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文档简介
提要简要的介绍了顺层岩石滑坡的主要特点及危害,阐述了基于顺层岩石滑坡的地质构造特征,运用地质力学的观点和方法的可能与设想之后,详细叙述了通过几年的摸索,初步形成的一套在顺层岩石滑坡地区进行工作的方法,以及总结归纳出的主要与顺层岩石滑坡的立体形状有关的一些问题的规律性的认识。这套工作方法和对这些规律性的认识,有助于对顺层岩石滑坡进行调查、分析、和研究,可使滑带部位、立体形状、规模大小等问题较快地得到解决。可供从事滑坡工作的工程地质人员参考。一经一九七六年“铁路滑坡分类及分布规律研究”专题会议研究确定,按组成滑体的物质及其成因为主将滑坡分成粘性土滑体、黄土滑坡、堆填土滑坡、堆积土滑坡、破碎岩石滑坡和岩石滑坡六大类。由第三纪及早于第三纪的岩层所组成的滑坡,统称岩石滑坡。其中岩石较破碎者称之为破碎岩石滑坡;而较完整者,应称完整岩石滑坡,通常简称岩石滑坡。半岩石的老第三系砂、泥岩的滑动,性质与其类似,亦划属这一类。所谓较完整岩体,其含义是,岩体中虽有较发育的节理、裂隙以及一些褶曲和断层,但基本上仍良好的保持着原来的层序和宏观上的相对整体性。这种岩体一般分布在构造作用比较轻微或不十分强烈的地区。顺层岩石滑坡是岩石滑坡中最常见的一种,它最基本的特点是主滑带平行于岩层层面。顺层岩石滑坡的规模可以极大,例如:有名的意大利瓦依昂水库库岸滑坡(滑体由朱罗系和白垩系石灰岩组成)体积近三亿立方米,瑞士弗利姆斯滑坡(滑体由朱罗系和白垩系石灰岩组成)体积达12立方公里,为已知中最大者1974年发生在四川的南江滑坡(滑体主要由二迭系和三迭系的白云质灰岩成)体积约700万立方米;1979年发生在兰州郊区的长湾滑坡(白垩系砂岩上复黄土)体积达一千余万立方米。在我国铁路沿线,如成昆线甘洛1#老滑坡、川黔线李家湾1#明洞滑坡、贵昆线树舍车站(下方)滑坡、湘黔线场坪2#滑坡、永加线K27滑坡等均具相当规模,中、小型顺层岩石滑坡的分布更为普遍。顺层岩石滑坡由于滑床平直,出口多在半山坡而无抗滑地段,当滑床较陡(20°~30°)、规模较大且前方有足够的空间时,往往可形成极大的滑速,形成灾害。如瓦依昂滑坡达18~50米/秒,南江滑坡达17米/秒,分别造成了极其严重的经济损失和人身伤亡。当滑床较缓(10°~15°)或出口在路基面以下时,则滑速较小,一般不会造成灾害,前者如贵昆线大海哨2#滑坡,后者如永加线K27滑坡。铁路沿线的顺层岩石滑坡,多属开挖路堑切断向线路倾斜的层状岩体(照片1),尤其是切断层状岩体中的软弱夹层而造成。这种因人类活动而造成的所谓工程滑坡危害往往也是很大的,如:川黔线李家湾1#明洞是因顺层岩石滑坡而被迫修建的;李家湾车站的线路曾被顺层岩石滑坡推移6~8米;贵线面店桥路堑滑坡和小车庄滑坡均曾掩埋线路,中断行车,并被迫便线通车至今。铁路沿线的顺层岩石滑坡比较集中地分布在湘黔、川黔、成昆、太焦、鹰厦、漳龙、广旺等线上。当前,国内外对具体的顺层岩石滑坡工点所采用的勘测研究方法与其它类型的滑坡无大差异,对滑坡的性质及立体形状等取得一个较清楚的认识往往需要较长的时间。特别是滑动面这一关键问题,多半借助钻探来确定,而钻探则是耗时较多的一项工作。不唯如此,还常常由于钻探操作方面的原因,或由于滑带较薄而不能达到预期的目的。顺层岩石滑坡的滑带多半厚仅1~2厘米,甚至不足1厘米,靠钻探来确定则更是异乎寻常的困难。因此寻求一种较快、较准、较好的方法来解决顺层岩石滑坡的一些问题是十分必要的基于这类滑坡的岩体结构特点,这又是可能的。