（环境科学专业论文）铜川地区黄土滑坡的机理、稳定性及防治措施研究.pdf

s t u d y o nt h e m e c h a n i s m ，s t a b i l i t y , p r e v e n t i o n o fl o e s sl a n d s l i d e si nt o n g c h u a n a r e a a b s t r a c t 7 f h en a t u r a ld i s a s t e r so nl o e s sl a n d s l i d e si n l o n g c h u a nh a v eb e e n b e c o n f i n gm o r e a n dm o r e s e r i o u s ，w h i c hi m p o s e a g r e a t b a r r i e rt ot h es u s t a i n a b l ee c o n o m i c d e v e l o p m e n t o ft h e r e g i o n s ot h e s y s t e m a t i c a l l ys t u d y o fl o e s sl a n d s l i d e s a r e e m e r g e n t l yn e e d e d b a s e do nd e t a i l e di n v e s t i g a t i o na n ds u r v e yo fc h a r a c t e r i s t i c so f e n v i r o n m e n t a l g e o l o g y ，e n g i n e e r i n gg e o l o g y , h y d r o m e t e o r o l o g yi nq _ b n g c h u a n ，t h e d i s t r i b u t i o nc h a r a c t e r i s t i ca n dt h eo u t e r , i n n e rf a c t o ro f1 0 e s s1 a n d s l i d e sa r es t u d i e d ； a n di ti sc o n c l u d e dt h a tt h er a i n f a l la n da r t i f i c i a le n g i n e e r i n ga c t i v i t ya r et h el e a d i n g c a u s e so fl o e s sl a n d s l i d ea m o n gv a l i o u s f a c t o r s t h r o u g hp l e n t yo ft e s t s o fs o i l s a m p l e s ，i ti sr e s e a r c h e dt h a tt h el o e s s sp h y s i c a lm e c h a n i c sc h a r a c t e r i s t i c s ，t h el o e s s l a n d s l i d e sf o r m a t i o nm e c h a n i s ma n dk i n e m a t i c sm e c h a n i s m f h e r e l a t i o n s h i p b e t w e e n c o e f f i c i e n t ( a n ，b d ) o fp o r ew a t e rp r e s s u r ea n dd e g r e eo t s a t u r a t i o n ，a sw e l l a sb e t w e e n p o r o u sr a t i o ，i sr e g r e s s e du s i n gt h en o n l i n e rr e g r e s s i o n w i t ht h er e l a t i o n s b e t w e e ns h e a rs t r e n g t ho fs o i lo fs l i pb a n da n dw a t e rc o n t e n t ，p o r o u sr a t i o ，i ti s i l l u s t r a t e dt h a tt h el o w v e l o c i t ym e c h a n i s mo f t h el o e s sl a n d s l i d e si nt o n g c h u a na n d i ti sc o n c l u d e dt h a tt h eg r a d u a l l yr e c o v e r yo fs h e a rs t r e n g t hi sa n i m p o r t a n tf a