黃土滑坡類型及變形破壞機(jī)制略談
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論文導(dǎo)讀：雖然黃土滑坡研究取得了一系列成果，但在治理過(guò)程依然存在著很多困難，主要原因是由于建設(shè)工期短，許多在一線工作的同志缺乏經(jīng)驗(yàn)，因此，這里選取對(duì)不同類型的黃土滑坡進(jìn)行分類，并且對(duì)破壞機(jī)制進(jìn)行分析，希望能為廣大滑坡工作者有所幫助和借鑒意義。根據(jù)滑坡體物質(zhì)組成及滑面的發(fā)育位置，可將其進(jìn)一步劃分為黃土層內(nèi)滑坡、黃土接觸面滑坡、黃土—泥巖順層滑坡和黃土—泥巖滑坡四種基本類型（表1）。其中黃土層內(nèi)滑坡和黃土接觸面滑坡一般為這種變形破壞模式。這種拉裂面的形成機(jī)制與壓應(yīng)力作用下格里菲斯裂紋的形成擴(kuò)展規(guī)律近似，所以它屬壓致拉裂。
關(guān)鍵詞：黃土滑坡，類型，變形破壞，機(jī)制
隨著西部經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，黃土地區(qū)成為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，工程建設(shè)項(xiàng)目日益增多，伴隨著的邊坡失穩(wěn)現(xiàn)象也日益增多，其中黃土滑坡是黃土邊坡失穩(wěn)破壞的最主要類型。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)僅陜西就已經(jīng)發(fā)生黃土滑坡1131處[1，2]，蘭州地區(qū)1300余處，甘肅東部4576處[3]，且這一數(shù)字隨著黃土地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展不斷增加而繼續(xù)增長(zhǎng)。黃土滑坡因其具有頻發(fā)性、廣泛性、復(fù)雜性、災(zāi)難性而威脅人民生命財(cái)產(chǎn)和水、電、交通等工農(nóng)業(yè)設(shè)施安全，已經(jīng)成為黃土地區(qū)一種典型的、至今依然不能有效根治的災(zāi)害現(xiàn)象[4]。由于黃土滑坡嚴(yán)重限制了黃土地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，威脅黃土地區(qū)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，因此，黃土滑坡災(zāi)害受到了空前重視。眾多學(xué)者、專家、工程技術(shù)人員在黃土滑坡的類型、機(jī)理、成因、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)、防治措施等方面做了大量研究，取得了一系列成果[5-8]。論文參考網(wǎng)。
雖然黃土滑坡研究取得了一系列成果，但在治理過(guò)程依然存在著很多困難，主要原因是由于建設(shè)工期短，許多在一線工作的同志缺乏經(jīng)驗(yàn)，因此，這里選取對(duì)不同類型的黃土滑坡進(jìn)行分類，并且對(duì)破壞機(jī)制進(jìn)行分析，希望能為廣大滑坡工作者有所幫助和借鑒意義。
1 黃土滑坡的基本類型
地層巖性是滑坡發(fā)育的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是滑坡研究和防治中首先查清的問(wèn)題。因此，按物質(zhì)組成分類是最能反映滑坡基本特征的分類方法。根據(jù)滑坡體物質(zhì)組成及滑面的發(fā)育位置，可將其進(jìn)一步劃分為黃土層內(nèi)滑坡、黃土接觸面滑坡、黃土—泥巖順層滑坡和黃土—泥巖滑坡四種基本類型（表1）。