众所周知,地质力学方法的—个方面,或者说地质力学方法的基础,是从岩石中实际存在的构造形迹入手,鉴定各种结构面的力学性质并进行配套,寻求其得以形成的应力场及本地区所经历的构造作用的次数,再依据各组结构面和构造形迹的相互切割关系及各自力学性质的转化,分析各应力场产生的先后次序,从而确定该地区各种结构面的分布规律和岩体构造格局,从已知去推求未知。顺层岩石滑坡的滑体系所在山体的一部分,它们在同一地质环境中形成,经历了一系列相同的枸造作用,最后又形成了相同的构造格局。如前所述,顺层岩石滑坡一般发育在构造作用比较轻微或不十分强烈的地段,山体具斜构造特点(照片2),岩层倾角一般在10°~30°之间,有些可达40°左右,岩体虽被多组裂面(包括节理、断层等)切割,但从宏观上看,仍保持着良好的层序和相当的完整性,各组构造裂面产状稳定,且延展性较好,顺层岩石滑坡的滑体就是被这些规律的构造裂面所分割的可能与整个山体相脱离的一部分岩体。因而,在顺层岩石滑坡的研究中,运用地质力学的一些理论和方法来调查、分析和解决某些问题有着极为有利的条件并将易于取得成效。我们期望,运用地质力学的方法并辅之必要的挖探和少量的钻探,能较快、较准地判明顺层岩石滑坡的基本情况,弄清发生、发展条件、预测滑坡的平面轮廓和规模,预测滑速的快慢及可能造成的危害。几年的工作实践证明,这一办法是可行的,并基本达到了所预期的目的。二工作步骤和方法如下:1、地貌形态观察地貌虽是地质体在长期的内外应力作用下的综合结果,但总的山势往往反映早期应力场。如单斜山的山脊线一般为直线状,山脊线的走向与岩层的走向是大体一致的,与它相垂直的方向即早期应力场的主应力方向。在这—对挤压力作用下,应产生一系列所熟知的构造裂面,这些构造裂面基本上都是平面状。再如“S”形或反“S”形的山脊线,表示早期应力场是一对顺时针或逆时针力偶,所产生的各组构造裂面多为弧形,且压扭面常贯通并切割张扭面等等。通过地貌形态观察,还可对斜坡的整个稳定状态形成—个总的印象:那些部分是稳定的,那些部分历史上可能滑动过或有过其它变形而目前是稳定的,那些部分是不稳定的等等,便于下一步开展工作。譬如,通过对面店桥滑坡的大略观察,获得以下几点印象:(1).岩层走向大体东西,以十余度的倾角向北倾斜,构成单斜山地貌景观。(2).下部以页岩、泥岩为主的岩层产状稳定,上部以石英砂岩为主的岩层则富于变化,滑体则由上部岩层组成,滑面应在这两部分岩体的交界处。(3).上部岩层在某些地段形成由北向南推复的叠瓦状构造(照片3),表明早期存在一强烈的大体南北向的由北向南推挤的应力场。(4).滑坡的东都为一缓浅的岩层拗曲,表明可能有过大体东西向的应力场。(5).滑坡的西部,从山顶到面店沟底,有三个由层面构成的大平台,是古滑坡的遗迹,这是一套很容易产生滑坡的地层。这几点印象为我们进一步开展工作指出了大略的方向。2.工程地质测绘在进行工程地质测绘之前应有一张适当比例尺的地形图,通常为1/500或1/1000。测绘范围应超出滑坡体或潜在滑坡体一定距离,先从滑坡体四周稳定斜坡做起,天然露头太少、太差时,可适当地清除表土。主要测绘内容有:⑴.地层分层、对比。通过这一工作,除像通常编制出地层综合柱状图和找出所谓标志层而外,还要特别注意软、硬层组(岩性极其相近的一套岩层)的交互及各软弱夹层的部位和状况。譬如贵昆线大海哨车站一带,上部近20米厚为薄层灰岩、瘤状灰岩、条带状灰岩、薄层板状泥灰岩及少量灰黑色页岩。下部30余米厚以灰色、青灰色、黑色页岩为主,并有青灰色板状钙质页岩及少量瘤状灰岩、薄层灰岩、薄层褶皱灰岩(厚0.1米,因构造作用而呈褶皱状,照片4)及一层厚1米的角砾状灰岩(挤压破碎再胶结而成)。角砾状灰岩可作为标志层。自下而上至少出现9个软弱夹层,它们或者位于软岩(页岩)层组中,或者位于软岩层组与硬岩(灰岩)层组的接触带,除由角砾状灰岩风化而成的厚约0.5米的一仅在局部出现的粘土层而外,其它软弱夹层厚均在1厘米左右,由岩屑、岩粉和粘土组成。