，则在未受降雨影响时有：T=W×sinβ，N=W×cosβ。当滑体与滑面间抗剪强度由摩擦力F维持时则：F=W×cosβ ×tan。下雨前坡体保持静止状态，则：T=F，W×sinβ=W×cosβ ×tan。式中，T为下滑力，N为垂直斜坡的力。下雨后孔隙、裂隙充满水，坡体滑动，坡体至少受静水压力Pw，坡体的下滑力增加，则T+Pw>F，这是坡体在降雨后滑动的原因，且前人研究指出，降雨后F也会减小[9]。

3.5地震地震对滑坡影响的情况前人做过相关的研究，杜杰等通过汶川地震对望月寨滑坡稳定性影响研究指出，坡体中剪应变增量在地震后会增大，受地震力作用后滑坡体前部坡体水平位移明显增大[17]；金增芳对玉树地震滑坡的特征与形成机理研究指出，在强烈的地震力作用下，内聚力和摩擦角下降，同时，巨大的地震惯性力给坡体施加了一个附加荷载，引起坡体变形，形成滑坡[18]；星玉才对四川江油枫顺乡大院子I号滑坡形成条件和影响因素分析得出，地震波强烈影响下会改变岩土体原有应力状态，滑动方向上地震力加大了下滑力[19]；蒋瑶等对2010年玉树7.1级地震诱发滑坡得出，地震型滑坡的动力主要是地震过程中产生的地震动作用[20]。

如图2所示，当地震时，坡地受地震波的影响。结合前人研究的结论，坡体受一个指向坡外的力Fa，这个力与地震的大小和坡体的质量有关，即：Fa=ma。将力Fa分解后，它加大了坡体的下滑力，同时给坡体一个斜向上的提升力。这就是地震加大滑坡发生程度的原因。地震使坡体产生裂缝，当降雨时水的注入使坡体会受到静水压力Pw，降雨也会使坡体自重加大，C减少，含水率增加，内摩擦角减少，孔隙压力增加，软化岩土、降低岩土的抗剪强度。地震时会使土体的下滑力加大，即Fa的一个分力，坡脚开挖则破坏了坡体的稳定性，使坡体应力系统发生了改变，坡体在重力的作用下失稳产生滑坡。

参考文献

[1] 柳源.滑坡临界暴雨强度[J].水文地质工程地质，1998（2）：43-45.

[2] 龙邦成，李新源，和勇.地质灾害调查与区划报告[R].云南：云南地质工程第二勘察院，云南省地质环境监测院，2009.

[3] 朱云波，余斌，王治兵，等.四川德昌茨达“8·24”群发性滑坡型泥石流之地形条件[J].山地学报，2015，33（1）：108-115.

[4] 李少娜.滑坡控制因素与动力学演化机制[D].长沙：中南大学，2013.

[5] 王士革.山坡型泥石流的危害与防治[J].中国地质灾害与防治学报，1999，10（3）：45-50.

[6] 雷超.黄土-泥岩型滑坡形成机制数值模拟研究[D].西安：长安大学，2014.

[7] 朱渊，余斌，陈源井，等.贵州望漠打篙沟“6·06”泥石流特征[J].山地学报，2012， 30（5）：607-615.

[8] 李丽.强震区群发性沟谷型泥石流地形因子研究[D].成都：成都理工大学，2012.

[9] 李智毅，杨裕云.工程地质学概论[M].武汉：中国地质大学出版社，1994：17-134.

[10] 吴仁铣.降雨诱发的滑坡作用机制研究[D].长沙：中南大学，2013.

[11] 孔志岗.潜在斜坡地质灾害研究：以昆明市为例[D].昆明：昆明理工大学，2007.

[12] 胡明鉴，汪稔，张平仓.斜坡稳定性及降雨条件下激发滑坡的试验研究：以蒋家沟流域滑坡堆积角砾土坡地为例[J].岩土工程学报， 2001，23（4）：454-457.

[13] 林鸿州，于玉贞，李广信，等.降雨特性对土质边坡失稳的影响[J].岩土力学与工程学报，2009，28（1）：198-204.

[14] 黄福明 .降雨入渗诱发滑坡稳定性分析[D].杭州：浙江大学，2010.

[15] 阮永芬，王飞，申林方，等.降雨影响下堆积体边坡的空间变异性[J].山地学报，2015，33（1）：89-93.

[16] 麻土华，郑爱平，李长江.降雨型滑坡的机理及其启示[J].科技通报，2014，30（1）：39-44.

[17] 杜杰，冯文凯，石豫川，等.汶川地震对望月寨滑坡稳定性影响研究[J].岩土力学，2010，31（3）：856-862.

[18] 金增芳.玉树地震滑坡的特征与形成机理及治理措施[J].建筑结构，2013，43（S2）：686-689.

[19] 星玉才.四川江油枫顺乡大院子I号滑坡形成条件和影响因素分析[J].中国地质灾害与防治学报，2014，25（2）：32-36.

[20] 蒋瑶，吴中海，李家存，等.2010年玉树7.1级地震诱发滑坡特征及其地震地质意义[J].地质学报，2014，88（6）：1157-1176.