山地斜坡工程地質(zhì)區(qū)的不穩(wěn)定斜坡變形破壞因素及特點

1、山地斜坡工程地質(zhì)區(qū)的不穩(wěn)定斜坡變形破壞因素及特點    摘要：在山地斜坡工程地質(zhì)區(qū)中，不穩(wěn)定斜坡變形破壞在地質(zhì)工程設(shè)計、地質(zhì)災(zāi)害防治工程設(shè)計以及環(huán)境地質(zhì)效應(yīng)評價中是最普遍存在的一種破壞性地質(zhì)作用。斜坡工程地質(zhì)區(qū)獨特的地質(zhì)歷史過程和現(xiàn)狀控制影響因素，使得不穩(wěn)定斜坡具有非常獨特的特點，研究之變形趨勢、預(yù)測之最終結(jié)果、防治之不利過程和災(zāi)難，是人類生存環(huán)境的發(fā)展過程研究和工程建設(shè)場地趨利避害的首要前提。 關(guān)鍵詞：斜坡工程地質(zhì)區(qū)；不穩(wěn)定斜坡；變形破壞 中圖分類號：TU413.6+2 文獻標識碼： A 文章編號： 1. 不穩(wěn)定斜坡分類概述 斜坡系指地殼表部一切具有側(cè)

2、向臨面的地質(zhì)體，分為自然斜坡和人工邊坡兩種。不穩(wěn)定斜坡包含有：土質(zhì)斜坡、巖體斜坡和土質(zhì)巖質(zhì)二元結(jié)構(gòu)斜坡。 土質(zhì)斜坡在人類活動地域的自然地質(zhì)環(huán)境中是最普遍出現(xiàn)的不穩(wěn)定斜坡 土質(zhì)巖質(zhì)二元結(jié)構(gòu)斜坡，山區(qū)斜坡工程地質(zhì)區(qū)中最普遍的是這一類的斜坡。 2. 不穩(wěn)定斜坡變形破壞的類型和方式 2.1斜坡碎屑流 包括碎屑流和土滑。地質(zhì)剝蝕力（重力、凍脹力、風(fēng)力、體積力等）將斜坡塊體由基巖拆離開來，這些巖塊、土石體在重力作用下落滑，在斜坡中部、凹型坡體部形成體積大小不一、高度較大的倒石錐或土流體。這些松散堆積的碎塊石倒石錐體，極不穩(wěn)定。 2.2斜坡塊體運動（崩塊或滾石） 包括滾石和塊體崩落，斜坡地質(zhì)作用力（水平分力

3、、垂直分力）將斜坡塊體由基巖拆離開來，這些巖塊、土石體在重力作用下沿著斜坡快速崩落、崩滑，表現(xiàn)為巖落、巖滑、碎屑落、碎屑滑。危害表現(xiàn)為有的位于人類活動場所地斜坡的中上部形成威脅。 2.3崩塌 崩塌是指陡峻山坡上巖土體在自重作用下，向臨空面突然崩落的現(xiàn)象。山地斜坡工程地質(zhì)區(qū)崩塌現(xiàn)象是普遍存在的，斜坡崩塌變形體數(shù)量約占斜坡變形體總數(shù)的90%以上。山地斜坡地形復(fù)雜，溝谷縱橫，分布崩塌點密度高。 2.4滑坡 滑坡斜坡土體或巖體在重力作用下失去原有的穩(wěn)定狀態(tài)，沿著斜坡內(nèi)一個或多個破裂滑動面整體向下滑動的過程與現(xiàn)象。這些滑坡變形體有著形成周期慢、現(xiàn)狀欠穩(wěn)定或較穩(wěn)定和隱蔽性強的特點。 滑坡變形體：滑坡體整體

4、特征不明顯，滑坡平面形態(tài)呈條狀形態(tài)?；w巖性為含碎石粘土、碎石土。由于不均勻滑動，滑體上鼓脹（地表上鼓）、縱張裂縫形成，泉水或濕地出現(xiàn)等。 山地斜坡工程地質(zhì)區(qū)的滑坡以部分滑體崩滑、溜滑地質(zhì)作用因素為主。后緣的弧形拉張裂隙、下錯階梯狀陡坎（一級或多級）出現(xiàn)、滑體兩側(cè)出現(xiàn)平行的羽狀張裂隙（斜列式）。 2.5次生沉積物流（泥石流） 次生沉積物流（泥石流）是斜坡上或溝谷中松散碎屑物質(zhì)被暴雨或積雪、冰川消融水所飽和，在重力作用下，沿斜坡或溝谷流動的一種特殊洪流。特點是爆發(fā)突然，歷時短暫，來勢兇猛和巨大的破壞力。泥石流預(yù)警是與降雨強度明顯相關(guān)，特別是陣雨強度是預(yù)測泥石流發(fā)生的基本要素。 3. 影響不穩(wěn)定斜

5、坡變形破壞的因素 3.1坡體形態(tài) 坡體形態(tài)不同，應(yīng)力分布是不一樣的。陡坡腳處產(chǎn)生應(yīng)力集中，坡頂出現(xiàn)拉應(yīng)力。另外，斜坡形成和發(fā)展中，隨著坡體形態(tài)的逐漸或快速的變化，應(yīng)力分布場也是變化的。 不穩(wěn)定斜坡形態(tài)的形成、發(fā)展乃至破壞是一個逐漸變化、發(fā)展的過程。隨著坡頂殘積物逐漸下移和下部坡體的蠕變，坡體的應(yīng)力狀態(tài)逐漸轉(zhuǎn)移和變化。 3.2巖性和巖體結(jié)構(gòu) 軟弱巖體和粘聚力很低的松散土體斜坡較堅硬巖石和固結(jié)高粘聚力土體明顯不穩(wěn)定；此外，就表現(xiàn)在斜坡巖體結(jié)構(gòu)上的各種形式結(jié)構(gòu)面上，這種結(jié)構(gòu)面有時表現(xiàn)在力學(xué)差異分布的力學(xué)結(jié)構(gòu)面上，結(jié)構(gòu)面使得巖土體不均一和不連續(xù)，就形成了沿結(jié)構(gòu)面周邊出現(xiàn)應(yīng)力集中或應(yīng)力阻滯現(xiàn)象，構(gòu)成斜坡