此外,共看到9层褶皱灰岩,每层厚仅0.1米,其中7层夹在下部页岩中。⑵.岩层产状测量。通过系统的岩层产状测量,并将其按实际部位填绘在工程地质图上,可解决两个问题:①.弄清区域性岩层产状,稳定的区域性岩层产状是该地区早期应力场作用的结果。②.找出已滑动岩体和稳定岩体的界线。此外,岩层产状的某些局部变化所表明的岩层不均衡变形也是有意义的,这将在下文谈到。⑶.构造形迹调查。所谓构造形迹,是指组成地壳的岩层、岩体在经历了不同的应力状态和作用后所留下的各种各样永久变形的踪迹,如褶皱、断层、节理、劈裂以及擦痕,甚至在高温高压下岩石重新结晶组合时,晶体的定向排列等等。这些构造形迹的空间方位,都可用平面或曲面来表示,既所谓结构面。除因矿物的定向排列而造成的,如变质岩的片理这种所谓成生结构面和其它原生结构面而外,在各种变形结构面中,有标志性结构面和分划性结构面之别。标志性结构面是指如褶曲轴面这种仅具有几何意义,实际上并不存在一个面的结构面,表示连续结构的存在;分化性结构面是指断层、节理这种“破裂面”,表示不连续结构的存在。从地质成因上讲,此二者均属于构造结构面。若按结构面的力学性质,则有压性、张性、扭性、压扭性和张扭性五种。进行构造形迹调查应注意以下几点:①.对分化性结构面和标志性结构面都要注意到。在顺层岩石滑坡地段,褶曲规模一般较小,但褶曲轴面属于压性结构面,易于确定形成它的应力场及相应的配套裂面,所以不容忽视。②.仔细判定各组结构面的力学属性及其转化。依据结构面力学性质的后期改造,将能确定构造应力场的前后次序。③.虽然得以产生顺层岩石滑坡的地段多半具有单斜构造特点,但必须认识到,单斜岩层的层面也并非一平如镜,不论在走向方向上或倾向方向上都会有一些波状起伏。④.确定共扼的两组裂面应该都是扭性的,且扭动方向相反。它们是同期的,在较大范围内展布稳定,夹角固定。⑤不要将相对移动过的两个块体上的结构面放在一起分析,要尽量利用稳定岩体进行裂面配套、寻求应力场。另外对个别滑动过的岩块上的节理的组合也应予以重视,有时也会提供一些启示和依据。⑥在进行结构面的调查、统计、分析时,要有多期构造的观点,应依据结构面的力学性质及其相互关系并参考区域资料分别进行。同时,要根据具体情况,考虑按不同的层组成不同的岩层分层进行统计分析,它们不仅在同一应力场中会有不同的表现,而且还可能对不同的应力场有不同的反映。⑦各期应力场对岩体的破坏程度是不同的,应该特别注意对岩体结构有控制意义的那一次构造作用,它不一定是最早期的或者最晚期的应力场。后期应力场可以改造前期应力场所铸造的裂面的力学性质,也会产生新的裂面进而影响到业已形成的构造格局,但后期构造对前期构造也有继承性。改造与继承,孰强孰弱要视具体情况而异。除上述而外,在工程地质测绘中还应查明地下水的分布及活动规律,如不同力学性质的裂面对地下水分布和流通的影响、斜坡及边坡上出水的部位、含水的和不含水(或少含水)的软弱夹层的状况、降雨对地下水的影响等。也要弄清已有的临空面或将要形成的临空面与各主要结构面的空间关系,这对顺层岩石滑坡能否产生以及可能形成的规模和形状有着至为重要的关系。不妨仍以大海哨地区为例,对上述部分问题加以说明:在较坚硬的岩层,如灰岩、条带状灰岩甚至板状页岩中,较发育的节理是N30°~40°E/陡、N55°~65°w/s80°、N25°~30°E/S80°~86°、N40°~45°W/S78°~90°等扭性面及可以看到的N70°E/N87°压扭性面,结合岩层产状N75°~80°E/N13°~14°,可分析出,N25°~30°E和N40°~45°W两组节理源于一对北稍偏西20°~30°的挤压力,而N30°~40°E、N55°~65°W和N70°E三组节理则由作用方向为北北东的一对左旋力偶所造成。