c t o ro f r e d u c i n gt h ev e l o c i t yo f t h el a n d s l i d e sd u r i n gt h es l i d i n gp r o c e s s n e ws l o p e ss t a b i l i t y a n a l y s i sm e t h o d i nt o n g c h u a na r eo f f e r e d ，t h a ti st h ef u z z yi n f o r m a t i o no p t i m i z a t i o n m e t h o d ，t h e nt a k i n ge x a m p l ef o rl i e c a ir o a dt o l l g a t el a n d s l i d e ，t h em e t h o di sc o n t r a s t 、v i t ll i m i te q u i l i b r i u mm e t h o da n d2 df e m s t a b i l i t ya n a l y s i s f i n a l l y , o nt h eb a s i so f t h ec h a r a c t e r i s t i c so fl o e s sl a n d s l i d e si n t o n g c h u a n ，t h em e a n i n g o fl a n d s l i d e p r e v e n t i o na n dc u r ei si l l u s t r a t e d ，a n dt h ep r e v e n t i o na n dc u r et a c t i c so f l a n d s l i d ei s s u m m a r i z e d a n d b e s i d e s ，t h ee n g i n e e r i n gs c h e m e s t o i ，i i l a n d s l i d e sa r eo f f e r e d k e yw o r d s ：t o n g c h u a n ，l o e s sl a n d s l i d e s ，l a n d s l i d e sm e c h a n i s m ，s l o p es t a b i l i t y p r e v e n t i o no f l a n d s l i d e 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究1 ：作及取得的 研究或象。掭我所知，除了文中蒋裁荔| 以蠡注蟊熬落的逮方餐，论文孛不楚惫台 其他人已经发表或撰骂过的成果，也不包含为获得瞬北大学或其他教育机构的学 位或证书而使用过的材料。与本人一起工作过的同志对本研究所做的任何贡献均 已吝论文巾徽了遥葫：并表示簿巍。 学位论文作者签字：签字日艄：年月 ：= j 1 1 本课题的研究意义 l 。兹言 黄上是蒴四纪以来形成的特殊产物。在我国，主要分仰于黄河t p 、1 - _ ，游的 肃、陕西、 宁夏、山两、河南和青海等省( 自治区) ，地层仝、分布广、厚度大。 斟黄l ? 具有特殊的物壤力学性痰：潺陵性、大魏陵比、力学强度较低等，赝l 蔓铜川黄 土分布的地区，黄土港缴地质灾害时有发生，严重制约着当地的 l 会和经济发展。凶黄土 滑坡频繁发乍，存全区分布范围广，经常威胁人民生命和财产损失，破坏水利设施、中断 道路交通、覆盖村庄和良圈、毁坏工农业设施等，已成为铡川i 地区种典型的、至今仍不 熊有效报治| 穹缝蒺灾害蠛象，严重翻约了当建经济的可持续茇袋。遥过笔者瀚实遗调查并 结合当地灾害防治部门的资判，椐巧i 完全统计，从2 0 0 0 年到目前为止，铜j i i 已经发生黄土 滑坡1 0 0 多处，且这一数字还将随着陕西省开发建设、铜川社会经济的发展有继续增加的 憝势。 l 丑于长期以来，铜川有关部门和许多入对黄滑坡认识不足，在思想上存在麻痹和侥 幸心理，不注重滑坡的预防和治理，使部分占滑坡复活：如铜川川i 门滑坡，人们盲目地在 占滑坡体上火量兴建工程，使古滑坡体的整体复活，造成了不必臻的损失。韭t # l - ，对铜j i l 黄土游玻豁相关礤究不够深入，如形戏条释、潺穰_ 瓤理、酶治等，在滑坡治疆中经常逐翔 一些问题，使治理工程的效益不高。 基于黄土滑坡灾害肆虐不断，加卜对滑坡灾害认识的不全面性、实验设备与现实情况的差 巽性、理论发袋t ；实黢盛矮的不喜謦灞婪妻、夔治疆藏因潺缓垂身豹复杂性自缺乏铮对爨的等， 使铜川每年为此蒙受巨大的损失。为此，本课题于 展对铜川黄土滑坡形成条件、滑坡形成 机王里、运动机理以及滑坡防治措施的系统总结、分析研究，解决当前铜川黄土滑坡研究中 麴一些普遗闷题，其作用鄹意义是l 分明显的，檄撼如下： ( 1 ) 本深题以铺川黄土滑瑗为五胥究对象，进行港玻戒困、形成规理和运动学枫理、滑 坡稳定性评价方法及防治措施等方面的研究，不仅町进一步完誉滑坡研究，丽且对地区的 社会和经济建殴提供了基础资料，具有良好的社会价值和经济效益： ( 2 ) 遴适对锅豫弱环凌逮痿条俘秘工程逮囊祭l 孛豹分李厅，为受好麴磷究焚专_ 淆竣羹定 基础。 ( 3 ) 研究区黄土滑坡的主体由不同时期黄土组成。它是铜川i 常见的、典型的地质灾害 理象。其照萋特点是：娥模大小不等，发生时闼不定，荠且发生时破趣：力一般郑极强，危 害严重。嗣此，深入开鼹黄滑坡的蒸本特征，诸如类型、分布怒律、形簸条件、变形特 征等方面的研究，对提离黄_ - i ：f f 旨坡灾鬻认识、防灾、减灾等都有蒋重要的理论和现实意义； ( 4 ) 应充分认识黄土滑坡的危害性，系统研究锏川黄土涓坡地质灾害的机理，不仅可 以更女 地反映黄5 ：t f f 坡的特征、属性，蕊且岜是防治潺坡的基础： f ) 本漾趱对溺川黄主滑坡的防治方法进行了探 、 ，隧倭r u 更有效的指导啊擎防治实 践，并对保护人民的生命安全和财产，保护l 。农业设施，保障人民的安定牛酒和秩序具有扑 常重要意义： ( s ) 本漾题将注重多学科静综合研究方法，妇揆凝信息优纯处珲法、有敝元数值分辑 法等，并加强理论与工程实践、综合防治相结合，开创铜川黄十滑坡研究的新局面。 总而言之，本课题的研究内容，均来自铜川i 黄： 一滑坡研究实践及其所遇到的垂b 常见 腱题，如，黄。滑跛鲍形成条件有哪些闲素、其形成枧璎是付t 么；为竹么钢j f l 魄许多黄主二 滑坡涝速 e 较低；如何鞍澄确的确定黄土滔坡的滑动距离和运动轨迹：怎样确定黄土弼坡 的稳定性并对其进行评价；怎样综合防治黄土滑坡等。通过对这些问题的研究，不仅可以 完善黄土滑坡研究，瓶且可以为推动地区 土会经济发展做出一些贡献。 1 2 本课题研究的国内外动态 黄土凼其危害严重，已经受到广泛关注，特别是1 9 8 3 年茸肃东乡滔载由灾礁性潺坡发 一 i 以后，对黄土滑坡开始缀度关注，并对此作了太鬣的研究工作，包括黄土潜被的分类、 黄十滑坡的慕本特征、黄上滑坡的影响因索、黄土滑坡的形成机理、变形机制、运动机理、 躲测预报及预防和治理等各个方面。f 丽结合本课题研究区域，仅对与本论文有关内容即： 舞溪坡撬鹫、稳定性谔偷及菸演摇麓蟒究等另瑟酌溺肉、努磺究动态遴雩亍评述。 1 2 1 关于黄土滑坡机理研究 通过对港潺玻祝理瀚研究，不仅揭示了潺骧运动豹全过程和发生灞动鹃实质，并瑟 愿滑坡稳定性评价基础，为防治滑坡的工程措旌提供撼础资料。由于滑坡是一种非常复杂 的地质灾害，其涉及的因索很多，所以滑坡的形成机理和运动过摆同样复杂多变，目莳， 仍是一令磺究缒难点，至今仍不簸缓完落遥瑟释，以f 对嚣内努列漆坡瓿理磷究瑟驭得蕊 成果作简单的评述。 在国外，太沙基是从土力学方面研究滑坡机理的开拓者，他主露从滑带土孔隙水压力 的变化来揭示潺坡枧理，嗣蹦也注意到主谯质条件的控铡俸熙；之后，t i e d e m a n n ( 1 9 3 7 ) 、 l l a e f e l i ( 1 9 3 8 ) 等定量邋研究了魏豫水运对士体强魔的影晌。m u l l e r ”3 ( 1 9 7 2 ) 提出了淆 带上的“触变液化”的观点。m e n c l v 。1 ( 1 9 6 6 ) 提出“水激发”机制。t he r is m s r l ”( 1 9 7 9 ) 掇出了自我润滑浇：p h a b i b ( 1 9 7 5 ) 先厝用“孔隙水压力的变化”来解释滑坡的形成机理。 美予漆缓静潜遮弓潺踅诗簿阚题，s e e d “( 1 9 7 1 ) 、s c h e i d g g e r 。( t 9 7 3 ，、s a s s a “( 1 9 8 8 j 、 l 【u n g r ”11 9 9 5 ) 等学者都提出各自的训算法和滑坡体运动学模型。 2 在国内，许多学者对与滑坡机理有关的i s 题进行了多方面的探讨和研究，如胡广韬m ( 1 9 9 1 ) 提出缓动式滑坡滑动的发育模式、滑移机理；徐邦栋。3 ( 1 9 8 2 ) 以滑动带成因和 形态为主结合滑动特征，阐述了黄土滑坡的发生机制和变化过程；王家鼎“- 进行了强震 作用黄土滑坡机理研究；晏同珍“2 1 ( 1 9 8 3 ) 根据滑坡发生的初始条件、原凼及滑动方式对滑 坡机理进行了概化；卢肇钧“”( 1 9 8 3 ) 从应力状态和应力路径、应变、孔隙水压力、加待速 率受力时间、土体不均匀性和不等向性等方面综述了土体的破坏机理；刘光代提出“牵引 推动式”机制等等。潘家铮“4 1 ( 1 9 8 0 ) 、王思敬“( 1 9 8 9 ) 、黄润秋。1 ”( 9 8 9 ) 、王家鼎“7 。”1 ( 1 9 9 1 ) 、汪发武”1 ( 2 0 0 3 ) 等专家学者从小同角度探讨不同类型的滑坡机理，并提出了相 应的速度及滑距计算模型。特别是王家鼎教授，刑黄土滑坡的机理进行1 r 系统、深入的研 究，提出了一系列的观点和方法，并推倒出了大量的滑动轨迹、滑速、滑距公式，撰写出 了有关黄土滑坡系统工程地质研究的第一部专著。 