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滑坡成因分析

时间:2022-03-09 08:05:36  浏览次数:

摘 要 滑坡是我国我国地质灾害的主要形式之一,它是指斜坡上的岩土体沿着一定的贯通发展的滑动面或滑动带向下滑动的过程。滑坡的分布遍布全球,只要岩土体是备滑坡发生条件的就能下滑;而且危害巨大,以北川唐家山滑坡为例,汶川地震的作用使得唐家山山体发生高速滑坡,大方量的土体直接冲向对岸,堵塞了湔江河谷,形成了现在的唐家山堰塞湖,对下游数十万人口的生命财产安全造成威胁。那么滑坡到底是如何形成的呢?而它又会在什么条件下发生呢?本文笔者将为大家做一个全面的阐述。

关键词 滑坡 发生条件 形成条件 诱发条件

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滑坡其实是在多种因素共同作用下经积年累月的发展逐渐形成的,但是形成与发生是两个不对等的概念,滑坡的发生往往除了具备形成条件外还必须有一定的诱发条件。基于此笔者将滑坡成因划分为形成条件和诱发条件。形成条件可具体概括为地形地貌条件、地层岩性条件、地质构造条件、水文地质条件和人类活动条件;诱发条件可其归结为自然条件和人为扰动条件。

(1)地形地貌条件。滑坡的形成与地形是密不可分的,只有在大坡度的情况下滑坡才会下滑释放能量,据统计显示,当坡度达到20度至30度时坡体就有下滑的可能。地貌雏形在构造运动后接受沉积,在一些陡峻的基岩上地层沉积时本来就是一种接近极限的状态,固结后土体之间仅仅靠层间粘结力和摩擦力维持平衡,当斜坡上覆荷载过大或者山脚处的挤压力不足时,坡体的力学平衡向极限状态靠拢,这就为滑坡创造了物理力学的条件。

(2)地层岩性条件。从摘要的定义中,我们知道,滑坡的要素之一就是滑动面或者滑动带,而地层岩性主要影响的就是滑动面的形成。由于地质历史时期的地层沉积物不同直接导致成岩后的岩性不同,比如新近纪、古近纪等沉积的泥岩、页岩、或者是煤系,还有一些在沉积间断时遭受强烈分化的地层再次沉积到现在,上述地层都是岩性软弱、力学性质极差的。当上覆土体过重时会在斜坡层内产生剪切作用,而岩性弱的岩石由于抵抗能力不足将首先被破坏,形成塑形带或破碎带;如果坡体内地下水位过高或者降雨入渗,泥岩页岩会与水发生水化,自身的c、 值急剧减小,成为潜在的滑动面。因此地层岩性条件是滑动面的形成条件。

(3)地质构造条件。据有关资料统计,在地质构造运动活跃的地带滑坡发生的几率很大。这是因为构造运动也是能量释放的一种形式,首先它会影响滑坡的分布,比如在地层断裂地带,滑坡会在断裂两侧成群分布;其次构造能量的释放会影响地层的沉积条件,构造的不连续运动会使地层产生不连续沉积,也会使得地层的固结程度由于受到扰动而有所降低;构造在运动时往往会有构造产物生成,这些产物则会发展为岩层内部的力学性质较差的软弱结构面,也可能形成滑动面。因此地质构造条件对滑坡而言也是十分重要。

(4)水文地质条件。在滑坡形成过程中,水的作用不容小觑。水与岩土体接触达到一定程度时会使岩土体的性质发生弱化,抗滑能力显著降低,比如前文提及的泥岩页岩;再者,水还有一定的润滑作用,对岩土体的摩擦力具有消弱作用;地下水的孔隙水压力过大时会对上覆岩土体产生一定的托浮作用,从力学角度看是一种减小正向压力的有害力。因此当坡体有降雨入渗或者是地下水位过高产生渗透作用时,会加速岩土体的弱化,降低其力学性质,进而促进滑动面的形成。综上所述,水文地质条件是滑坡形成的重要条件。

(5)形成条件里还有人类活动条件。从古至今人类都在为发展自己的文明而努力,希望通过改造自然提升自己的生存质量,最直观的体现就是人类的工程活动。那么人类的工程活动到底如何影响呢?为了达到一定的工程目的,工程中开挖边坡是十分普遍的,一旦有侧向凌空面那么就会有滑坡发生的可能;在某些大型工程中,工程废渣量也是非常巨大的,当这些废渣处理不当时也会引发滑坡,比如将其集中堆在到坡顶处,这样无疑会增加下滑力;人类的某些工程机械能量巨大,在工作过程中的震动会使得下覆土体变得松散,也会有滑塌的可能。人为因素的作用主要是加速了滑坡的发展。

(6)当上述形成条件都具备后,还需一定的诱发条件才能使得滑坡发生。自然诱发条件主要包括降雨融雪的影响和一些地质作用能量的触发。俗话说十滑九雨,当有降雨和融雪时,水会沿坡体入渗或者是沿已有的后缘裂缝直接渗入到滑动带上,使滑动面上的摩擦力急剧降低,为了达到新平衡,滑动面会不断发展贯通,当滑动面完全贯通后,滑体将再无阻力发生下滑,除此之外,降雨融雪会增加坡体的上覆重量,使下滑力增加,也可以诱发。地质能量作用主要是地震作用,地震的能量释放是以地震波的形式发出,到达坡体后会产生一个地震力,这个力的参与会导致坡体下滑力增加,抗滑力减小,进而发生坡体失稳。除此之外还有火山喷发或者是山体崩塌都可能诱发滑坡,根本上都是地质力破坏了坡体的力平衡。

人为诱发的因素就比较广泛了。前文提及的工程活动就是极其广泛的诱发方式,比如就地取材直接挖掉了山脚的岩石,或者是为了节省经费直接将建筑垃圾随意堆积,这样的活动都会使得坡体的抗滑力下降进而失稳;在开矿区或者是采石场放炮是常用的手段,其实引爆后爆炸力也会引发滑坡,其道理与地震作用时一样的;人类的不合理的灌溉措施也会诱发滑坡,当灌溉用水集中排放或者经过某些地表断裂时,水会下渗,长期作用会使坡体滑动面贯通,其道理很降雨影响作用一致。

滑坡范围广危害大,且成因复杂,目前已经是全世界的研究课题。笔者水平低微,尚不能将其全部的发生条件一一分析,实为抱憾。

参考文献

[1] 王明伟,陈冶,孙永年等.地质灾害调查与评价[M].北京:地质出版社,2008.

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