在页岩中所夹的厚0.1米的薄层灰岩被挤压而产生褶曲(照片4),所形成的一系列小褶曲(照片6)的轴面走向为N25°~30°E,从照片6中还可以看到有一对X交叉的扭性面和第二序次的纵张裂面,显然这是N60°~65°W的一对挤压力作用所致。在黑色页岩中也看到了一套这样的结构面(照片7),乃是同—个应力场的产物。这一相对较软弱的层组中所出现的节理与上述各相对较坚硬的层组中所出现的节理是不同的。对这种差异可作如下解析,当岩层尚处于完整状态时,在早期应力场作用下,较坚硬的层组首先受力并产生“脆性破裂”,较软弱的层组则产生“塑性压缩”。后期在出现新的应力场时,在较坚硬层组中,除可能产生一些新的裂面而外,部分应力将消耗在对已有裂面的改造上;在较软弱且仍处于较完整状态的层组中,则会产生相应的裂面。能够说明褶皱灰岩是构造作用形成的,除照片8而外,褶皱灰岩的断口风化后所显示出的沉积纹理(图1)也是一个很好的证据。照片9和照片10也为上述解析提供实例,软硬不同的岩层同时受力后,会产生不协调变形它们的界面上并不产生破裂。根据调查、分析。并参照区域资料可以推定,北稍偏西的一对挤压力为第一期构造应力,N60°~65°w的一对挤压力(实际上这是由构成新华夏构造体系的力偶派生的)为最晚期的构造应力,但二者对岩体结构皆不起控制作用。除层面而外,对岩体结构起控制作用的是北北东方向的力偶所产生的N30°~40°E和N60°W左右的两组高角度扭节理。试看图2,Ia、Ib、Ic及Ⅱ号四块滑坡的周界(不包括前缘人工开挖面)均分别由这两组节理(及在N60°w节理的基础上发展成的断层)构成。FD1、FD2、FD3、三条断层在N60°W节理的基础上发育而成FD1(照片11)和FD2(照片12)是张性断层,张性断层是储水的。FD3是平移性很强的压性断层(照片13、14),压性断层是阻水的。山坡上方岩体中的裂隙水在顺坡下流途中将被阻于FD3断层一线,并将在堑坡切穿断层处排出。因而在Ⅱ号滑坡处便汇集了较多的地下水,这是导致Ⅱ号滑坡较Ⅰ号滑坡活动性大的一个重要原因。3.资料分析在前两项工作的基础上,就有可能对资料进行综合分析。找出该地区经历了几次构造作用,各自主应力的方向及性质(譬如是简单的挤压,抑或是一对力偶的扭转),分别产生了什么样的构造形迹,各应力场的先后次序,对岩体结构起控制作用的结构面,那一个或那几个软弱夹层是可能的潜在滑动带,可能产生的滑坡的规模及范围,滑体的立体形态等。这里有一个如何对待区域资料的问题。作为工程地质工作者,要善于运用已有的区域地质研究成果,因为通常是没有时间在较大范围内进行工作的。但是在充分重视区域应力场控制作用的同时,也要清醒地认识到区域资料中显示不出来的,或没有包含的、可能存在的局部应力场。最后应该以我们自己反复调查核对过的资料为准。譬如贵昆线曲靖~马过河段,该段(长约50公里)位于云南省东部,线路走向大体东西,共有三个(顺层岩石)滑坡比较发育的地段:东部靠近湛家屯车站是面店桥滑坡(K488+195~+300),中间是大海哨滑坡群(K492+900~K493+100),西边离马过河车站不远是小车庄滑坡群(K519+400~K520+000)。据区域资料,有三个构造体系在该地区叠置交叉:属南岭构造体系的次级东西向构造带、云南山字型构造体系的东翼、属滇东多字型构造体系的北北东构造带。此外,属径向构造体系的小江断裂带可能波及到该地区(图3)。这四个构造体系是否在前述三个滑坡区都有表现或者都有同等的反映呢?实际情况是不一样的:面店桥滑坡区——大体南北走向的挤压表现极其强烈,而属于山字型东翼这一体系的结构面很少见到;大海哨滑坡区——如前述,属于山字型东翼的结构面控制了岩体的构造格局;小车庄滑坡区——属于山字型东翼的左旋力偶影响显著,北西西向的和东西向的挤压表现不明显。