崩塌和滑坡的形成機(jī)理及成災(zāi)模式

時(shí)間:2022-08-16 08:52:22

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崩塌和滑坡的形成機(jī)理及成災(zāi)模式

摘要:文章通過(guò)收集相關(guān)資料,對(duì)鄉(xiāng)寧縣崩塌滑坡形成機(jī)理成災(zāi)模式進(jìn)行了分析總結(jié)。結(jié)果表明:滑坡災(zāi)害成災(zāi)模式為滑坡發(fā)生后,滑坡物質(zhì)運(yùn)動(dòng)對(duì)承災(zāi)體造成毀傷或毀壞的形式。鄉(xiāng)寧縣崩塌地質(zhì)災(zāi)害成災(zāi)模式主要有滑移或傾倒+毀壞模式、崩落+毀傷模式兩種模式;滑坡地質(zhì)災(zāi)害成災(zāi)模式主要有劇滑+毀壞模式、蠕滑+掩埋模式以及蠕滑+拉裂模式三種模式。

關(guān)鍵詞:崩塌;滑坡;形成機(jī)理;成災(zāi)模式;鄉(xiāng)寧縣

1概況

鄉(xiāng)寧縣地處山西省西南部,呂梁山南端、黃土高原中部的邊緣地帶。本區(qū)與地質(zhì)災(zāi)害密切相關(guān)的是梁狀黃土丘陵區(qū)與剝蝕侵蝕中山區(qū),本區(qū)與地質(zhì)災(zāi)害形成有關(guān)的地層主要是上石炭系山西組、太原組含煤地層,二疊系石盒子組地層及第四系松散層。截至2020年,鄉(xiāng)寧縣共發(fā)育有崩塌災(zāi)害及隱患86處,滑坡災(zāi)害及隱患19處;其中崩塌、不穩(wěn)定斜坡發(fā)生的位置多分布在公路兩側(cè)和村莊房屋附近;而滑坡災(zāi)害則與地層巖性有直接關(guān)系,這兩類地質(zhì)災(zāi)害都與人民生命財(cái)產(chǎn)安全息息相關(guān)。

2崩塌

2.1黃土崩塌

鄉(xiāng)寧縣發(fā)生的崩塌多為黃土崩塌,且廣泛分布在縣境西北大面積的梁狀黃土丘陵區(qū)。在自然風(fēng)化、剝蝕的影響下,坡體頂部邊緣形成近垂直的拉張裂隙,一遇降雨,裂隙逐步向深部擴(kuò)張,同時(shí)土體底部水平支撐面逐步縮小、軟化,塊體重心相對(duì)外移,當(dāng)塊體壓力大于承載力或受外力作用影響傾覆力大于抗傾覆力時(shí),黃土塊體由根部斷裂,易形成傾倒式崩塌;當(dāng)黃土在垂直節(jié)理或裂隙控制下形成一定長(zhǎng)度的順坡向貫通面時(shí),塊體沿多條平行的貫通面逐級(jí)下挫,易形成滑移式崩塌。較為典型的有昌寧鎮(zhèn)西印里黃土崩塌和北糧巷黃土崩塌等。見(jiàn)圖1。

2.2巖質(zhì)崩塌

鄉(xiāng)寧縣巖質(zhì)崩塌相對(duì)較少,主要分布在昌寧鎮(zhèn)周邊及棗嶺鄉(xiāng)西側(cè)一帶的二疊系砂巖、泥巖互層巖質(zhì)崩塌,以及分布在西坡鎮(zhèn)南部209國(guó)道兩側(cè)和雙鶴鄉(xiāng)568縣道兩側(cè)的奧陶系灰?guī)r巖質(zhì)崩塌,且總體上以二疊系石砂巖、泥巖互層巖質(zhì)崩塌為主。受人工削坡修路的影響,砂巖及砂質(zhì)泥巖節(jié)理裂隙不斷發(fā)育,它將成層的巖石切割成大小不等的塊體,使巖體完整性遭到破壞,由于砂巖致密堅(jiān)硬、力學(xué)強(qiáng)度高、抗風(fēng)化侵蝕能力強(qiáng),而砂質(zhì)泥巖質(zhì)地軟弱、抗剪強(qiáng)度較低、抗風(fēng)化能力弱、遇水易軟化,這種互層巖體的力學(xué)性質(zhì)差異較大,在降水、風(fēng)化、凍脹等自然因素的聯(lián)合作用下軟弱砂質(zhì)泥巖不斷遭受侵蝕形成臨空面,上部破碎砂巖塊體原有應(yīng)力平衡被打破,在重力作用下失穩(wěn)形成崩塌災(zāi)害。鄉(xiāng)寧縣較為典型的巖質(zhì)崩塌為2000年11月209國(guó)道旁基巖崩塌和2020年7月15日昌寧鎮(zhèn)鳳凰溝32號(hào)東北側(cè)發(fā)生的局部崩塌。