尽管众多学者在从事滑坡机理的研究，但受区域的限制，铜川i 黄土滑坡的机理研究相 对比较少，对铜川低滑面倾角的滑坡低速机理全面系统的研究还很少。 1 2 2 关于黄土滑坡稳定性研究 黄土滑坡稳定性的分析方法研究较深入，国内外的学者在这方面做了大量的工作，获 得了一系列的重大成果，有的在当前工程实践中仍广泛应用。张倬元、王士天、王兰生”“ 教授在专著工程地质分析原理中做了详细的评论，从大的方面分为过程机制分析法、 理论计算分析法和工程地质类比法。 由于黄土滑坡灾害的频繁发生，为了减轻灾害损失及能对发生的灾害作出快速反映， 这就需要一种及时、准确、简捷的斜坡稳定性评价方法。而模糊数学方法，而模糊数学方 法比较适合。国内外一些专家学者对此做了一些研究，如s a r t o t “”( 1 9 8 5 ) 基于模糊逻 辑、模糊推理等提出一个斜坡稳定性评价方法。f i n l a y p j ”“( 1 9 9 7 ) ，m r s u d d a k a ( i 9 9 6 ) 、李文秀“”( 1 9 8 8 ) 、靳泽先( 1 9 8 6 ) 、李广俊“”、王家鼎。“”3 ( 1 9 9 1 ，1 9 9 3 ) 、 张年学”( 1 9 9 3 ) 、杨育文。”( 1 9 9 6 ) 、邵全。2 1 ( 1 9 9 8 ) 等研究者，都将模糊数学方法应用于斜 坡稳定性分析中。 一般来说，任何稳定性分析方法都有其局限性，像前面所提到的过程机制分析法、理 论计算分析法、工程地质类比法和模糊数学方法等，都不能对斜坡内部的应力应变作出准 确的分析，而有限元分析法，可以确定斜坡的应力变化特征、边坡的变形特征，从而判断 出斜坡变形破坏的趋势，以弥补其他方法的不足之处。 岩土问题有限元计算中最早的计算模型应为g o o d m a nr e “”( 1 9 6 8 ) 等提出的节理 单元，因概念简单和使用方便，在斜坡稳定性、围岩稳定性、低级沉降变形等方面广泛应 用，并且一直沿用至今，其间也在不断的改进和完善。除此之外，由c u n d a l lp a ”“( 1 9 7 1 ) 创立的离散单元法，s h ig 。”( 1 9 8 4 ) 等提出和发展的非连续变形分析法也是有效的计算 方法。国内也许多学者将有限元运用于斜坡稳定性研究，如张孟密”“( 19 9 1 ) 的有限元追 踪法，佴磊“( 1 9 9 4 ) 提嫩了岩工程数值法，还有徐卫亚。”( 1 9 9 6 ) 、毛彦龙( 2 0 0 0 ) 、 蔡永器。”( 2 0 0 1 ) 、毛坚强“( 2 0 0 2 ) 等都褥有限元数值法应用刘斜坡的稳定性分帮i 。 综上所述，各种斜坡稳定性的训算方法都有各自的优缺点，为了能更有效的评价斜坡 的稳定性，应存综合分析坡体所处的工程地质和水文她质条件熬础上，结合实际，有选择 缝应靥籀坡稳定性努撬法，为安全、经济的最佳麓坡黪浚设疆一方蘩摄供鞠实有效憋参数。 1 2 3 关于黄士滑坡防治措施的研究 由予涛缓带亲静豢失有时蘧以锆计，严重影穗了氐众豹生活安定和建嚣豹经济发震， 所以，国内外对滑坡防治措施的研究都非常重视。 l ，2 3 1 国外概况 欧美禹豢扶 9 世纪中咛开始了趱滂竣灾害爨治的疆究，但是攀簸由于久们砖滠坡鼹。睦 质和变化规律认识不深，对那些大、中型滑坡只能绕避，只对小穗滑坡采取削搬减载、反 赝，以及抗滑挡十墙进行治理，排水工程更是优先考虑的措施。崴n - 次世界太战后随着 各囝经济的发展和国土开发琴l j 用，遇到的滑坡越来越多，躅人为支挡工程治理滑坡才真正 开始，5 0 年寐有了较太豹发展帮提高，一些太型翡潺被采用支整工程来治理。支挡工程的 发展大概可分为三个阶段： ( 1 ) 5 0 年代前，治理滑坡以地表和地下排水工程“”挡工程主要是挡土墙。 2 ) 5 0 一一7 年代，在浚应瘸接承 ：程襄获滢挡港笼主熬露瓣，大力矛发疲臻撬溪蕴 王程以解决抗滑挡土墙施工中的困难。欧美国家和前苏联多用钻孔钢筋混凝土灌注桩，直 径1 0 1 5 深2 0 3 0 m 。为了增加桩的抗剪能力和群桩受力，图外常将两排戏三排桩顶 用承台联接，形成剐架受力。7 0 年代蓐期，在曩本开始应用直径1 5 3 5 m 的掩孑l 抗滑桩。 ( 3 ) 8 0 年代殴来，在小直径抗渭礁应瘸豹丽辩，为治理太黧灞浚，大壹衽挖孔抗涛桩 开始使用。如同本在大阪府的龟之濑滑坡上采用直径5 m 、深5 0 - 6 0 m 的大型抗滑桩。与此 同时，抗滑支挡结构的另一个特点是锚索工程在滑坡防治中大量使用，或与抗瀚桩联合使 耀，或镶索攀猿傻蠲( 鸯霆爱力粱或镱壤) ，警羧镶索承受戆拉力5 0 0 3 0 0 k n 不等，萁长度一 般3 0 6 0 m 。由于锚索工糕不开挖滑坡体，又能机械化施工，所以嗣前被广泛应用。 1 2 3 2 国内概况 我国对、潜坡灾害鲍系绞疆究和治理怒步较晚，怒弱年代毂才开始的。但却在社会主义 建设中已蒴。t k t 数以予计的各穗类整静滑坡，结合我圈国情研究开发了一系列有效的防治 办法，总结出绕避、排水、支挡、减重、反压等治理滑坡的原则辩j 方法。 