这些结论是以我们的调查为准的,又与区域资料不矛盾。若无十分充足可靠的依据,不能轻率作出与区域资料相抵触的结论。从20万分之一的地质图上可以看出,整个地层的分布都是受这些构造体系控制的。东端曲靖附近,地层做东西向稍偏北展布,向西逐渐变成北东东,至马过河一带,则急剧地转为北东甚至北北东展布。这一趋势也同样显示在四百万分之一的地质图上。在分析资料时会遇到不同期的构造应力所产生的结构面的复合问题。当岩层受到第一期构造应力并产生一些裂面之后,再有第二期、第三期构造应力作用时,除对先期裂面施加改造之外,还会不会像完整岩层那样产生它自己的一套破裂面?尤其是岩层在第一期构造应力作用下由水平状态变成缓倾斜(顺层岩石滑坡地段的岩石倾角一般不超过30°,有些可达40°左右)状态时。这是一个很复杂的问题,目前,我们只能假定,后期应力场仍能大体产生像在完整的水平岩层中所产生的裂面系统。在这一假定下,所得结论与实际情况大体还是吻合的。资料分析过程中,作如下应力场分析图(图4)往往是必须的。图中所画出的是大海哨地区的稳定岩层产状、断层及主要节理。主要依据岩层产状和层间错动面上的擦痕指向确定第一期应力场,依据大量左旋形迹及N70°E/N87°压扭性破裂面定第二期应力场,依据FD4和前文所述的褶皱灰岩以及面店桥与大海哨之间出现的一条颇具规模的走向N25°~30°E的压性断层定第四期应力场(是形成新华夏构造体系的派生压应力场),第三期应力场的表现不明显,没有看到大体南北走向的压性构造形迹,仅在Ⅱ号滑坡后部及站舍对面的堑顶上见有循N30°~40°E和N60°W左右两组节理形成的锯齿状张性裂缝(面),总的走向为N80°E左右,这反映出可能曾经有过大体东西向的压应力,且发生在第二期力偶作用之后。依据该图,可对四条断层的形成作如下分析。实际所见到的情况是:FD1和FD2是张性的;FD3就其总体来讲是左旋的、平移性很强的压性断层,但局部有张性特点;FD4是压性的,有逆冲性质,规模很小。FD1、FD2、FD3均应是在第二期应力场所造就的N60°w左右的节理这一裂面基础上产生。FD3在第二个构造作用期形成,后期又受到一些改造,局部呈张性。FD1、FD2形成于第四个构造作用期。FD4虽是第四期应力场的产物,但这一破裂面恐非第四期(派生的)压应力所致,很可能是在第一期扭节理基础上的一种复合现象。4.挖探为了进一步查清某些问题,或证实对具体滑坡工点所作的某些判断,应在适宜部位进行坑探,槽探甚至井探,在挖探中须特别注意软弱夹层的状态、小构造现象和岩层的异常情况等。在不适宜挖探的部位,钻探又能满足需要时,亦可布置一些钻孔。这些勘探资料往往可以为具体确定某些问题提供更直接、更可靠的依据。虽然,挖探较之钻探,土石方量较大,但时间和经费往往要少一些,劳力也容易解决,尤其是开挖面大,可在原位进行直接观察,这对查明顺层岩石滑坡的薄层滑带殊为适宜。譬如面店桥滑坡,天然露头不大理想,仅凭地面调查不能确认滑带及其部位,也不能对滑坡中后部似有若无的滑坡分级(抑或分层)现象最后定夺。为此,布置了一些坑槽探,很快就弄清了这两个问题。5.试验试验包括取样在室内进行若干项目的试验和现场原位大型剪切试验,主要目的是查明各软弱夹层的性状及强度指标。鉴于岩石滑坡开挖困难,最好能与挖探配合进行。部分试验资料的列举和分析将在下文叙述。在适宜部位取样、磨片,进行镜下鉴定,研究微裂隙,也是应力场分析及构造形迹调查的—种手段。6编图完成上述各项工作之后,对我们所需了解的各个问题将会获得较清楚的认识,可着手编制有关图件。需要特别提及的是工程地质平面图中节理的表示方法,过去通常用节理玫瑰图,近年来又较流行节理极点等密图,这两种表示方法虽各有其优点,但有一个共同的缺点,即贯通性较强的节理和贯通性较弱的节理在统计中的权是同等的。