表１ 黃土滑坡基本類型表[9] （略有改動(dòng)）
| 滑坡類型 | 滑動(dòng)面位置 | 基本特征 | 變形破壞的地質(zhì)力學(xué)模式[10] | |
純黃土滑坡 |
黃土層內(nèi)滑坡 | 主滑面發(fā)育在相對(duì)均勻的黃土層內(nèi)。 | 滑體基本全由不同時(shí)代黃土及黃土狀土組成�；瑒�(dòng)面近似圓弧型，光滑，后部受垂直節(jié)理控制，較陡直。 | 多為滑移—拉裂型 |
| 黃土接觸面滑坡 | 主滑面位于含水量高或飽水的黃土、泥巖接觸面處。 |
滑體主要由馬蘭黃土組成，常帶動(dòng)少量泥巖頂部強(qiáng)風(fēng)化層�；瑒�(dòng)面較為平直，傾角多在10°—20°。 | 滑移—拉裂型或塑流—拉裂型 | |
混合型黃土滑坡 |
黃土—泥巖順層滑坡 | 主滑面沿傾向坡外的巖層中軟弱層面及夾層發(fā)育，上部黃土中滑面為拉裂面。 | 滑體主要由黃土和中、新界巖層組成。主滑面平直，受巖層產(chǎn)狀控制，傾角一般為10°—20°。 | 滑移—壓致拉裂型或滑移—拉裂型 |
| 黃土—泥巖切層滑坡 | 主滑面斜切巖層，在斜坡自重作用下沿節(jié)理、裂隙等結(jié)構(gòu)面發(fā)育。 | 滑體主要由黃土和中、新界巖層組成。主滑面后部較陡，規(guī)模多在百萬(wàn)方以上。 | 滑移-拉裂-剪斷型 | |
2變形破壞機(jī)制分析
2.1 滑移—拉裂型
坡體在自重作用下向臨空方向蠕動(dòng)，隨著斜坡土體強(qiáng)度的降低，最終因抗壓強(qiáng)度小于剪切應(yīng)力而發(fā)生變形，其后緣處于拉應(yīng)力狀態(tài)。當(dāng)拉應(yīng)力超過(guò)后緣坡體的抗拉強(qiáng)度時(shí)，便產(chǎn)生拉裂，坡面表現(xiàn)為拉張裂縫，為地表水的進(jìn)一步滲入提供了條件，導(dǎo)致蠕動(dòng)變形加劇，拉裂向下逐漸加深，一旦遇到強(qiáng)有力的誘發(fā)因素，則可能破壞成災(zāi)形成滑坡。
其中黃土層內(nèi)滑坡和黃土接觸面滑坡一般為這種變形破壞模式。
2.2滑移—壓致—拉裂型
滑移—壓致—拉裂型主要發(fā)育在坡度中等至陡的平緩層狀體斜中。坡體沿平緩結(jié)構(gòu)面向坡前臨空方向產(chǎn)生緩慢的蠕變性滑移。論文參考網(wǎng)�；泼娴逆i固點(diǎn)或錯(cuò)列點(diǎn)附近，因拉應(yīng)力集中生成與滑移面近于垂直的拉張裂隙，向上(個(gè)別情況向下)擴(kuò)展且其方向漸轉(zhuǎn)成與最大主應(yīng)力方向趨于一致(大體平行坡面)并伴有局部滑移。這種拉裂面的形成機(jī)制與壓應(yīng)力作用下格里菲斯裂紋的形成擴(kuò)展規(guī)律近似，所以它屬壓致拉裂。滑移和拉裂變形是由斜坡內(nèi)軟弱結(jié)構(gòu)面處自下而上發(fā)展起來(lái)的�？纱笾聞澐譃橐韵氯齻�(gè)階段：(1)卸荷回彈階段；(2)壓致拉裂面自下而上擴(kuò)展階段；(3)滑移面貫通階段：變形進(jìn)入累進(jìn)性破壞階段。變形體開(kāi)始明顯轉(zhuǎn)動(dòng)，陡傾的階狀裂面成為剪應(yīng)力集中帶，陡緩轉(zhuǎn)角處的嵌合體逐個(gè)被剪斷、壓碎，并伴有擴(kuò)容，使坡面微微隆起。待陡傾裂面與平緩滑移面構(gòu)成一貫通性滑移面．則將導(dǎo)致破壞。
