黃土滑坡發(fā)育的普遍規(guī)律和穩(wěn)定性判斷

劉祖典  郭增玉  夏旺民

(西安理工大學(xué)巖土力學(xué)研究所710048  西安)

    滑坡是黃土地區(qū)地質(zhì)內(nèi)外動力現(xiàn)象重要類型之一，主要分布在黃土高原河流兩側(cè)階地邊坡及山區(qū)河流兩側(cè)基巖邊坡上，滑坡按其組成物質(zhì)可分為土質(zhì)滑坡，巖質(zhì)滑坡。黃土滑坡在黃河流域分布面積較廣，數(shù)量最多，是危害最大的地質(zhì)現(xiàn)象，是內(nèi)外動力地質(zhì)作用的結(jié)果。因此在探討滑坡發(fā)育規(guī)律時，不僅要分析外動力地質(zhì)作用，而且要研究內(nèi)動力地質(zhì)作用對外動力作用的控制。綜合黃土滑坡主要影響因素有：地質(zhì)構(gòu)造、地質(zhì)巖性、地形地貌、氣象水文以及人類活動等。

    黃土滑坡主要影響因素，新構(gòu)造運動控制了本區(qū)滑坡的發(fā)育發(fā)展進(jìn)度，也是滑坡的主要內(nèi)動力因素，如大的地震作用，這一動力特性在黃河中上游比較顯著。如1920年寧夏的海原8.5級地震，l954年7月21日甘肅天水8級地震等。

    地質(zhì)構(gòu)造及地形控制滑坡的分布，在構(gòu)造交匯部位和大斷裂帶附近滑坡特別發(fā)育，形成較多滑坡發(fā)育區(qū)，如六盤山兩側(cè)滑坡分布面積廣，發(fā)育成度強(qiáng)烈。在大斷裂附近造成巖土破碎，在地下水靜動力作用下，形成嚴(yán)重滑坡現(xiàn)象。一般講溝壑越發(fā)育，切割越嚴(yán)重，則滑坡越發(fā)育。溝壑越深，坡度愈陡峻，再加上其基巖有較弱地層分布和地下水活動，就極易發(fā)生滑坡。

    地層巖質(zhì)、巖性是滑坡發(fā)育的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是控制滑坡發(fā)育的重要因素。黃土地區(qū)滑坡除受地形切割比較嚴(yán)重外，黃土地層巖性特殊也具有重要影響，如疏松、裂隙、垂直節(jié)理發(fā)育等都是形成滑坡的原因。

    黃土滑坡的發(fā)育與黃土巖性特征，下伏地層特性關(guān)系密切。例如黃土巖性比較均一，結(jié)構(gòu)疏松，多孔隙，垂直節(jié)理發(fā)育，富含碳酸鈣，有濕陷性，巖體變形特殊，巖體力學(xué)強(qiáng)度隨含水量的增加急劇下降，在浸水飽和狀態(tài)，軟化崩解、甚至泥化為流塑體，形成滑坡或泥石流。另外黃土地層下有一個廣泛分布的軟弱結(jié)構(gòu)面，如早更新粘土，上更新粘土，上更新泥巖、頁巖以及其它具有阻水作用的易軟化的風(fēng)化殼等，這些地層遇水軟化為塑性夾層，其物理力學(xué)性質(zhì)在各種因素觸發(fā)下，形成剪切滑動面，使上部黃土層發(fā)生滑動。

    人類活動也是觸發(fā)滑動、加劇滑坡發(fā)生的重要原因。如在原邊坡腳開挖窯洞和坡頂加荷等不合理建筑都是促進(jìn)滑坡發(fā)生的主要原因。

    以上簡敘述了黃土滑坡形成和發(fā)生的地質(zhì)構(gòu)造、內(nèi)外動力、物質(zhì)基礎(chǔ)及初始條件。下面再簡單說明黃土滑坡發(fā)生的觸發(fā)因素：(1)黃土強(qiáng)度受水濕影響急劇下降；(2)下伏軟弱地層結(jié)構(gòu)和不透水粘土層構(gòu)成滑坡發(fā)生的初始條件；(3)地下水靜動力壓力(即孔隙水壓力和吸力的變化)是滑坡的重要觸發(fā)因素；(4)人類活動、暴雨和地震等形成天然觸發(fā)因素。

    再如，開挖渠道或路塹切割自然坡面，地表形成較陡斜坡，其坡比一般比原天然坡面要陡，使坡體內(nèi)部原有應(yīng)力狀態(tài)有顯著變化，在天然應(yīng)力及人類活動的影響下，隨著自然應(yīng)力的演變而不斷變化，出現(xiàn)坡體應(yīng)力重新分配，主應(yīng)力方向發(fā)生偏移、應(yīng)力集中與漸進(jìn)破壞，這些應(yīng)力狀態(tài)在自然應(yīng)力及人類活動的影響下，隨著斜坡的演變而不斷變化，當(dāng)坡體應(yīng)力達(dá)巖土體極限強(qiáng)度時，由漸進(jìn)破壞形成貫通滑動面，滑動體推力超過滑動面的抗滑力，便發(fā)生滑坡，尤其當(dāng)土質(zhì)的峰、殘強(qiáng)度比大時還會發(fā)生高速脆性滑坡。