显然,这对研究分析滑坡周界与各种裂面的关系是不适宜的,贯通性较强的节理对滑坡周界的形成才具有决定意义。我们的作法如下:①.不是在一个固定的面积内逐条地进行节理的测量统计。②.分片(必要时还要分层)着重选择贯通性较好的、对岩体结构有较大影响的节理进行测量,不特别强调同一走向节理数目的多少。③.用如图5所示的方法表示,画在圈中相应的位置上。④.缓倾节理有可能影响顺层岩石滑坡滑带的部位和形状,一般不能决定滑坡两侧及后缘的边界,不在图5所表示节理的范围之内,另外进行分析研究(一般所谓缓倾节理指倾角不大于30°者;陡倾节理指倾角不小于60°者。在二者之间的,具体情况具体对待)。岩层的平面X节理,如为N60°E/90°和N60°W/90°,当岩层水平状态变成30°倾斜时,虽然分别变成N63°E/N75°和N63°W/S75°,但对岩层的层面仍是近乎直交的。岩层的侧面x节理,如原来与水平面(即层面)的夹角为30°,当岩层变为30°倾斜时,其一组将接近水平状态,另一组虽然可获得60°左右的倾角,但与层面仍是小角度相交(图6)。这两种x节理在野外将是容易辨认的.这也就要求尽量在节理面上测量节理的产状。避兔仅靠层面上的节理裂缝作出错误的判断。分析构造裂面与滑坡周界的关系,这种作图法是比较直观的。图7即为按此法编制出的大诲哨滑坡区的工程地质平面图。最后,可在前述一系列工作的基础上,把有关滑坡的性质及成因、滑带的部位、滑坡的规模、滑速可能较快或较慢、危害程度的大小等问题的分析研究结论一一列出。这套做法既可分析认识已经产生的顺层岩石滑坡,也可用来对可能产生顺层岩石滑坡的地段进行预测。三几年来,通过有意识地运用地质力学的观点和方法进行工作,对有有关顺层滑坡的某些问题取得了一些认识,简要叙述如下:1.顺层岩石滑坡的滑带一般地说,滑坡体总是沿下伏软弱层滑动的,岩石滑坡尤其如此。最容易产生顺层岩石滑坡的是沉积岩,其主要外貌特征是层理发育。沉积岩的层理由于沉积条件的改变而带来的颗粒大小不同、颜色深浅差异等而表现出来,可以被层面隔开,或者逐渐变化而没有层面。每—个层面都可视为一个小小的沉积间断,或者叫沉积间歇,在沉积间断(歇)面上,就可能由于古风化等原因而造成一些较软弱的物质,或者由于岩相的变化而使得上下两层组之间的结合不够紧密。后期,岩体经受构造作用产生褶曲时,将首先在这些部位发生层间相对错动。硬岩层组与软岩层组间的层间错动不一定都发生在二者的接触面上,有时也发生在靠近界面的软岩中。构造作用将使靠近层间错动面的软弱岩层或软弱物质遭受构造破坏——揉皱、破碎、程度不同的丧失原始结构,继而再经受因地下水活动等而引起的风化作用,便可在岩层中形成一个软弱的或相对软弱的夹层。称之层间错动带。因其软弱,抗剪强度较低,有可能在不同应力状态下,在不同方向,经历多次错动。顺层岩石滑坡地段的层间错动带一般较薄,厚几个厘米,甚至几个毫米,多由岩屑、岩粉和土组成,岩屑多为片形棱角状,颗粒的长轴与层面平行,大体与岩层倾向一致,或者是在软弱岩层中形成的劈理密集带。若为前者,其顶底板往往有镜面、擦痕及阶步,若为后者,劈理面多为弧状光滑面,并有擦痕及阶步。整个错动带有鲜明的挤压痕迹(照片15)。就调查所见,凡顺层岩石滑坡,其主滑带都是在层间错动带的基础上发育而成。但是在有多层层间错动带的地区,有的层间错动带,其上复岩体沿之滑动而成为滑带,有的则没有发展成滑带,甚至同属一层层间错动带,不同地段也不—样。为了能较深入地探索其中的原因,在大海哨滑坡区的几个层间错动带及—个局部次生软弱夹层取样进行分析,结果列于表1:从表1可以看出:几个错动带(包括一次生软层)中粘性土的矿物成分(差热分析)均以伊利石为主(其它地区亦如是);发展成为滑带的几个层间错动带,粘粒含量有偏高的趋势,碳酸钙含量显著偏低。