滑坡及其堆积物

如题所述

(一)滑坡的概念及特征

1.滑坡的概念

斜坡上的大块岩(土)体,在地下水和地表水的影响及重力作用下,沿一定的滑动面做整体下滑的现象,称为滑坡。滑坡常常在松散土层中,或沿松散土层与基岩接触面滑动,有时也沿岩层层面或断层层面滑动。滑坡体的滑动速度一般比较缓慢,一昼夜只有几厘米,甚至几个月才移动几厘米。但在一些特殊情况下,如暴雨或大地震时,滑坡速度也可以很快。

2.滑坡的形态特征

滑坡有许多形态特征,如滑坡体、滑动面、滑床、滑坡壁、滑坡裂隙、滑坡阶地和滑坡鼓丘等(图3-5)。我们常常从这些方面来描述和研究滑坡。

图3-5 滑坡示意图

a—纵剖面;b—平面;c—横剖面

1—环状张裂隙;2—破裂隙;3—滑坡阶地;4—醉汉树;5—滑动面;6—分支滑动面;7—挤压裂隙;8—滑坡体;9—滑坡洼地或水池;10—滑坡鼓丘或张裂隙;11—滑坡微褶皱;12—平行羽状拉张裂隙

(1)滑坡体 滑坡体是斜坡上沿弧面滑动的岩体或土体。滑坡体的平面呈舌状,它的体积不一,最大可达数立方千米(图3-6)。滑坡体上的树木,因滑坡体旋转滑动而歪斜,这种歪斜的树木称为醉汉树。如果滑坡形成已有相当长的一段时间,歪斜的树干又会慢慢长成弯曲形,叫做马刀树(图3-7)。

(2)滑动面 滑动面是滑坡体与滑床之间的滑动界面,又称主滑动面。滑动面大多是弧形的,在滑动面上往往可以看到滑坡滑动时留下的磨光面和擦痕,在紧邻滑动面两侧土体中可见到拖曳构造现象。有时滑坡体下滑时,因各段滑动速度不同,在滑坡体内形成次一级的滑动面,称为分支滑动面,一系列分支滑动面构成滑动带。

(3)滑床 位于滑动面之下,支撑滑坡体而本身未经移动的斜坡组成部分称滑床,又叫滑坡基座。滑坡体与滑床之间在平面上的分界线称为滑坡周界。

图3-6 滑坡体示意图

图3-7 马刀树示意图

(4)滑坡壁 滑坡壁是滑坡体向下滑动时,在斜坡顶部形成的陡壁。滑坡壁又称破裂壁,它的相对高度表示垂直下滑的距离。滑坡壁平面呈弧形线。

(5)滑坡阶地 滑坡阶地是滑坡体下滑后在斜坡上形成的阶梯状地形。如果有好几个滑动面,则可形成多级滑坡阶地。滑坡阶地面经常是向内坡倾斜,有些规模较大的滑坡,在向内坡倾斜的滑坡阶地面上常形成小湖。例如宝鸡附近的卧龙寺滑坡,由于含水层被滑坡错断出露,在滑坡壁下的滑坡阶地上曾形成一个10m深的小湖泊。

(6)滑坡鼓丘 滑坡鼓丘是滑坡过程中滑坡体的前端受到阻碍、后部不断推挤而鼓起的小丘。其内部常见到由滑坡推挤而成的一些小型褶皱或逆冲断层。由于滑坡体的前端形成了突起的小丘,在滑坡体的中部相对低洼的部位,则能积水成湖。

(7)滑坡裂隙 滑坡裂隙是滑坡即将滑动时或滑动过程中形成的。根据裂隙的分布部位和力学性质可分为:①环状拉张裂隙。它们分布在滑坡壁的后缘,与滑坡壁的方向大致相同。这种裂隙多是因滑坡体将要下滑或在下滑过程中的拉张作用形成的,故斜坡上环状拉张裂隙的出现是将要形成滑坡的预兆。②平行剪切裂隙。滑坡体在滑动时,由于滑坡体不同部位的滑动速度不同,形成一些和滑坡运动方向一致的剪切裂隙,常分布在滑坡体的中部和两侧。在滑坡体的两侧边缘,由剪切裂隙派生一些平行的拉张裂隙或挤压裂隙,形如羽状称羽状裂隙。③滑坡鼓丘部位的拉张裂隙和挤压裂隙。当滑坡鼓丘隆起时,顶部拉张作用,形成拉张裂隙;如滑坡体前端受阻碍但仍有强大的挤压作用时,滑坡鼓丘部位就产生很强的挤压作用,形成一些挤压裂隙。这些拉张裂隙和挤压裂隙的方向是一致的,它们和滑坡的滑动方向垂直。④滑坡前端放射状裂隙。滑坡前端因滑坡体向外围扩散而形成一些张性或张剪性放射状裂隙。滑坡裂隙常常是滑坡发生早期的征兆。