我国对抗滑支挡建筑物的研究和开发应用起步虽较国步 晚，但由于建设中治理滑坡的需要， 箕发震遭程鏊本上与藿努瓣步，遣分三个除段： ( 1 ) 5 0 年代起，主要学 - j 原苏联的缀验，在治理滑坡中首先考虑地表和底下排水工程+ ， 辛 如地面截、排水沟，底下戳水盲沟、落洞，支撑渗沟等，辅以减蘑、反压和支挡工程。支 拦工程主要避各种形式的搂墙。魇羧力式抗漏搂土墙治理大型边坡大型、撰坡常常工桴 量浩大，施= 】：圈难，虽然总结了“分羧跷捂开挖蘩坑”豹施工经验，有时还会造成热速滑 动，危及施工安全”“。 ( 2 ) 6 0 7 0 年代，曾成功地应用支撑盲沟加小抗滑挡十墙取樗疏水和支挡滑坡的双重 效果，毽深蹇溺涟l ：开擦京矮当嚣难，因隽缝下东发育，蓬工刀“挖辍易爨臻。为了解决抗 滑挡土墙= 蚪= 挖基础的困难，曾在贵鼠线二梯岩滑坡治理中设计采用沉井式抗滑挡土墙，但 施工也不容易。6 0 年代中期，在成昆线建设中，研究设讨用人截面开挖钢筋( 或钢轨) 混凝 士抗涝桩成功，由于它抗滤能力大，对漆坡钵稳定燃瞧破坏小，蕊工方便，缀快在铁路内、 井滑瑗治理中被广泛应髑，在治理大、中鍪渭坡中，l 乎取代了抗滑挡土墙。抗淆桩在灞坡 防治中的应用，使治理大型滑坡有了可能。7 0 年代中后期，在深入研究抗滑桃的受力状态 和设计理沈的同时，又研究开发了排架桩、刚架槛+ 椅式桩墙等新的结构形式，改变了抗 溪疆懿受力状态，节害圬王纛镄麓。餐枣子燕工要求赢予荤茬，至今应蕊不j “。 ( 3 ) 8 0 年代以来，随蒋锚索技术的发展，在滑坡防治中开始大量采用锚索工程。由于 锚索系用高强度钢丝束锚圃于滑体以下的滑床中，抗拉力大，坝应力锚索变一般支挡结构 镑静被动受力为主动受力，对滑钵撬动小，又自g 楗辍纯薤二 ，所以应用蘸景广溺。 总之，滑坡防治是一项复杂豹工程，必须有一套综合的治联方案，并且不能只局限于 哪个时代所应用的方法，应在全面分析滑坡形成条件、机理、稳定性等基础t ，提出最安 全经济的防治方案。 1 3 本课题研究的内容、方法和技术路线 l 。3 。l 研究内容鄹技本鼹线 本课题的研究是以陕谣铜川地区谢土滑坡为例，系统归纳总结黄土滑坡的研究现状， 在黄土滑坡的形成因素、黄土滑坡的彤成机理、滑城滑动轨迹方程滑速计算、斜坡稳定性 分褥帮潜缓练台茨浍等方i 瑟骰较深入茨探讨，搜黄主溪瑗领域鹣疆究更麓系统纯，隧霞予 生产实际运用。具体研究内容和技术路线如图l l1 所示。 1 3 2 研究方法 本研究拟以铜川黄土滑坡为例，以黄土地区黄土滑坡的实践为基础，结合大量黄土滑 坡实例资料，参阅国内外同类研究，力求将地质学、工程地质学、力学、数学等多学科的 瑾论秘方法融予黄潺缓戆醪究。班悫逶戆工实验竣餐( 剪锈仪、压壤纹、三辘仪等) 、 计算机模拟为手段，以多学科的理论为方法，采用科研与生产相结合、理论与实际相结台 的研究方法，对所获资料进行综合分析、处理。通过系统研究黄土滑坡的形成机理、运动 机理、斜坡稳定性评价及黄土滑坡防治，为以后铜川地区黄土滑坡灾害治理提供理论基础。 铜川的环境地质条件 与工程遣质条件 l t 铜弼环境地质条件l 毒士 士 地攫划分及蛾矮构造地貌特征气候与水文特 。士士 习同萨 主圭 匍闳囱 地il 地 羹| 葬 型ll 区 l 锕川的工程地藏条件 l l i 士 黄土鲍掳质缎成黄土抟姆理特链 黄土的力学特性 士士士 目目声 土 闰闩目訇闻目f f l 垂 6 耍1 i 磷究蠡容聂技术藤笺框爱 2 铜川的环境地质条件及工程地质条件 2 1 铜川臼然地理概况 镶弼毒位于陵蘑省瀚中部，是羹遴陕疆全省鬻扰的交遥整鳃，瞧是关中乎簌与陕j 鹞 嘲喉。铜川市辖王益、印裔、新区、耀州4 个区，威嚣1 个县。面积3 8 8 2 k m 2 ，据1 9 9 8 年 统计，全市总人f 为8 2 2 6 万人，其中：非农业人阴3 7 5 7 万人，暾业人i _ l4 4 6 9 万人。市 内分布有玉华骞、药王l | 、姜女提、斐慕等旅游爨点，是映嚣省褡名静旅游辕南之一。 钢弼蹩陕蔼省霾要魏王l 蕊建，遣蹩舔j 遗区重要魏链源窥簌材料基建。y _ 、j k 以煤炭、隶 泥、冶金、机械、陶瓷、纺织、化工为主。煤炭工业是铜川的支柱产业之一，仝市年产煤 1 1 0 0 万t ，占全省煤总产爨的3 0 。作为陕匿省最蘑要的建材生产基地，铜川现意3 0 多客 零泛生产金照，全素年生产承渥4 0 0 万薯，占全富东滋慈产量的3 5 。键盐也怒钢翊静支柱 产业之一。 铜川市气候属暖温带半干旱半湿润大陆性季风气候，冬长蔑短，雨热同攀。全区气候 姥区差异大，扶嚣j 囊东诱，气候峦滋濑变干爨，豳暖滚交滠暖。年内气瀑变俊蝠度醚誊 攀帮敢季最大，冬季恭夏攀最小，区斑最商气温3 9 7 。c ，最低气溢一2 l ，年内平麓气温8 到1 256 c 。区内主导风向为东北风，平均风速为2 6 m s 。降水懿分布由直嚣南部、铜川 耀州西北部向东北和东南依次减少，即幽西向东递减( 最大相差1 2 0 m m ) ，由南向北递增( 最 大辐差j 8 7 矾) 。全区年辫求鲞在5 霹? 融r 之瘸，多年平臻洚恧羹为6 3 2 。赫赫。