在把从构造上讲属于一个层次、出露于不同部位的和层间错动带的分析结果进行比较(表2):层间错动带编编号颗粒分析比重克/cm2碳酸钙含量%%液限%塑限%塑性指数碎石及砾>2..0mm砂粒2.0~0.005mm粉粒0.05~0..005mmm粘粒<0.005mm7#①(Ⅱ#滑坡的滑带)23.331.713.032.02.781.041.322.918.47#②(非滑带)11.428.641.518.52.7649.823.014.28.8可以看出,最突出的差异是:发展成Ⅱ#滑坡滑带的层间错动带粘粒含量较高,并因此塑性指数较大;碳酸钙含量非常低。我室其他同志曾研究过土的颗粒级配对其残余强度的影响,结论是:但砾石(2~3mm角砾)含量大于30%时,残余强度剧增;砾石含量小于30%时,土的强度受细粒土控制。当粘粒含量小于30%时残余摩擦角的大小取决于非粘粒(0.005毫米)颗粒的性质,而粘粒含量为30~45%时,残余摩擦角随粘粒含量增加而急剧减小。这一结论可供此处分析问题参考。碳酸钙对土是有胶结作用的,错动带中的碳酸钙丧失殆尽,对其抗剪强度也带来了极为不利的影响。由于这方面的工作作的较少,目前只能起定性判断的作用。但有理由期望,在有了足够多的资料之后,是可能达到定量判断的目的的。同属一个构造层的和两个层间错动带的性质之所以相差若此,不仅因二者被一大沟所分离(图7),更主要的是错动带的出露位置挨着FD3断层,该断层汇集了大量地下水通过错动带排出去,由于地下水的风化和溶滤作用,使得其粘粒含量增大、碳酸钙含量减少,最终导致强度降低,促使大海哨Ⅱ#产生。2.顺层岩石滑坡的后缘口侧界这类滑坡的后缘和侧界由断层、小错断或者节理等构成。当在较适宜部位有断层时,因断层终归有一定规模,切穿了较多的岩层,通常它总会参与构成滑坡边界的。如大海哨Ia、Ib、Ic三块滑坡和永加K27滑坡(图8)的一侧边界均由断层构成,小车庄Ⅵ#1滑坡的后缘为一小错断(照片16、17),太焦线牛晶坪古滑坡的后缘亦由断层构成(图9)。若某地区有多组规模相近的节理,可能形成滑坡后缘的部位又没有断层分布,则后缘多由与滑动方向夹角较大的裂面构成,如面店桥滑坡(图10)。因与滑动方向夹角愈大(图11),则裂面上所承受的张力(F1=Fsina)愈大,所承受的剪力(F2=Fcosa)愈小,而岩石裂面间几乎是没有抗张能力的。滑坡两侧的边界可由扭性面或张性面构成,实际上扭性面是分布最广的,所以多由扭性面构成。这些扭性面与滑坡滑动方向可大略平行,亦可斜交。由断层构成的后缘和侧界往往会限制滑坡在这一部分继续发展、扩大。3.顺层岩石滑坡的多层滑动在得以产生顺层岩石滑坡的岩体中,往往有不止一层层间错动带,因而,往往会在不同的层间错动带上形成滑带,促使岩层多层滑动。多层滑动是顺层岩石滑坡的突出特点之一。对多层滑动,可可分成两种种现象加以以认识:一是所谓滑坡的的分层,是是指在纵剖剖面上有不不止一层错错动带,岩岩体分别沿沿其滑动,彼彼此的主滑滑面不相互互交叉这种种现象,如如小车庄Ⅵ1#滑坡(图12)。整个个小车庄Ⅵ#滑坡在垂垂直于滑动动方向的横横剖面上所所表现出的的各块滑坡坡沿不同层层间错动带带滑动的现现象(图13),更是典典型的多层层滑动。一是所谓滑坡的的分级,是是指由于前前块滑坡滑滑动导致后后块滑坡失失稳并产生生滑动的现现象。如大大海哨Ia和Ic两滑坡(图14),Ic的后缘为FD2断层,它它切断了岩岩层和层间间错动带,因IC所在处堑坡不稳而采取了刷坡措施,刷坡不当,又引起Ia沿另一错动带活动。至于小车庄v##滑坡,主主滑带所依依附的虽是是同一个层层间错动带带,但在纵纵剖面上却却形成四个个出口(图15),这也是是一种分层层滑动现象象。