青海西宁大通县韩家山泥岩质多级旋转型滑坡形成机制

唐书君，徐 峰，李佳资

(青海省环境地质勘查局，青海 西宁 810000)

对于整个的西宁盆地而言，大通县韩家山区域呈现相对突显的滑坡风险性。在目前看来，该区域累积已达超出30处的规模较大滑坡现象[1]。这主要是由于，当地地表覆盖着层次较厚的泥岩质土层，因而很可能会诱发多级旋转型的特殊滑坡现象。与此同时，诱发旋转型滑坡的重要根源还应当包含水理性质、岩层固有的物质成分、岩层应变特征与应力性质等各项相关要素。通过全面探析滑坡的根源所在，进而归纳出可供选择的滑坡防控措施，此项举措体现为显著的必要性。

1 泥岩滑坡主要表现

1.1 当地的滑坡地质环境

大通县整体上处在盆地的特殊区域，该区域紧邻祁连山脉以及高原腹地。同时，盆地中心穿过湟水河，该河流构成了最关键的盆地水系。从滑坡占据的当地位置来看，滑坡地质整体上处于下游的川河右侧岸边位置，同时也包含了湟水河的某些支流部位[2]。由此可见，该滑坡地质本身位于低山丘陵的剥蚀与侵蚀地带，其中包含400 m左右的最大高差并且呈现3 000 m的平均海拔。从坡体本身的角度来讲，该区域具有30(°)的坡体角度与300 m的倾斜坡体长度。

长期以来，当地由于受到下切河流给其带来的缓慢侵蚀与影响，因而表现为河谷发育的显著倾向。经过地质探测可知，斜坡岩层包含了次生性的黄土堆积物与崩塌物，此外还含有较高比例的复合型石膏与泥岩地质。通过分析当地固有的工程性质，可见工程地质主要包含了大孔隙的疏松黄土以及湿陷性较强的粉土地质，此外还包含大约200 m厚度的复合型泥岩。对于某些局部区域而言，其已经能够达到超出50 m的局部泥岩厚度。

能够引发当地滑坡的多数滑体都具备显著的复合性，此种类型的滑体通常来讲应当包含软弱层与其他种类的泥岩石膏层。由于受到岩层与水体之间的耦合作用，因此将会形成多级的力学滑动面。在此前提下，为了在根源上消除软弱层以及泥岩赖以存在的特殊发育环境，那么应当格外关注当地现有的泥岩水敏特性，岩层发育类型与其他有关要素[3]。除此以外，剖析泥岩地质还要着眼于沉积类型、地层沉积环境与沉积成因，从而紧密结合现存的地质背景加以综合性的剖析。

截至目前，当地仍然存在较高比例的次级滑坡体，上述滑坡体呈现缓慢性的变形与蠕动趋势。例如在上世纪末，位于南侧山脉的特殊位置曾经表现为规模较小的滑坡体滑动现象。到了2003年，该区域中部以及前部的滑坡体就呈现了1 cm左右宽度以及200 m左右长度的岩层裂隙。通过观察前侧的滑坡体，可见断续分布状态下的很多滑坡体已经出现了较多的出水点，以至于周边某些民宅建筑物也呈现了裂隙状。

进入2007年以后，该区域再次呈现突显的变形与滑坡现象，该滑坡具有较长的延伸长度。在雨季到来时，处于右侧扩展状态的变形滑坡呈现了突显的局部滑动，直至达到300 m的后侧裂隙长度。对于次级的前缘滑坡体进行全方位的深入剖析，可见上述的多级滑坡体呈现较为明显的次序性。依照测试与推断得出的有关结论，可见沉积状态的粉土层构成了其中突显的滑坡灾害根源。这是因为，粉土层固有的土层硬度较小，因此相比较易受到水体侵蚀[4]。

1.2 泥岩滑动带的地质发育特征

不同种类的滑动带都具备各异的地质特征，因此有必要深入剖析泥岩滑动背后隐藏的深层次地质发育原因。通过运用地质探测以及量化剖析的手段，工程地质学家已经能够探明该区域最为显著的滑动带基本特征。具体而言，该区域包含的泥岩滑动带呈现清晰的流体碎屑边界，在近些年以来呈现逐渐清晰的趋向，同时也具备了更为显著的粘滞性[5]。对于平行推进以及旋转型的两种滑坡体来讲，滑坡体通常都会局限于内部的较小应变范围。与此同时，滑坡地带周边聚集了较多的连续性或者渐进性变形物体，因而呈现韧性较强的滑动带特征[6]。该区域近些年以来还陆续呈现了较多的陡崖滑坡崩塌的现象，其中最为突显的根源就在于脆性破坏以及土层原有的湿度增大，对此可以观察到清晰度较高的坡体滑动面。