    判斷滑坡穩(wěn)定性的理論和方法，首先應(yīng)深入研究地質(zhì)、地形地貌形態(tài)的演變及發(fā)展，通過不同地質(zhì)條件對比，分析各方面的差異與共同點，滑動因素隨外部條件的變化的情況，如坡腳巖土受力情況，應(yīng)力與含水量的積聚，有否壓碎帶的出現(xiàn)，有否垂直與水平位移跡象等，這些都是滑坡發(fā)生的先兆，應(yīng)及時采取相應(yīng)的防治措施，避免大滑坡發(fā)生。

    其次還應(yīng)注意下列情況：

    (1)坡高與坡比和坡形在一定的土質(zhì)條件下，三者有一定的相關(guān)性，若坡高H很大，而坡比很小時，由于側(cè)向減壓或水濕變化，坡體將會失隱。

    (2)坡體下面有否傾斜的軟弱夾層，如泥頁巖、粘土不透水層等，水濕情況變化會形成天然的滑動面而滑動。

    (3)地下水位經(jīng)常有較大的幅度變化，以及雨水人滲情況，而使坡體土的容重增加，使滑動力與抗滑力有相應(yīng)的變化，失去平衡而滑動。

    (4)坡側(cè)向卸荷，坡體內(nèi)土發(fā)生剪脹，坡腳剪應(yīng)力增大，發(fā)生剪切變形以及松馳軟化現(xiàn)象，坡體發(fā)生向外轉(zhuǎn)動，引起坡肩裂縫，雨水浸入，強(qiáng)度降低孔壓增大而滑動。

    滑坡的防治措施應(yīng)緊密結(jié)合生產(chǎn)建設(shè)實際，首先通過勘探，查清滑坡的地質(zhì)特征，滑坡的類型、土質(zhì)和巖質(zhì)、新、老滑坡、滑坡的類型(如粘性土滑坡，黃土滑坡，堆積或堆填土滑坡等)形成條件、作用因素、發(fā)生與運動的機(jī)理和規(guī)模，又要查清是順層面滑坡，構(gòu)造面滑坡，牽引式或推動式滑坡，淺層或厚層和巨厚層滑坡等，以便識別判斷提出治理方案。

    值得指出的是：在西部開發(fā)大規(guī)模建設(shè)中，大規(guī)模工程建設(shè)會形成誘發(fā)性滑坡的重要營力。人類活動形成的滑坡愈來愈多，如公路、渠道開挖、采空塌陷等。如何合理控制人類活動對自然環(huán)境破壞已成為防治滑坡的重要方向。

    滑坡的防治應(yīng)以防為主，首先采取措施，不讓其滑動，事先采取預(yù)防措施，減小災(zāi)害損失。過去認(rèn)為滑坡難以認(rèn)識和預(yù)防，待其發(fā)生后去搶險治理，處于被動狀態(tài)。現(xiàn)在科學(xué)技術(shù)發(fā)展，人們已經(jīng)能預(yù)測其發(fā)生和發(fā)展規(guī)律，做到預(yù)防和治理相結(jié)合，以防為主，采取相應(yīng)措施不讓其滑動，加強(qiáng)其穩(wěn)定性。

    今后研究治理的方向，一定要把滑坡災(zāi)害防治與經(jīng)濟(jì)建設(shè)持續(xù)發(fā)展緊密結(jié)合，解決生產(chǎn)實踐中的滑坡問題，減小生產(chǎn)損失等。

    大力普及防災(zāi)減災(zāi)知識，提高人們的防災(zāi)意識：深入研究開發(fā)滑坡防治新理論、新技術(shù)、新方法。現(xiàn)在對大型滑坡治理方案由重力式擋墻發(fā)展到抗滑樁、預(yù)應(yīng)力錨索抗滑樁；由砌石護(hù)面發(fā)展為鋼筋骨架加網(wǎng)格護(hù)面、掛網(wǎng)噴錨砼護(hù)面，再加上治坡治水的綜合治理，尤其防治雨水入滲重要。在滑坡治理之先一定要查清上述情況，一次徹底治理不留后患。

    以上簡略地敘述了黃土滑坡發(fā)生和發(fā)展的普遍規(guī)律，當(dāng)然每一個滑坡只能表現(xiàn)上述一種或兩種以上的情況，應(yīng)根據(jù)具體情況作實際分析，采取具體防治措施，提出相應(yīng)的防治方法，會取得實際效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]羅樞運孫遜  陳永宗《黃土高原自然條件研究>陜西人民出版社1998年

[2]劉祖典《巖土力學(xué)與工程》陜西科學(xué)技術(shù)出版社1997年

(本文來源：陜西省土木建筑學(xué)會  文徑網(wǎng)絡(luò)：文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)