山地斜坡工程地质区的不稳定斜坡变形破坏因素及特点

1、山地斜坡工程地质区的不稳定斜坡变形破坏因素及特点    摘要：在山地斜坡工程地质区中，不稳定斜坡变形破坏在地质工程设计、地质灾害防治工程设计以及环境地质效应评价中是最普遍存在的一种破坏性地质作用。斜坡工程地质区独特的地质历史过程和现状控制影响因素，使得不稳定斜坡具有非常独特的特点，研究之变形趋势、预测之最终结果、防治之不利过程和灾难，是人类生存环境的发展过程研究和工程建设场地趋利避害的首要前提。 关键词：斜坡工程地质区；不稳定斜坡；变形破坏 中图分类号：TU413.6+2 文献标识码： A 文章编号： 1. 不稳定斜坡分类概述 斜坡系指地壳表部一切具有侧

2、向临面的地质体，分为自然斜坡和人工边坡两种。不稳定斜坡包含有：土质斜坡、岩体斜坡和土质岩质二元结构斜坡。 土质斜坡在人类活动地域的自然地质环境中是最普遍出现的不稳定斜坡 土质岩质二元结构斜坡，山区斜坡工程地质区中最普遍的是这一类的斜坡。 2. 不稳定斜坡变形破坏的类型和方式 2.1斜坡碎屑流 包括碎屑流和土滑。地质剥蚀力（重力、冻胀力、风力、体积力等）将斜坡块体由基岩拆离开来，这些岩块、土石体在重力作用下落滑，在斜坡中部、凹型坡体部形成体积大小不一、高度较大的倒石锥或土流体。这些松散堆积的碎块石倒石锥体，极不稳定。 2.2斜坡块体运动（崩块或滚石） 包括滚石和块体崩落，斜坡地质作用力（水平分力

3、、垂直分力）将斜坡块体由基岩拆离开来，这些岩块、土石体在重力作用下沿着斜坡快速崩落、崩滑，表现为岩落、岩滑、碎屑落、碎屑滑。危害表现为有的位于人类活动场所地斜坡的中上部形成威胁。 2.3崩塌 崩塌是指陡峻山坡上岩土体在自重作用下，向临空面突然崩落的现象。山地斜坡工程地质区崩塌现象是普遍存在的，斜坡崩塌变形体数量约占斜坡变形体总数的90%以上。山地斜坡地形复杂，沟谷纵横，分布崩塌点密度高。 2.4滑坡 滑坡斜坡土体或岩体在重力作用下失去原有的稳定状态，沿着斜坡内一个或多个破裂滑动面整体向下滑动的过程与现象。这些滑坡变形体有着形成周期慢、现状欠稳定或较稳定和隐蔽性强的特点。 滑坡变形体：滑坡体整体

4、特征不明显，滑坡平面形态呈条状形态。滑体岩性为含碎石粘土、碎石土。由于不均匀滑动，滑体上鼓胀（地表上鼓）、纵张裂缝形成，泉水或湿地出现等。 山地斜坡工程地质区的滑坡以部分滑体崩滑、溜滑地质作用因素为主。后缘的弧形拉张裂隙、下错阶梯状陡坎（一级或多级）出现、滑体两侧出现平行的羽状张裂隙（斜列式）。 2.5次生沉积物流（泥石流） 次生沉积物流（泥石流）是斜坡上或沟谷中松散碎屑物质被暴雨或积雪、冰川消融水所饱和，在重力作用下，沿斜坡或沟谷流动的一种特殊洪流。特点是爆发突然，历时短暂，来势凶猛和巨大的破坏力。泥石流预警是与降雨强度明显相关，特别是阵雨强度是预测泥石流发生的基本要素。 3. 影响不稳定斜

5、坡变形破坏的因素 3.1坡体形态 坡体形态不同，应力分布是不一样的。陡坡脚处产生应力集中，坡顶出现拉应力。另外，斜坡形成和发展中，随着坡体形态的逐渐或快速的变化，应力分布场也是变化的。 不稳定斜坡形态的形成、发展乃至破坏是一个逐渐变化、发展的过程。随着坡顶残积物逐渐下移和下部坡体的蠕变，坡体的应力状态逐渐转移和变化。 3.2岩性和岩体结构 软弱岩体和粘聚力很低的松散土体斜坡较坚硬岩石和固结高粘聚力土体明显不稳定；此外，就表现在斜坡岩体结构上的各种形式结构面上，这种结构面有时表现在力学差异分布的力学结构面上，结构面使得岩土体不均一和不连续，就形成了沿结构面周边出现应力集中或应力阻滞现象，构成斜坡