降农游 时间分布规律为年肉分布不均，7 9 月占全年的5 0 一6 0 ，1 1 嗣至来年2 月占全年的l o 一2 0 ；年际变化较大，擞差系数为0 1 8 o 2 8 ，且降水主要集中在7 至9 月份“。 2 。2 锈j | | 环靖建囊条锌概述 正确认识、准确了解锕川的区域岛然环境、地蠼环境，不仪在予适应它、删甩它，更 薰要戆是杏：改逢它、豫护它，筏之爱好蟪l 琵务于缝区笼社会经漤遣设。基子遮转愿悲； 讨论铜川的环境特征，以期更好地认识锕川豹地质宄密( 主要指黼滑坡) ，搽寻其外在影 响因素和内在j 2 6 l 律。 2 2 。l 黄遮鼷蘩努 黄土形成经历了整个地质年代的第四纪时期，研究区黄土按彤成年代可分为老黄土和 耱黄。老黄包綦午城黄主寒囊石黄主，赣黄毽捂避兰黄土及薪近壤褒黄主，觅表2 ，l 。 铺j 1 第溺累( 匈) 黄主的分布及厚麓变化受下茯慕岩遗形面韵控制，扶上到下的地层剐 9 分为 表2 。1 锈川黄逸层黧分窝蒋蛙 1年代黄土名称艘丽备注 l 新避堆积次水成杂乱竞帮，具不均匀性、黼压缩j 新i 量堆积 i 全新娃近期黄土 新 生为主 、强湿陷性 i - 哦 黄 黄 孕期 一般瀑黧 浅篱，一般具湿粥健 风 晚甄新世q ， 成 马兰黄土 性黄士 原 为 i中更新世f h离石黄七 老 嚣瀑照犍 掌 谣蛙，一般车显湿强健或在离藤! 黄 点 黄士 黄 下其轻檬遵籍毪j 早避新世q ；午城簧 土 土 全巍毽( 酝) 薪运蠼狄焚状，涤予受各静巷然营力懿影瓣，其物理力学性质酶差 异较大。袋越铰巯裣，或岩佳差，其商湿麓洼，熬至是强湿籍缝。主要分布在溺谷运，虽 下部有沙七及砾卵石，如耀县河、沮洲、漆水河等，掘、梁、峁漤层也有少燃分布。 晚更新世( 蕊) 马兰爨士，构成黄土层的上部，为热型黄土。浅灰黄色，其质地疏松， 大我续鞠发裔，寿垂壹节遐，有较强弱滠蘸牲或盘蘩潼陵蛙。一黢簿5 瀚，闽夹l 2 层厚约0 4 m 的棕灰色古| ：壤；在河谷中，下部有 冲税砂砾石层。燕簧覆盖于黄土台塬、梁、 峁等地貌区，在铜川市、耀州西南分布链广。 中更瑟毽( 逸) 离石茨，为马兰黄主下瑟黪遵藏黄屡，其闻畜多爨拣褥色、稼红 色言士壤层及含大量静锈藤结孩( 粒径一般l o 3 0 c m 或曼夫) ，浮度较大。霞缝鞍密实， 般无湿陷性，但在高压下仍具一定的澡陷性。底部有冲积砂砾石层，局部夹小型砂砾石 透镱体。该焚层在本区分布最广，蹲度也最大，可达3 0 8 0 m 孚更耨鬣( 速) 午簸黄主，隽老黄土戆下零，撼黄毪或红鹚瞧，夹稼熬氇豁埋藏吉 壤层或钙质铺核层。质地密实、强度大、压缩性小、厚度变化大，几乎不透水，无湿陷性。 主要分布在耀州以西、清峪河以东，小丘以南、陵前以北的地区。耀州区厚达3 0 0 m ；铜川 审醛运逸鸯分枣，浑凄只有5 8 m 。 2 2 2 铜川的撖质构造 2 2 。2 1 避壤簿述 铜 地箧地层属华北地层区、虢苜宁懿缘分区、铜川韩城小区。区内地鼹从南向北由 滋到新依次分布。 奥陶系( o ) 是锶捌遮区出霪最言老酶逮接，掣爨分毒予建麓| i 点凑到黄堡的漆隶淫沿岸 及镝翊泰东南部，以获岩为主，夹薄鼷豹砂覆夏者及蠲砂砉，基蓐疲大予5 0 0 m 。石炭系( e ) t 0 出露于耀州括柱乡东南沟谷中及黄堡、陈炉、市区等地，为铜川的主要含煤层，厚1 0 3 0 m 。 t 2 叠系( p ) 在钢川蠢广泛分布，从陈炉至蔚损湾、耀媸湛冠f 游、赵氏河中| 二滋均寅出嚣， 为钢川毯区含煤层之，岩性有混岩、砂岩及砾岩，总厚度约为5 0 0 m 。三甍系( t ) 出嚣 带幅最宽，大致在纸坊以北，呈北东、西南向带状分布于宜君、铡川市、耀州区等地，岩 性为砂岩、泥岩为主，夹薄层的页岩，厚度约5 0 0 m 。侏罗系( j ) 呈北东向狭窄带状，从 灌i , t 惩金毯l ：蠢向东j 嫒毒，为含媒遗鬟，岩洼为移寿、涯岩为主，夹薄层兹受囊或角砾老， 厚度为8 5 m 。白垩系( k ) 主要出露于耀州、铜川市区、宜君县带，岩性主疆为砾岩、砂 岩，地层厚废2 0 0 3 0 0 m 。第三系( n ) 仅在红上河谷底部及红七镇有零星分布，岩性为泥 岩、沙砾岩，j 擘仅5 3 0 m ；第罂系( 毽) 主要为黄建屡，蘸舜已有详纲论述。 2 。2 ，2 2 橡造特征 钢川i 市位于鄂尔多斯地台的东南缘，其南侧为新生代渭河断陷贫地。区内地质构造总 的来讲，为走向北东、倾向西北的荤斜构造，在此单斜构造基石出上，按方向不同大致可 分为鲡下三缀梅遥豢。 ( 1 ) 东两向构造带：该带总体走向7 0 。1 1 0 。，由挠曲及低序次断层、褶曲所组成， 在全区均有分布。构造带中的断层均向南倾，倾角6 0 。7 0 。，南盘地层平缀，北盘地层 陡候，为缀压拯性断豢，鬻构成5 0 m 至数子岽鲍一豢。按照它们职影响基藤卷摆及橡遗 强度，由南向北总的分为：立遗坡断裂带，枣庙、杜康沟、塔淡河断裂带和北部夜虎庄背 斜。由南向北有逐次跌潞趋势，在强度上也依次减弱。如枣庙断裂带，呈东谣向延展，出 露予爱播树、柳湾、红镇，长达3 0 0 0 m ，地表上时隐时现；带内断层距不等，最大者为 3 0 0 m 。 ( 2 ) 近街北向构造带：总体呈i 0 。