(二)滑坡发生的条件和过程

1.滑坡发生的条件

斜坡的地貌特征决定了斜坡内部应力分布状态及地表流水特征,特别是斜坡的高度、坡度和外形是决定滑动力大小的主要因素。一般外貌起伏和缓、坡度不大、植被覆盖较好的山坡,大多是比较稳定的。但在高陡的山坡或陡崖,斜坡上部的软弱面形成临空状态,就会加大下滑力,减小抗滑力,使斜坡上部土体或岩体处于不稳定状态,容易产生滑坡。

斜坡的物质组成与地质结构也直接影响着滑坡的发生与否,不同土体、岩体的工程力学特征不同,它们的抗剪强度、抗风化、抗软化、抗冲刷的能力也不同,发生滑坡的频率也不一样。粘土和松散堆积层浸水后,黏聚力骤降,大大增加了其可滑性;沉积岩互层中夹有软弱的薄层页岩、泥岩、煤系等地层容易发生滑坡;变质岩系中如含有绿泥石、叶蜡石、云母等矿物的片岩、千枚岩分布地区,滑坡也常常成群分布。这些地层常称之为易滑地层。岩层的各种结构面,如层面、片理面、断层面、解理面、堆积层内的分界面及其基底面、地下水含水层的顶底面及岩基风化壳中风化程度不同的分界面等,常常构成滑动带的软弱面。特别当岩层结构面的倾向与坡向一致,岩层的倾角又小于斜坡的坡度角时,最易发生滑坡。

地表水和地下水的作用是促使滑坡发生的极重要的因素。水可以增大滑坡体质量,起到润滑作用,降低抗滑力。实验证明:当粘土的含水量增加至35%时,抗剪强度会降低60%以上,泥岩或页岩饱水时的抗剪强度,比天然状态下的抗剪强度降低30%~40%。如果地下水在隔水顶板上汇集成层,还会对上覆岩层产生浮托力,降低抗滑力。地下水还能溶解土石中易溶物质,使土石成分发生变化,逐渐降低其抗剪强度。地下水位升高,会产生很大的静水与动水压力,这些都有利于滑坡的产生。

2.滑坡发生的过程

滑坡发生的过程大致可分为三个阶段,即蠕动变形阶段、滑动阶段和稳定阶段。

(1)蠕动变形阶段 斜坡上岩(土)体的平衡状况受到破坏后,产生塑性变形,有些部位因滑坡阻力小于滑坡动力而产生微小滑动。随着变形的发展,斜坡上部开始出现拉张裂隙。裂隙形成后,地表水下渗加强,变形进一步发展;中部开始微微蠕动向前挤;在滑坡两侧相继出现剪切裂隙,后缘出现弧形裂缝(即滑坡壁的雏形);滑动面逐渐形成。

(2)滑动阶段 滑动面已形成,滑坡体向下滑动,滑坡壁已出现较大垂直错距,滑坡前缘形成滑坡鼓丘;一些滑坡裂隙也相继出现,裂隙错距不断加大;滑坡阶地明显出现;上、下部滑动面同时滑动且后部与边部裂隙贯通;在滑动面的下方出口处,常有混浊的地下水流出。

(3)稳定阶段 滑坡体滑动后,不断受阻,能量消耗,滑坡体趋于稳定。滑坡停息以后,滑坡体在自重作用下,一些曾滑动的松散土石块逐渐压实,地表裂隙逐渐闭合,滑坡壁因崩塌而变缓,甚至生长植物,滑动时一些东倒西歪的树木又恢复正常生长,形成许多弯曲的马刀树。滑坡稳定后,如再遇到特强的触发因素,又能重新滑动。地震触发的滑坡在较短时期可以形成较大的滑坡体,没有蠕动阶段。

(三)滑坡的分类

滑坡类型的划分可根据不同的原则,常见的有以下几种:

(1)根据滑坡的物质组成可将滑坡分为黄土滑坡、粘土滑坡、碎屑滑坡和基岩滑坡。

(2)根据滑坡与岩层产状、构造的关系,可将滑坡分为顺层滑坡、构造面滑坡和不整合面滑坡等。

(3)根据滑坡体的厚度可将滑坡分为浅层滑坡(数米)、中层滑坡(数米至20m)和深层滑坡(20m以上)。

(4)根据滑坡的触发原因可将滑坡分为人工切坡滑坡、冲刷滑坡、超载滑坡、饱水滑坡、潜水滑坡和地震滑坡等。

(5)根据滑坡形成年代可分为新滑坡、老滑坡和古滑坡。

(6)根据滑坡驱动形式可将滑坡分为牵引滑坡和推动滑坡。

上述各种滑坡类型的划分都是根据某一单项指标来考虑的,实际上自然界的滑坡形成是多因素的,例如由于地震触发的滑坡,可以在同一土层中形成滑坡,也可沿层面或断层面形成滑坡,因而只考虑一种因素来划分滑坡类型是不完全的。

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