造成这这种情况的的构造原因因是,所谓谓单斜岩层层,在其倾倾向方向上上,并不是是每一层组组(或者全部部岩层)都像一块块木板似的的那样一坡坡到底的,请请看照片18,19,20,岩层在在受力褶曲曲过程中,由由于层组与与层组间的的差异性运运动,导致致产生了一一些小型褶褶曲及进一一步演化成成的小错断断,如图16所示,它它们将为分分层(或分级)滑动提供供构造基础础。层分层和分分级在平面面上表现出出来的就是是分块。此外,单斜岩层层在其走向向方向上也也可能会有有一些不大大的起伏,隆隆起部位的的张性裂面面(图17)往往也会会成为滑坡坡分块的界界限,或者者成为滑坡坡一侧边界界。4.顺层岩石滑坡的的平面形状状和立体形形态由于顺层岩石滑滑坡的滑带带(层间错动动带)与岩层产产状一致,边边界由各种种构造裂面面控制,故故其平面形形状和立体体形态较之之其它类型型的滑坡要要规则得多多,天然临临空面和人人工开挖面面的空间位位置与几组组对岩体结结构起控制制作用的结结构面的相相互关系,对对其平面形形状与立体体形态有着着决定性的的意义。就其平面形状而而言,譬如如,四川三三万线K17滑坡,福福建永加线线K27滑坡、云云南大海哨哨Ia、Ib、Ic滑坡,人人工开挖面面与两组成成人字型的的、对岩体体结构起控控制作用的的结构面斜斜交,因而而滑坡为三三角形;大大海哨Ⅱ号滑坡,因因已有一沿沿N30。~N40。E方向的裂裂面形成的的天然临空空面,滑坡坡为长方形形;贵昆线线面店桥滑滑坡和太焦焦线牛晶坪坪滑坡,因因控制滑坡坡侧界的分分别是同一一组彼此大大体平行的的张性裂面面和张扭性性裂面,且且与人工开开挖面大角角度相交,所所以滑坡呈呈长方形;;其它亦可可为梯形(如如云南小车车庄Ⅳ#滑坡)或或者下宽上上窄的多边边形(如小车庄Ⅵ1#滑坡)等。总之之,都是—段段直线线构成的折折线形边界界。分析立体形态时时,则必须须加入岩层层层面的空空间位置这这一因素的的影响。以以小车庄滑滑坡群(图18)为例:当当岩层走向向与临空面面一致,山山坡的坡面面基本上就就是岩层的的层面时,所所形成的滑滑坡为等厚厚的板状(图19);当岩层层走向与临临空面斜交交,山坡的的坡面又缓缓于岩层的的层面时,所所形成滑坡坡的纵、横横剖面都是是一边厚一一边薄(图20),小车庄I、Ⅱ、Ⅲ号滑坡应应属此类型型,只因发发生年代较较久,外貌貌巳不清晰晰,小车庄庄Ⅳ#滑坡的—侧边界由由层面与山山坡坡面的的交线构成成,滑坡的的横剖面呈呈三角形(图21),为一特特例。由于主滑面基本本上是一个个平面,所所以顺层岩岩石滑坡的的纵、横剖剖面都比较较简单,尤尤其当滑坡坡出口在堑堑坡上而无无抗滑段时时,则构成成典型的直直线型块体体运动,如如大海哨Ⅱ#滑坡(图22)。当前缘缘有反翘的的抗滑段时时抗滑段的的滑面则视视具体情况况而异:若若抗滑段为为土体,则则为被动破破裂面;若若抗滑段为为岩体,则则由原有的的结构面组组成,这些些结构面原原来往往不不是连续的的、贯通性性很强的结结构面,而而是随着滑滑坡的形成成而发育贯贯通,如图图23所示。通通常,是不不会将整个个完整岩体体硬性剪断断的。5.对顺层岩石滑坡坡滑带抗剪剪强度的认认识如前所述,顺层层岩石滑坡坡的滑带乃乃层间错动动带,层间间错动带有有不同的类类型,就我我们所见,大大体有如下下两种:(1)碎屑状由岩屑、岩粉和和包括粘粒粒在内的细细颗粒混杂杂组成一个个不厚的、与与顶底板显显著不同的的软弱夹层层,其顶底底板(也程度不不同的受到到层间错动动的影响)为微起伏伏的层面,多多半因构造造作用而比比较光滑。①.当软弱夹层的厚厚度小于层层面的起伏伏差时,顶顶底板的岩岩层将会直直接接触,从从而在滑动动过程中产产生所谓“爬坡”,甚至“啃断”等现象。抗抗剪强度不不仅取决于于软弱夹层层。主要还还
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