2.3崩塌災(zāi)害成災(zāi)模式

崩塌災(zāi)害成災(zāi)模式為崩塌物質(zhì)運(yùn)動(dòng)對(duì)承災(zāi)體造成毀傷或毀壞的形式,由于調(diào)查區(qū)崩塌的主要承災(zāi)對(duì)象主要為居民和道路,多位于崩塌坡腳,崩塌體規(guī)模與崩塌變形破壞模式密切相關(guān)。因此,區(qū)內(nèi)崩塌災(zāi)害成災(zāi)模式主要有以下幾種類型。2.3.1滑移或傾倒+毀壞模式該類模式主要為滑移式崩塌和傾倒式崩塌所致,若滑移式崩塌和傾倒式崩塌單次發(fā)生規(guī)模較大,在崩塌發(fā)生后,對(duì)坡腳或崖腳住戶或公路的破壞則以直接砸毀為主,可造成坡腳人員傷亡和較大財(cái)產(chǎn)損失,較為典型的是2000年11月209國(guó)道旁基巖崩塌,規(guī)模可達(dá)中型,崩塌體壓覆公路的長(zhǎng)度達(dá)390m,體積9.6萬(wàn)m3。2.3.2崩落+毀傷模式該類模式主要為墜落式崩塌所致,由于崩塌體以局部剝落、墜落或滾石為主,且單次發(fā)生規(guī)模較小,崩塌發(fā)生后,雖對(duì)崩塌物直接影響到的民房和公路造成毀傷,但人員傷亡或財(cái)產(chǎn)損失相對(duì)較少。較為典型的是2020年7月15日13時(shí),寧鎮(zhèn)鳳凰溝鳳巢巷32號(hào)東北側(cè)發(fā)生的基巖崩塌,崩塌方量100m3,崩塌體毀壞窗戶,進(jìn)入室內(nèi),未造成人員傷亡。

3滑坡

3.1黃土層內(nèi)滑坡

梁狀黃土丘陵區(qū)溝谷兩岸黃土地帶由于自然風(fēng)化、人工開(kāi)挖、坡頂加載等原因,在坡頂附近逐漸形成卸荷拉張裂隙,隨著雨水的不斷滲入,坡體內(nèi)部土體逐漸飽和并軟化,抗剪強(qiáng)度逐漸減小,土體局部出現(xiàn)剪切破壞并產(chǎn)生剪切裂隙,剪切裂隙逐漸擴(kuò)展連通形成剪切面,使土體強(qiáng)度進(jìn)一步降低,最終導(dǎo)致土體因剪切面抗剪強(qiáng)度低于剪應(yīng)力而沿滑動(dòng)帶下滑,從而形成黃土層內(nèi)滑坡。鄉(xiāng)寧縣此類滑坡相對(duì)較少,在棗嶺鄉(xiāng)一帶比較集中,誘發(fā)因素主要是居民坡頂加載、坡面隨意排水及長(zhǎng)期的風(fēng)化、降水及凍融作用。

3.2黃土—基巖接觸面滑坡

鄉(xiāng)寧縣黃土基巖接觸面滑坡比較普遍,且大多為第四系黃土與二疊系砂巖、泥巖的土巖接觸面滑坡。由于坡腳開(kāi)挖、削坡建窯等人為因素,斜坡前部發(fā)生蠕動(dòng)變形,后緣形成拉應(yīng)力集中區(qū),進(jìn)而發(fā)展為拉張裂縫帶。在雨季時(shí),雨水大量入滲,在基巖表部匯聚,而二疊系泥巖易軟化、隔水性好,使基巖面上地下水相對(duì)富集、飽水,從而使基巖表部土體飽和而強(qiáng)度降低進(jìn)而轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑤?。同時(shí),斜坡地下水位快速抬升,穩(wěn)定性不斷下降,拉張裂縫不斷擴(kuò)展直至到達(dá)基巖表部,滑坡后緣貫通,最終斜坡在自重力作用下發(fā)生滑坡。鄉(xiāng)寧縣此類滑坡較普遍,且集中發(fā)育在昌寧鎮(zhèn)南北山一帶。見(jiàn)圖2。