6、變形與破壞的控制性條件。坡體易沿結(jié)構(gòu)面發(fā)生剪切滑移，同時出現(xiàn)折線型蠕滑裂隙系統(tǒng)；尤其在結(jié)構(gòu)面相互交匯處或轉(zhuǎn)折處，形成高壓應(yīng)力和拉應(yīng)力集中，變形破壞劇烈。 3.3水體的作用 在斜坡工程地質(zhì)區(qū)在經(jīng)歷不同程度降水或水體入滲至斜坡體，由于斜坡體水體的滲入，引起以下幾種斜坡體工程地質(zhì)性質(zhì)的驟變： 動水壓力的增加；靜水壓力的增加；增加滑動體的重度；粘聚力的降低；改變巖土體的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)：由于坡體中水體的加入，一些單層結(jié)構(gòu)的巖土體就可能轉(zhuǎn)變?yōu)殡p層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)斜坡體；水體還改變巖土體性質(zhì)，表現(xiàn)在塑性增強和膨脹力、崩解性質(zhì)上，這些在斜坡破壞變形是普遍存在的。 3.4外動力作用 荷載的增加 斜坡體中、上部，有時分

7、布著建筑物或公路道路等工程設(shè)施，和民居地，這些一方面增加不穩(wěn)定斜坡的下滑力；一方面增加水體的入滲斜坡體的現(xiàn)象。 地震力作用 地震力（瞬時水平分力、垂直分力、“巖土體似地震液化”和地震波效應(yīng)）將斜坡塊體由基巖拆離開來；地震力對斜坡的變形破壞表現(xiàn)為致使原有斜坡地質(zhì)變形體滑動、成災(zāi)和地震過程產(chǎn)生新的斜坡地質(zhì)變形體。 3.5地質(zhì)構(gòu)造和新構(gòu)造運動的影響作用 一方面使得斜坡巖土體破碎和移動，以及斜坡體高度的加大；另一方面斜坡體應(yīng)力分布的增高和應(yīng)力場分布的改變。 4. 不穩(wěn)定斜坡變形破壞的特點 4.1淺表性滑移 山地斜坡工程地質(zhì)區(qū)，外動力水營生作用較弱，以風(fēng)力和冷凍作用為主，所形成風(fēng)化殼較薄，強風(fēng)化帶厚度較

8、小。表現(xiàn)在過程變形體淺表性的多次變形完成或滑落的過程。變形體變形后，表現(xiàn)有后緣有多條拉張裂縫，裂縫平行于變形圈椅邊界線，中部錯裂縫明顯，裂縫延伸長，可見深度大，位移明顯；變形體兩翼剪裂縫呈雁行式排列，裂縫延伸較長；變形后緣壁明顯，較高高。部分斜坡變形體還具有繼續(xù)變形的趨勢上，高或較高的后緣壁危巖體，由于應(yīng)力松弛帶的形成，極易崩落；較厚的變形體前緣，逐漸形成斜坡變形體下滑，在暴雨或持續(xù)降雨過程中，部分破壞變形了的變形體，隨時下滑強變形或突然變形的可能。 4.2外部水體增加期（雨季為主）斜坡變形破壞 山地斜坡工程地質(zhì)區(qū)多數(shù)不穩(wěn)定斜坡的變形過程：隨著斜坡松散土石體下落，不穩(wěn)定斜坡的逐漸加大，變形體極

9、限平衡的接近；變形體后緣拉張裂隙發(fā)育，雨季或水體滲入期，降雨直接入滲至變形體后緣發(fā)育的拉張裂縫和松散狀態(tài)坡體土，至滑帶（滑面），降低滑帶土的抗剪強度；增加孔隙水靜水壓力和動水壓力；入滲至坡體的水體增加了滑體自重，上述條件促使斜坡不穩(wěn)定變形體變形，乃至崩滑、滑移和強烈變形。這些不穩(wěn)定斜坡產(chǎn)生的巨大松散巖土體堆積在谷坡斜地上，為次生泥石流的發(fā)生提供了充足的物源，導(dǎo)致泥石流災(zāi)害發(fā)生。 綜上所述，雨季來臨前不穩(wěn)定斜坡多呈現(xiàn)蠕滑狀態(tài)，變形緩慢；暴雨或持續(xù)降雨時，土體飽和，斜坡變形體突然劇烈變形。降雨條件下，不穩(wěn)定斜坡位移加速度與相應(yīng)的位移速度的平方成正比6。 式中，A、為常數(shù)，=1.52.2； 滑動速度； t初始時間； tr斜坡破壞時間。 結(jié)論 總體來說，不穩(wěn)定斜坡變形發(fā)展過程多呈漸變的、緩慢的、蠕滑的特點。不穩(wěn)定斜坡隨著變形體體積的增長、厚度加大，斜坡地應(yīng)力的聚集，向不穩(wěn)定斜坡或臨界趨勢