黃土—泥巖順層滑坡一般為該破壞模式，其主滑面傾角較緩，但長(zhǎng)度相對(duì)較大。該類滑坡的主滑面沿下伏巖層中相對(duì)軟弱的層面或夾層發(fā)育，在自重作用下，坡體沿該面緩慢剪切滑移。由于下部滑體的滑移，上部黃土層形成貫通性的拉張裂縫。雖然這類滑坡具有較大的滑動(dòng)勢(shì)能，但坡體結(jié)構(gòu)、主滑面的形狀和性質(zhì)決定了其滑速較低，滑距較近。首先，主滑面的傾角較緩，而長(zhǎng)度相對(duì)較大，滑動(dòng)土體主要集中在該段，不利于滑動(dòng)。其次是主滑面上的巖石強(qiáng)度本身較低，在長(zhǎng)期的剪切變形中整個(gè)主滑面的內(nèi)聚力已基本釋放，滑體在以主滑面的摩擦力為主的抗滑力作用下維持著平衡。因此，滑體失穩(wěn)時(shí)，滑面上無(wú)鎖固段巖土體突然破壞而引起的內(nèi)聚力大幅降低，即不可能產(chǎn)生巨大的推滑力使滑體高速遠(yuǎn)程滑動(dòng)。一般在地下水的大范圍軟化等作用下，使主滑面的抗滑摩擦力逐漸降低而發(fā)生緩慢滑動(dòng)。有滑速低、滑距小的特點(diǎn)。
2.3滑移-拉裂-剪斷型
滑移-拉裂-剪斷三段式模式是指邊坡的變形破壞具有分三段發(fā)育的特征，即下部沿近水平或緩傾坡外（內(nèi)）結(jié)構(gòu)面蠕滑、后緣拉裂、中部鎖段剪斷(圖1[11])。論文參考網(wǎng)。這種模式最早揭露于黃河龍峽水電站近壩庫(kù)岸河段，以其中的查納、龍西等大型滑坡為代表[12]，是一種受坡腳近水平結(jié)構(gòu)面控制邊坡的經(jīng)典變形-破壞模式，也是我國(guó)大型高速滑坡發(fā)生的一類主要機(jī)理模式。
蠕變—拉裂—剪斷型是邊坡坡腳處由于卸荷回彈裂隙相對(duì)發(fā)育、地下水相對(duì)活躍、坡體應(yīng)力相對(duì)集中等原因，導(dǎo)致坡腳處剪切蠕變相對(duì)強(qiáng)烈，形成剪切蠕滑段。而在坡頂形成拉張應(yīng)力區(qū)出現(xiàn)后緣拉裂縫，形成坡頂拉裂段。剪切蠕滑段和拉裂段不斷發(fā)展，使邊坡中段的鎖固段應(yīng)力不斷集中，長(zhǎng)度不斷變短，當(dāng)達(dá)到臨界長(zhǎng)度時(shí)產(chǎn)生失穩(wěn)滑動(dòng)。
據(jù)試驗(yàn)資料，鎖固段泥巖有較高的內(nèi)聚力，其峰殘強(qiáng)度效應(yīng)較大且呈脆性破壞。因此，鎖固段破壞時(shí)滑體失去了很大的抗滑力，同時(shí)也相應(yīng)獲得了很大的推滑力，使滑體處于力的極不平衡狀態(tài)，急劇起程滑動(dòng)。一般此類滑坡的后部滑面較陡，有利于形成高速滑動(dòng)。加上高速滑動(dòng)時(shí)的汽化、氣墊等持速效應(yīng)，當(dāng)前部地形開(kāi)闊時(shí)，多形成高速遠(yuǎn)程滑坡。
黃土—泥巖切層滑坡的變形破壞方式一般為蠕變—拉裂—剪斷型，滑動(dòng)面多沿節(jié)理、裂隙等結(jié)構(gòu)面形成。灑勒山滑坡的破壞機(jī)制便屬于滑移-拉裂-剪斷三段式模式。這類滑坡一般可造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。
3結(jié)論
綜合上述分析.討論，可得出以下結(jié)論和認(rèn)識(shí)：
�。�1）按照黃土地區(qū)滑坡的巖土組成及滑動(dòng)面的發(fā)育位置，黃土滑坡可進(jìn)一步劃分為：黃土層內(nèi)滑坡、黃土接觸面滑坡、黃土—泥巖順層滑坡和黃土—泥巖切層滑坡四種基本類型。
�。�2）黃土層內(nèi)滑坡和黃土接觸面滑坡一般為滑移—拉裂型變形破壞模式；黃土—泥巖順層滑坡一般為滑移—壓致—拉裂型變形破壞模式，其主滑面傾角較緩，但長(zhǎng)度相對(duì)較大；黃土—泥巖切層滑坡的變形破壞方式一般為蠕變—拉裂—剪斷型，滑動(dòng)面多沿節(jié)理、裂隙等結(jié)構(gòu)面形成。
上述對(duì)黃土滑坡類型與變形破壞機(jī)制的探討，在黃土地區(qū)滑坡的研究及防治中有一定指導(dǎo)作用。
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