3.3滑坡災(zāi)害成災(zāi)模式

根據(jù)鄉(xiāng)寧縣滑坡處變形階段以及可能變形速度,區(qū)內(nèi)滑坡的成災(zāi)模式有以下幾種類型。3.3.1劇滑+毀壞模式該類模式主要為處于加速—破壞變形階段的滑坡以及下滑規(guī)模和滑動(dòng)變形速度都較大的滑坡,若滑坡前緣的住戶或公路、中后緣或坡頂住戶被完全毀壞,一般會(huì)造成人員傷亡,財(cái)產(chǎn)損失較大。此類滑坡中較為典型的有2019年3月15日18時(shí)05分鄉(xiāng)寧縣棗嶺鄉(xiāng)衛(wèi)生院發(fā)生的3.15滑坡,直接造成兩棟居民樓、一座小型洗浴中心、鄉(xiāng)衛(wèi)生院住院樓、食堂及一座簡(jiǎn)易房相繼垮塌?;略斐?0人遇難、13人受傷,造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。3.3.2蠕滑+掩埋模式該類模式以處于蠕滑—均速變形階段的滑坡為主,滑坡體僅局部下滑或整體蠕滑變形,滑動(dòng)變形速度較小,對(duì)滑坡前緣的住戶或公路的影響以局部掩埋為主,人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失較小。如2020年7月份,因修建文筆路,昌寧鎮(zhèn)南閣村委水利橋發(fā)生滑坡,毀壞衛(wèi)生所3間,阻斷文筆路交通11天,未造成人員傷亡。3.3.3蠕滑+拉裂模式該類模式以處于蠕滑—均速變形階段的滑坡為主,滑坡體局部下滑或整體蠕滑變形,滑動(dòng)變形速度較小,對(duì)滑坡體上住戶的影響主要為后緣或側(cè)緣開(kāi)裂變形,財(cái)產(chǎn)損失較小。如2020年5月份因文筆路修路,開(kāi)挖坡腳,滑坡頂部和后緣及側(cè)緣發(fā)現(xiàn)拉張裂縫,對(duì)裂縫進(jìn)行人工監(jiān)測(cè)。

4結(jié)論與建議

綜上,鄉(xiāng)寧縣發(fā)生的崩塌多為傾倒式及滑移式黃土崩塌,成災(zāi)模式主要為兩種模式:滑移或傾倒+毀壞模式和崩落+毀傷模式。區(qū)內(nèi)發(fā)生的滑坡多為黃土基巖接觸面滑坡,也發(fā)育有較少的黃土層內(nèi)滑坡;滑坡的成災(zāi)模式有三種類型:劇滑+毀壞模式、蠕滑+掩埋模式以及蠕滑+拉裂模式?;诖?,建議相關(guān)部門(mén)加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警,在每年3月的凍融期及6-9月的降雨集中期,加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警,高度重視由降雨、凍融及人類活動(dòng)等因素誘發(fā)的崩塌和滑坡地質(zhì)災(zāi)害,同時(shí)還應(yīng)密切關(guān)注土質(zhì)斜坡的變化及變形跡象,提前判斷其致災(zāi)的可能性,并提前預(yù)判其成災(zāi)模式,以此來(lái)制訂更為詳細(xì)的避災(zāi)方案,更好地保障當(dāng)?shù)鼐用竦纳?cái)產(chǎn)安全,維護(hù)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn):

[1]鄭立紅,等.山西省鄉(xiāng)寧縣地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)調(diào)查調(diào)查評(píng)價(jià)[R].山西省地質(zhì)調(diào)查院,2020,10.

[2]呂萌.山西省黃土崩塌地質(zhì)災(zāi)害的現(xiàn)狀及水敏感性分析[D].太原理工大學(xué),2016.

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作者:史彩霞 單位:山西省地質(zhì)調(diào)查院有限公司