■李瑞 杨豪
(河南省煤田地质局三队 河南 郑州450000)
滑坡地质灾害预判技术研究
■李瑞 杨豪
(河南省煤田地质局三队 河南 郑州450000)
地质构造控制理论是研究滑坡等地质灾害预判技术的理论依据和基础,它的大量勘察和研究成果,为滑坡地质灾害的超前预判技术应用提供了实际的参考价值。在以滑坡的形成、演化为对象的研究过程中,要提出滑坡地质灾害超前地质预判的理念,并运用各种超前预判技术和方法,对滑坡地质灾害的未来发展状况进行预测。
滑坡地质灾害超前预判技术
人类在认识自然、改造自然的过程中,要重视地质灾害给人类带来的重大损失和危害,如:地震、山崩、滑坡、泥石流等,本文重点探讨滑坡地质灾害对人类的影响,并意识到对滑坡的提前认识和预判对于人类工程活动的重要意义,在地质构造控制理论的基础上,要以滑坡的形成和演化为对象,建构一套系统而有效的滑坡地质灾害超前预判技术,从而有效地控制滑坡对人类活动的影响和危害。
1.1 半圆——弧形同生面土质滑坡模式
这种滑坡地质灾害模式表现为土层平面的半圆形,滑动面的形态呈弧形状,它的初期坡度可以达到60~70°,有极大的滑动势能,并且其平面状态较为规则,呈半圆形、圈椅形等。
1.2 半圆——直线形层面土质滑坡模式
这种滑坡地质灾害模式的形成过程为:沿着土层先期存在的层面或土层的不规则面,进行滑动,其土层的平面状态为半圆形,滑动面几近直线形的一种模式。在这个模式中,滑体主要是坡残积、崩坡积的松散碎块石土。
1.3 多边——直线形层面岩质滑坡模式
这种模式的形成过程为:其滑动面沿着先前存在的岩层层面滑动,滑动平面的形态呈多边形,在这个滑坡模式下,其滑坡层面产状平缓、并进一步发展成扩展型滑坡、顺层滑坡、溃曲型滑坡。
1.4 多边——折线形构造面滑坡模式
这种模式的形成过程为:在岩石地层之中,追踪构造面(包括断层、节理)滑动,滑动平面形态呈多边形,滑动面呈近折线形。
在地质构造控制理论的基础上,通过对斜坡易滑性的分析,可能判别出不同的滑坡类型,从而选取不同的超前预判技术,实现其超前预判的目的。滑坡地质灾害超前预判技术主要有两大类,即:单要素地质地貌预判法、综合要素地质地貌预判法。
2.1 单要素地质地貌预判法
这种滑坡地质灾害超前预判技术可以根据地层构造或地形地貌的内在单项因素进行分析,也可以根据滑坡的地层构造与地形地貌的各类标志进行分析,从而又可以分为以下几种方法:
2.1.1 地层预判法
在岩石的物理力学参数中,易滑地层具有较低的抗压强度和抗拉强度,具有易滑的特性,易滑地层与其矿物成分和结构特征有极为密切的关联,例如:土中粘粒含量和结构的不同决定了各类土的易滑性的差异,由于土的未固结~弱固结特性,显现出易滑性与土的结构特征的密切性;碎屑岩中泥质含量和结构的不同也决定了不同碎屑易滑性的差异。
根据不同地层易滑性的特征,可以将地层预判概括为四级17项,其中:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、级地层预判的实质是易滑地层含量在不同尺度上的表现,这些易滑地层的含量决定了各级预判易滑序列的构成,例如:Ⅰ级地层预判土全部都是易滑地层、沉积岩和变质岩,从而形成易滑序列。总体来说,滑坡易滑性的各级地层判据与岩石地层单位基本对应,Ⅰ级地层判据通常与界、系岩石地层单位相对应,Ⅱ级地层判据通常与系、统岩石地层单位相对应,Ⅲ级地层判据通常与地层的统、组岩石地层单位相对应,Ⅳ级地层判据通常用于大比例尺、高精度的判别依据,要求的精细度较高,通常与段、层岩石地层单位相对应。
滑坡的地层预判标志主要有:地层沿河谷的不连续现象、地层产状突变现象、岩土体的完整性突变现象、地层层序不清的混杂现象。
2.1.2 构造预判法
叠加断裂构造易滑性与岩层的规模、展布、组合及发育状态密切相联,断裂的构造规模越大,则其易滑性越强,而且在不同应力作用的方式和状态之下,会形成不同的易滑性。一般来说,逆断层受到的应力作用较大,产生较多的节理裂隙,易滑性较强;而正断层受到的应力作用较小,伴生的节理裂隙也较小,易滑性较弱。同时,断层的分布呈现不均衡性,因而,对斜坡易滑性的构造预判分析,主要分为四级11项,如下表所示:
斜坡易滑性构造主要判据判据级别 易滑序列 易滑 较易滑 不易滑Ⅰ 1 宏观构造单元序列 褶断区 褶皱区 盆地区Ⅱ 2 细观构造单元序列 变形强烈 变形一般 变形极弱3 断层距离序列 近 中 远4 断层规模 大 中 小5 断层性质序列 逆断层 正断层 平移断层6 原生构造面结构序列(沉积地层、变质地层)薄层片理密(距韧性断层近)中层片理中(距离韧性断层中等)厚层片理稀(距离韧性断层远)Ⅲ7 断层面形态序列 平直状 宽缓波状 锯齿状8 断层面成分序列 泥质 钙质、铁质 硅质9 层间错动程序序列、褶皱变形程度序列强 中 弱1 0 节理密度序列(断层不发育区)密 一般 稀少1 1 构造面出露序列 出露于斜坡上 出露于斜坡坡脚附近分布于斜坡坡脚内较远处
2.2 综合要素地质地貌预判法
这种预判方法是以单要素地质地貌预判法为前提和基础,对各个单要素进行综合分析的判别方法。
2.2.1 易滑要素叠加预判法
这是将单要素判别分析的结果在相对应的尺度上进行叠加,从宏观上和细观上,对易滑区——较易滑区——不易滑区进行分析,并且要在经过叠加判别的条件下,才能全面而真实地反映出斜坡的易滑性。
2.2.2 遥感图像预判法
这种预判方法是以遥感图像资料——遥感传感器接收的电磁波辐射信号为依据,对斜坡的易滑性进行判别。这种遥感技术可以用于对滑坡、泥石流的识别,可以通常光学图像片理、数字图像处理方式,制作出区域滑坡的分布图,显现出不同地貌的特征以及地形状态,并突出岩性、线形构造、环状构造和隐伏构造等信息,并对滑坡的微地貌类型和活动状态进行判别和评价,从而为人类的工程活动提供有效的依据和参考。
综上所述,滑坡地质灾害对于人类是一种较大的安全威胁,在对滑坡地层构造、地形要素进行系统分析的前提下,以滑坡的演变特征为研究对象,要进行滑坡地质灾害超前地质预判的建构,它是一种经济实用而有效的滑坡系统判别和预测的技术方法,可以作为不同尺度或精度的滑坡地质灾害进行初步的勘查和工程测绘的依据,有极为广阔的应用前景。
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P694[文献码]B
1000-405X(2016)-12-427-1