6、变形与破坏的控制性条件。坡体易沿结构面发生剪切滑移，同时出现折线型蠕滑裂隙系统；尤其在结构面相互交汇处或转折处，形成高压应力和拉应力集中，变形破坏剧烈。 3.3水体的作用 在斜坡工程地质区在经历不同程度降水或水体入渗至斜坡体，由于斜坡体水体的渗入，引起以下几种斜坡体工程地质性质的骤变： 动水压力的增加；静水压力的增加；增加滑动体的重度；粘聚力的降低；改变岩土体的性质和结构：由于坡体中水体的加入，一些单层结构的岩土体就可能转变为双层结构或多层结构斜坡体；水体还改变岩土体性质，表现在塑性增强和膨胀力、崩解性质上，这些在斜坡破坏变形是普遍存在的。 3.4外动力作用 荷载的增加 斜坡体中、上部，有时分

7、布着建筑物或公路道路等工程设施，和民居地，这些一方面增加不稳定斜坡的下滑力；一方面增加水体的入渗斜坡体的现象。 地震力作用 地震力（瞬时水平分力、垂直分力、“岩土体似地震液化”和地震波效应）将斜坡块体由基岩拆离开来；地震力对斜坡的变形破坏表现为致使原有斜坡地质变形体滑动、成灾和地震过程产生新的斜坡地质变形体。 3.5地质构造和新构造运动的影响作用 一方面使得斜坡岩土体破碎和移动，以及斜坡体高度的加大；另一方面斜坡体应力分布的增高和应力场分布的改变。 4. 不稳定斜坡变形破坏的特点 4.1浅表性滑移 山地斜坡工程地质区，外动力水营生作用较弱，以风力和冷冻作用为主，所形成风化壳较薄，强风化带厚度较

8、小。表现在过程变形体浅表性的多次变形完成或滑落的过程。变形体变形后，表现有后缘有多条拉张裂缝，裂缝平行于变形圈椅边界线，中部错裂缝明显，裂缝延伸长，可见深度大，位移明显；变形体两翼剪裂缝呈雁行式排列，裂缝延伸较长；变形后缘壁明显，较高高。部分斜坡变形体还具有继续变形的趋势上，高或较高的后缘壁危岩体，由于应力松弛带的形成，极易崩落；较厚的变形体前缘，逐渐形成斜坡变形体下滑，在暴雨或持续降雨过程中，部分破坏变形了的变形体，随时下滑强变形或突然变形的可能。 4.2外部水体增加期（雨季为主）斜坡变形破坏 山地斜坡工程地质区多数不稳定斜坡的变形过程：随着斜坡松散土石体下落，不稳定斜坡的逐渐加大，变形体极

9、限平衡的接近；变形体后缘拉张裂隙发育，雨季或水体渗入期，降雨直接入渗至变形体后缘发育的拉张裂缝和松散状态坡体土，至滑带（滑面），降低滑带土的抗剪强度；增加孔隙水静水压力和动水压力；入渗至坡体的水体增加了滑体自重，上述条件促使斜坡不稳定变形体变形，乃至崩滑、滑移和强烈变形。这些不稳定斜坡产生的巨大松散岩土体堆积在谷坡斜地上，为次生泥石流的发生提供了充足的物源，导致泥石流灾害发生。 综上所述，雨季来临前不稳定斜坡多呈现蠕滑状态，变形缓慢；暴雨或持续降雨时，土体饱和，斜坡变形体突然剧烈变形。降雨条件下，不稳定斜坡位移加速度与相应的位移速度的平方成正比6。 式中，A、为常数，=1.52.2； 滑动速度； t初始时间； tr斜坡破坏时间。 结论 总体来说，不稳定斜坡变形发展过程多呈渐变的、缓慢的、蠕滑的特点。不稳定斜坡随着变形体体积的增长、厚度加大，斜坡地应力的聚集，向不稳定斜坡或临界趋势