经由综合性的对比可见，滑动面主要来源于坡体崩塌以及其他类型的当地滑坡现象。对于整个滑体的内部来讲，滑动面通常都会表现为显著的运动过程以及启动过程，其中最为突显的根源就在于沉积作用带来的斜坡地形影响。通过运用连续性的钻孔取芯操作，观察可见厚度相对较小的坡体滑动带，上述地带处于两级滑面的中部特殊位置上，整体上不会超出12 m的厚度。对于新近形成的当地泥岩而言，关键在于探析其中的泥岩基本结构。勘测人员依照从坡顶至坡底的基本探测次序，可见石膏物质与泥岩物质呈现不均匀的混合状态，同时也表现为显著的破碎状。在探测孔的内部，经常能够观察到缓慢滑动的泥岩。

除此以外，经过全方位的当地地质探测，还可以观测到光洁并且平整的泥岩表层，其中棕红色的特殊泥岩物质占据了较高比例。然而不应忽视，棕红色泥岩即便呈现了相对光滑的表层，但是经过深入观察却能够察觉到其中包含了严重的岩层劈裂状态并且暴露了较多的岩层表面擦痕[7]。同时，该岩层总体上表现为松散状的岩层基本结构，其中还填充了相对较多的次生性石膏脉络。探究其中根源，应当在于滑坡带的深部仍然保留了较多的原有滑坡残留物，并非应当一概将其归入新生滑坡的范围内。相比于新生的滑坡，某些次生滑坡体现为更加显著的危害性。这是因为，次生滑坡具有更强的隐蔽性，以至于不易被及时察觉，直到表现为突发事故。

通过探测当地的地下水，可见地下水主要埋藏于地表以下的20 m左右深度范畴，其中较多的地下水集中于15 m的深度区域。由于受到地下水聚集引发的影响，因此当地呈现松散性较强的坡体基本结构。在此前提下，泥浆就会缓慢渗出岩层，并且存在较高比例的孔隙与岩层溶蚀。针对钻探岩芯如果将其向上进行拔起操作，那么可见塑性状态的岩芯基本形状。由此可以证实，由于受到较快的岩层钻探影响，那么泥岩本身将会显著增大原有的吸附性特征，进而造成了岩层吸力的全面增强。

2 滑坡形成的基本机制

在青海西宁地区，截至目前仍然表现为显著的滑坡地质风险。相比而言，大通县韩家山具备相对显著的滑坡灾害隐患。泥岩质多级旋转型滑坡本身具备突显的地质灾害性与威胁性，这是由于此类滑坡很可能引发与之有关的其他突发性地质现象，例如泥石流等现象。同时，泥岩质多级旋转型滑坡一旦产生，则会波及到相对较广的周边区域，并且在瞬间引发了较大的伤害性[8]。

因此可见，关于上述典型性较强的滑坡现象就要致力于探寻其中的滑坡产生根源，确保能够借助定量测量以及定性判断等手段来全面获取与之有关的滑坡力学特征。此外，技术人员针对当地的特殊滑坡现象还需探寻其中涉及到的土壤水理性质、岩层以及滑坡体固有的某些特质等。通过运用综合性的应变与应力测试手段，应当能够据此判定当地固有的岩层化学特征与物理特征，据此归纳出滑动性的多级剪切面基本性质。经过上述的综合归纳与滑坡机理剖析，可得如下的滑坡原理结论：

首先，当地泥岩整体含有较高比例的粘性颗粒，因此造成了相对较高的粘滞性与水分敏感性特征。在多数情形下，当地泥岩都能够达到25%或者更高的饱和吸水率(对于干燥泥岩来讲)[9]。此外，某些泥岩甚至还会超出40%的吸水率程度。经过剪切力测试可以得知，泥岩土层总体上表现为应变软化的趋势。多数泥岩地层在急剧减少固有强度的情形下，与之有关的含水率也会随之而呈现递增状态。由于受到较高的滑动速度影响，强度较高的吸引力就会在泥岩缝隙的内部产生。

其次，当地固有的地层质地呈现较为显著的均质性特征。这主要是因为，滑体本身没有附带较软的特殊地层，因此仅限于石膏与红色泥岩共同构成的单一层理特征。通常情形下，此类滑体粒径都不会超出0.2 mm，并且呈现碎屑的形态。与此同时，当地泥岩整体可达10%左右的碳酸钙比例以及30%左右的粘土矿物比例。通过剖析岩体内部，观察可得其中包含了体积各异并且形态各异的石膏结核。