3 0 。展布，规模较大，主要由岩相突变线、厚度 突变线、同沉积断裂及后期断裂和褶皴组成，受东两向和北东向构造明显改造。其性质和 形态都跑较复杂：嚣有鬟囊身酶作嗣，又亳压翅馋瘸：蓑鼗续筵 枣，又魏蜒麴据。该豢形 成时间早、并经多期多次构造运动，主要有：耀西断褶带和陈炉、桃园断裂带，其中耀西 断褶带改造本区最大的一个南北向构谶带，长达5 2 i ( i i l ，南北两端分布被东西向的构造带所 截。从小震瓣魂以及新娥屡被错动情况来看，该构遮帮近期有一定的新构造激动显示。 ( 匐j e 券淘构造带：囊一系舜鞭麓霉秘褶皱组箴，总体走向6 0 。- - - - 7 0 。潮予受东螽淘 和南北向构泼带的限制，它们在空间上成区分布，属次一级构造带。断层多为张性正断层， 主要有董家沟断裂和陈炉断裂；褶皱中背向斜成对出现，规模大小不等，如苏家店背斜与 援鳇坡象簸。 综上所述，本区三缀构造带，按蕊空闯展布，依存关系及结构面性质，可阻得出：东 西向与南北向构造带生成时间较早，北东向生成时间较晚；前者的发生、发展控制和影响 罄后者的形成，也就是说，后者是在麓者的基础上继承和发展起柬鲍，二老存着紧密的成 生关系。 2 2 3 铜川的嫩貌特征 2 2 ，3 i 魏麓樊壅 地貌是定地质时期中内、外营力对黄土这特殊物质共网作用的结果，也是地质构 造、气候环境和地貌自身历史演变的产物。其特点燃千沟a 壑、i = 王陵起伏、絮峁逶迤。地 躐类型瑙分蹩为了爱醴菜释遮簸蕊形态、蕊里帮发生茇震过理。 对铜 | 媳匿地貔类型涮分，参考卢金发的分娄系统，并根掰黔外调香，前人文献资料 以及航片与陆地卫星图象削读分析，按成因原则，以彤态综合体作为一级分类指标，分为 中由、羝出、嚣陵、台状拣、乎愿、涤谷等六令、级形态缰台类型，强主导辨营力 乍为二 缀劳类撂标，又翅高于：个成困类型，置级为藏模受，l 、靛次一缀魄虢，甄擞魂虢( 勉表2 2 ) 。 表2 2 钢川地区地貌分灏系统 l疑二级三绥 | 中出 ，疆痿审由 蛱褥、陡藤、崩塌、滑坡、溶嗣 2 黄土覆盏中山 i i 低lj l3 黄土覆潞低山崩塌、泥石流 lh l 丘陵4 黄土粱鲻状匠陵崩塌、港壤 5 蓑塬 台状地6 黄土藏棵崩塌、滑坡、弦石流 7 黄土台糖 v 平原爱堆积的潮谷平原 | 9 侵蚀堆拣宽签 i i o 经蚀蕊嚣沟谷 沟谷崩塌、滑坡 1 1 侵蚀黼士基岩沟谷 r 1 2 侵蚀的泼土沟谷 2 2 3 2 地靛分区及其特征 地貌分隧就是在认识释地貌类型的特点及其分帮和组合规律的基础：，遵循“区内地 貔形态成爨懿据戳经积区瓣遗貔形态成闲懿差异陡”爨烈，按区域分毒，把形态上 g 似， 感毽主糕关熬l 羹貌类壅麓以缀合、煞并，掏裁一个爨畜独特遮虢终擒翡区馥擎元。 分区是为了更清晰地认识铜川地赋的地貌单元，以利于本研究的需要。依据铜川地区 的地质构造、地势和地貔、黄土的分布离度可将铜j j 地区划分为五个地魏区( 图2 】) 。叙 述翅下： 强2 1 镶捌姥虢分颡臻 i 。了午岭山地区 子午蛉为陵蕾与营辩舞出，箨入镳删索夔是予午蛉蠢蕊熬耱函由建，位于锵矧索嚣熬， 阻桥山山脊线与咸阳为界，在行政上包括耀州照会、柳林、瑶曲，铜川郊区垒锁，宣君哭 泉、云蒙等乡镇的全部或大部。本区以石质中山剃黄士覆盖的中山组合而成。山势北高南 低，海拔 3 0 0 1 6 0 0 m 子午龄，在大越构造上为努尔多蓉套彝斜察缘遗带，冀蟪貔嚣架量 要葜定予燕函运动未期。 本区地黼主要特点怒：( 1 ) 子午岭荛脊作北北谶一南南东她展，而主脊东侧的次缀 支梁( 如庸山云蒙山，武王山文玉山) 作东设分京，岭谷交织，波状超伏；( 2 ) 黄土 成薄瑟获、冀状努毒于1 4 0 0 m 浚下进戆，秘蘧黄主覆蔫熬孛出媳貔，1 4 , 0 0 r b 戳蔓鸯石厦出 地； ，邸墩灞涎爨二级支瀛为主。盎予受镶列叁 然髓理条件韵隈制，河流其商如下特征： 】6 蹦2 3 镛娟毯逛汞系鬻 袭2 5 铜川地区河流的基本特征 流域面积平均流量多年平均径流深多年平均径流量 l 水系河流 ( k m 2 )( m )( r a m )( 万m 3 ) 旧 漆嫁酒7 7 3 4 6l ，04 7 3 6 2 3 l l 河8 9 3 4 02 16 86 0 8 3 赵氏河2 3 7 1 00 2 55 21 2 3 7 豢 清昭弼7 52 1o 0 74 23 1 9 洼蟮溺2 0 0 2 80 1 35 5 0 9 2 赵兹峪溯 7 2 2 8o 。0 64 02 8 7 洛青河 3 9 0 2 70 5 25 l1 9 7 7 河五星镇河3 3 0 6 60 2 24 21 3 7 4 东 雷糠滔4 8 9 6 l0 8 16 02 9 2 2 系 自承溺 3 2 9 搀6氇2 l4 0】3 0 ( 1 ) 凌程短，潍囊受地质构造粳遗貔条l 牛敷控铡，分别商东南蒡珏末j 注入石川遐襄涪 溽，是游河的二、二级支漉，j | 蓦子嫩坡潺，恳承系不对称。 ( 2 ) 陡坡冲沟竣多，众多的沟壑不仅影嫡没流水位变化，恧且在露攀竣送大量的泥沙。 ( 3 ) 季节性河滚多。溆流流量小，受撼形、气候影响，在冬、毒撼水期有颤溅现象。 