再次，受到旋转变形的强烈影响，当地很多的泥岩滑体将会倾向于多级滑动，并且表现为渐进性的岩土体破坏现象。对于附近的滑床部位而言，其主要受到侧向性的斜坡河流长期侵蚀。在此前提下，受到渐进性的岩土体破坏影响，旋转型的多级滑坡就会因此而逐渐形成。

3 治理措施

1) 明确滑坡形成的根源

对于某些软弱的特殊滑坡地质来讲，软弱层面通常都会呈现较强的滑动性特征。然而实质上，上述的旋转型滑坡较多都局限于可以滑动的单一岩层表面。与此同时，由于受到强度较高的孔隙水给当地岩层带来影响，那么处于液化状态中的某些滑坡体就会呈现多个现有的滑动表面，从而不再局限于单一滑动面，此种状态下将会诞生多级旋转型的特殊滑坡物质[10]。经过全面分析韩家山地带的滑坡体，判断可见该区域主要涉及到较高比例的泥岩石膏物质，上述物质构成了红色的滑坡体夹层。由此可以推断，该滑坡体并非体现规则性较强的层理特征，对此也可以将其视作某种均匀度较高的地层。

现阶段在较多的学者看来，质地较为均匀的粘土体通常都不会超出42的塑性指数，并且不会超出20%的粘性颗粒含量。与此同时，对于其中的摩擦角如果进行相应的分析，那么通常将会观察到砂粒控制下的较小残余变化度。此外，针对此类的粘土体如果经由环形剪切的有关测试，则能够判断出剪切应力给当地岩层带来的缓慢性与长期性影响[11]。通常情形下，当地岩土体一旦超出了50%的粘粒总量，则能够将其视作粘土的纯粹矿物。通过运用上述的分析视角与观察视角，应当能大体判断出相差较大的粘土物质参与强度以及峰值强度，进而确保其符合定向排列的基本特征，同时将其限定于10(°)或者更小的有效摩擦角。

2) 有效治理粘土滑坡体与其他类型的滑坡体

粘土以及其他滑坡体由于频繁受到滑动剪切引发的影响，则会呈现显著的旋转破坏，上述破坏作用主要在于岩土体的缓慢变形。从几何样态的角度来讲，多种多样的泥岩物质很可能共同构成了完整的滑动面。与此同时，关于旋转状的多级滑坡体还要深入探测与之有关的应力状态，其中包含了坡体中部、顶部以及底部的不同应力分布。在多数情形下，斜坡底部将会接近最高比例的剪切应力，其次为坡体中部。同时，最小主应力将会呈现大体水平的方向。从库伦摩尔的基本定理出发予以分析，可见第一主应力以及破裂滑动的岩层很可能呈现45(°)左右的夹角。在此前提下，通过推测当地现有的应力场，应当能够将滑坡体控制于20(°)以内的摩擦角，据此能够推测出整体上的滑坡体基本形态。

多数学者认为，韩家山地区之所以会呈现不同层次的多个滑面，其中根源在于渐进性的岩土体影响。岩土体在长期性的地质累积作用下就会出现相应的形变，并且呈现了剪切应力的逐渐增大。伴随滑动面的潜在性发展，与之有关的剪切应力也将逐渐呈现某些相应的改变。针对处于不同方位的滑动面而言，其中涉及到的残余强度也会存在特定的差异性。因此在很多的情形下，滑动面本身带有较高比例的变形量以及残留应力[12]。由此可见，第1层级的滑坡体通常都会产生于坡脚的特殊位置，这是由于坡脚位置通常具备较为明显的体积收缩、岩层软化以及岩层变形的特征。

4 结 语

经过分析可见，青海西宁的大通县韩家山存在较高的地质滑坡隐患，其中较为典型的滑坡现象就在于泥岩质多级旋转型滑坡。探析其中的滑坡形成机理，主要应当包含当地山体存在均质性的软弱地层，其中还夹杂红色泥岩等复杂性的物质。由于受到较高含水率的影响，因此泥岩将会急剧降低其原有的强度。在快速滑动的滑体驱动下，强大吸引力将会出现在土体颗粒的内部。针对上述的特殊滑坡产生机理应当予以全方位的明确，据此给出因地制宜的滑坡防控措施，最终将当地现有的滑坡地质隐患控制于最小程度。