1 7 在履、秋多雨辫节，易暴涨暴落，水位变化大。 ( 4 ) 河漉客涉量大，每年7 、8 、9 其熟输沙量占全年总输沙鬃憝9 0 以 。全市承 t 流失瑟积2 7 9 i 。辐k 莳，流失沈率7 。4 。 i i 地下水特征 根据含水性质蛉不周，钢川市地。f 水按其赋存特镪可分为三种类碰，即基尝裂隙承、 糍溶裂藤承帮第疆系磊爨水。 霞2 4锶g 地区东文她蕨分嚣篷 鏊砉裂踩承专要分帮在西餐及乾漆静孛蘸出嚣及黄主残襄黎努遮医，含隶瓣主要是二 撼系及三叠系的中厚层砂澍，主要接受降水补给。出于大部分地隧以单斜构造为主，没有 良好的储水构造，加之沟舔纵横，切割剧烈，地下水辫姒泉水形式转化为地表水。 岩溶裂酴农主要分孝在中南蘸葵辫系嚣获岩逢区，多鞋裘黧涔濑俸袁遗下水经流簇藏 场所，专要接鼹降雨及河道渗漏补给，国于侵蚀基准黼低，永位埋藏很深，约程海拔3 8 0 m 左右( 三里洞矿发现的地下水位3 7 9 5 m ，见水静止水位3 8 7 5 m ) ，不易开采。 第蹈系孔燎求主要分蠢在鸯郝漆、湛河谷遣带及菠鸯塬黔蟪。含承岩爨主要是洪秘 砂露石层、冲狡砂露石爨耧风瑷黄爨。接受簿孺於徐程溺道入渗脊绘。在砖双屡比较发 宵的耀州城郊带和王家贬以南地区，宥较丰富的地“f 水可供开策。台塬阶地单井4 2 5 m j h ，河谷地带雄井涌水量w 达1 5 0 一h 。 豫上嚣遮一觳囊箨之纷，嚣纂建嚣漆予枣翦稳选，影或一些鬻求连繁囊蜜零点，磐鹫 国、柳湾、耐黎坊、武家河、走马村川道等。 4 1 8 按地f 水的形成条件嗣分布规律，以及水文气撩、地形地貌、地层岩性和地质构造等 戮素，。锅列逡区可菇分为灏个医：( 1 ) + j 簿中低由蓥砉裂戮承区，( 2 ) ，中部簧高鹱丘 陵沟壑基岩裂隙孔陈承嚣，( 3 ) 南部中低山岩滚水区，( 4 ) ，南鄢黄土台塬河流阶地孔隙 水区。见图2 4 。 2 。3 镶烈瀚工翟建簸条箨努辑 2 3 1 黄十的物质组成 通过采寨主样，经过室内土鹈颗分簿试验，发现铜罔黄卡翼有如下三个藜率静特征： ( 1 ) 颜色浅黄祸黄，不同时代的黄土色调有深浅差异，基本上时代越久远颜色 溉越澡； ( 2 ) ，鬏藏较缀瑟稳匀 0 0 0 5 m m ) 和秸土矿物 - 0 0 5 r a m ) ，粉主藕盔( o 0 5 0 0 0 5 m m ) 稻粒缨 ( o 0 5 m mo 0 5 一o o t m mo 0 1 o o o f i m m o 0 0 5 m m l 新黄土上部 5 84 7 31 663 03 f 新黄土下部5 。4 4 4 21 753 26 l 老黄至郭4 83 0 61 8 。83 5 8 | 老黄土下部 4 14 9 。81 9 03 63 此外，不同地貌单元上的黄土粒度成分亦稍有熬别，如河谷阶地上的细砂和粘性颗粒 均大于塬区。 2 3 i 。3 黄酶纯学成分 一 黄土中化学成分含量嫩多的是s i 魄、 】。0 3 、c a 0 ，其次是f e 。0 ，、m 9 0 、k 。o 、n 出o 、f e 0 、 t j 0 2 和m n o 镣“马兰黄土的化学成分是。s i o ：，4 8 2 4 “6 3 5 4 ；al2 0 。77 7 、1 4 6 1 ：c a o ， 3 s 2 。t 2 9 2 蜓；热，2 1 5 1 s ， 镰； i g o ，4 6 6 3 ；0 2 飞2 4 ；k 蠢国：l 。2 8 1 2 3 2 ：f e o ， 9 + 4 6 。2 ，2 蕊；苫i o z ，0 iu o 。8 舔j 翻0 ， 串翁哥藩薤剿驭钙囊蘩棱、覆运式石鬻、鑫色盐需、虢等澎式滋凌；( 毒) 黼土中易溶热含最，自两向东、自北向南逐渐减少，与地区降雨燃有莱；( 5 ) 不同时代黄 1 = 中的化学成分类似，反映不同时代黄土物质来源是一致的。 2 , 3 2 黄主豹物理经覆 黄盼物理馋屡主要祷：含水量 弹) 、天然誊发( r ) 、跪堂( d ) 、强蹀魄( e ) 或藐黢 率( n ) 、羹辩移、滚瓣( 瓤) 、鎏整撬鼗i p ) 簿撼器麦( ) 麓。逶蓬采黛襻菇( 1 - - 8 号为离石黄士土样，9 1 1 5 号为马兰黼土土样) 避行常规试验，蜘果如表2 。8 所示。 表2 8 锈蹦懿醇鐾理攒拣 酝撙 禽承量 天然 托重空涨托液整塑性 鎏连 穿 戡样位置滚麓密廉指数 稳耩康 号w ( )gew e w p s r mr i p l焦平3 o3 1 6l 壤。82 7 2 0 8 5 73 3 12 0 。91 2 2l o o 2蘸乎7 o2 囊0 擎皇2 。7 48 龆3 2 雪勰。l 2 毒 9 9 3煞平奠s2 7 0 1 9 42 7 t0 7 3 83 2 92 0 21 2 79 擎 4 柳林341 7 3l 。洲2 7 2耵8 叠63 3 01 9 81 3 28 2 5柳林6 92 4 4 1 7 62 7 20 9 2 33 4 52 0 。61 3 97 2 6 揍簿 6 2 8 ，5 霉?2 ，蛩氇嚣警最3 9 ，e2 幺?l 毛3 8 9 7 瓣蒋 2 0 2 6 毒 ，8 5 2