鄭密
摘 要:位于重慶市的某含軟弱夾層巖質(zhì)滑坡嚴(yán)重威脅居民安全,面積約6.4×104m2,是四川盆地滑坡的典型代表。在現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上,描述了滑坡的地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造和水文地質(zhì)等地質(zhì)環(huán)境條件和基本發(fā)育特征,探究滑坡的形成機(jī)制,為此類滑坡預(yù)防和治理提供依據(jù)。
關(guān)鍵詞:軟弱夾層;地質(zhì)環(huán)境條件;發(fā)育特征;形成機(jī)制
引言
研究滑坡位于重慶市,是居民聚居點(diǎn)之一。由于自然條件滑坡災(zāi)害時(shí)有發(fā)生,嚴(yán)重威脅到當(dāng)?shù)鼐用竦纳?cái)產(chǎn)安全,查明該滑坡的地質(zhì)特征及形成機(jī)制很必要。文章分析了滑坡所在區(qū)域的地質(zhì)條件,在工程地質(zhì)槽探、鉆探、地質(zhì)測(cè)繪、原位測(cè)試等基礎(chǔ)上,對(duì)該滑坡的地質(zhì)特征、成因及形成機(jī)制進(jìn)行了描述與探討。
1 國內(nèi)外對(duì)軟弱夾層的研究現(xiàn)狀
二十世紀(jì)五十年代,費(fèi)先科(фИceнкo)就軟弱夾層對(duì)滑動(dòng)面的控制作用進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn),在研究和解決礦山邊坡穩(wěn)定性問題中得到一定的應(yīng)用。塔林洛夫則經(jīng)過實(shí)驗(yàn)測(cè)定了幾種不同情況的軟弱夾層的抗剪強(qiáng)度。根據(jù)邊坡的穩(wěn)定性受結(jié)構(gòu)面的c、φ值及地下水的影響。此外,我國的孫廣忠教授對(duì)結(jié)構(gòu)面及軟弱夾層的力學(xué)效應(yīng)也進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究。楊令強(qiáng)等(2002)提出了處理軟弱夾層問題的兩種方法,即夾層法和連續(xù)體法。劉小麗、周德培(2002)則對(duì)發(fā)育多個(gè)規(guī)則軟弱夾層的巖體邊坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)進(jìn)行了探討,在塑性極限分析的基礎(chǔ)上,采用機(jī)動(dòng)位移法,提出可以用能量系數(shù)作為穩(wěn)定性評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)。
2 地質(zhì)環(huán)境條件
2.1 地形地貌
研究區(qū)地處四川盆地和山地過渡地帶,區(qū)內(nèi)地勢(shì)起伏較大,坡體總體西高東低,以丘陵為主。斜坡坡向80~90°,坡體結(jié)構(gòu)為緩傾斜交順向坡,坡度20~25°,總體呈后部陡、中部緩、前緣前伸入河一折線型斜坡。
2.2 地層巖性
據(jù)現(xiàn)場勘探揭露與調(diào)繪,出露地層有第四系人工雜填土(Q4ml)、坡殘積層粘土(Q4el+dl)、崩積層塊石土(Q4col),下伏基巖為三疊系下統(tǒng)嘉陵江組(T1j)灰?guī)r與泥頁巖,其中灰?guī)r呈灰色、淺灰色灰?guī)r,中厚~厚層狀構(gòu)造,泥頁巖呈深灰色、黑色,泥質(zhì)結(jié)構(gòu),薄層狀構(gòu)造。
2.3 地質(zhì)構(gòu)造
場地位于南北徑向構(gòu)造體系之梓里場背斜東翼,巖層單斜,產(chǎn)狀73°∠10~23°,巖層中主要發(fā)育有三組節(jié)理裂隙:
(1)115°~140°∠75°~90°。該組裂隙走向與后緣陡壁走向一致,近于東西向,為一組長大裂隙,在場地內(nèi)較發(fā)育。
(2)175~185°∠75~90°,該組裂隙裂隙面較平直,為滑坡側(cè)緣控制切割面。
(3)315~335°∠85~90°,該組節(jié)理裂隙呈閉合及微張狀,貫通性一般,貫通部分巖體。
2.4 水文地質(zhì)條件
研究區(qū)水文地質(zhì)條件整體較簡單,按地下水儲(chǔ)藏條件、水動(dòng)力特征可分為基巖裂隙水和第四系孔隙水?;鶐r裂隙水分為碳酸巖類巖溶水、碎屑巖類孔隙裂隙水。碳酸巖類巖溶水埋深較大,水量豐富,呈管道狀;因地層巖性差異,碎屑巖類孔隙裂隙水水量差別大;第四系孔隙水主要分布于沖洪積層及坡殘積層中,沖洪積層中孔隙水水量較豐富,坡殘積層中孔隙水水量少,場地不具備地下水儲(chǔ)存條件,地下水貧乏。
2.5 滑坡發(fā)育程度
滑坡平面呈不規(guī)則的箕形,主滑方向75°。周界明顯,后緣以現(xiàn)有拉張裂縫所致弧狀臺(tái)坎為界,兩側(cè)近東向小山脊為側(cè)界劃定依據(jù),前緣為現(xiàn)有河道岸坡,調(diào)查期為河水浸沒。據(jù)勘探揭露,滑坡體后緣高程260m,前緣高程150m,前后緣高差110m,縱長約320m,寬約200m,滑坡面積6.4×104m2,平均厚15m,體積約96×104m3,為一中型巖質(zhì)滑坡。
滑坡體處于蠕滑變形階段。后部出現(xiàn)多條拉張裂縫,中部緩坡地表鼓脹橫張裂縫發(fā)育較明顯,呈近東西向展布。
3 滑坡形成機(jī)制分析
該滑坡是在多種因素組合下長期發(fā)展的結(jié)果,剖面示意圖詳見圖1。
圖1 滑坡剖面示意圖
特殊的巖性組合是滑坡形成的先決條件,薄層狀泥灰?guī)r為上覆中厚層狀灰?guī)r滑動(dòng)提供了潛在軟弱滑面;同時(shí)泥頁巖在上部灰?guī)r荷載作用下發(fā)生塑性變形,上覆脆性灰?guī)r因應(yīng)力集中產(chǎn)生破壞變形。
滑坡體呈后部陡、中部緩、前緣前伸入河一折線型斜坡,同時(shí)坡體結(jié)構(gòu)為一順向坡,不利于滑坡體整體穩(wěn)定。
巖體受區(qū)域內(nèi)發(fā)育的三組結(jié)構(gòu)面切割,在灰?guī)r內(nèi)形成多條裂隙,降雨溶蝕作用下,裂隙進(jìn)一步發(fā)育擴(kuò)展成裂縫,直至灰?guī)r體斷裂破壞,水體匯入裂縫產(chǎn)生靜水壓力,增大下滑力。
滑坡前緣受河流沖刷侵蝕,在坡體前緣削坡降低抗滑力,河流不斷下切,揭露滑帶以及滑床,于揭露處產(chǎn)生應(yīng)力集中,促使滑坡進(jìn)一步失穩(wěn)變形,最終產(chǎn)生滑坡。
4 結(jié)束語
(1)該滑坡的形成機(jī)制受地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、降雨作用、坡體結(jié)構(gòu)類型、河流侵蝕等作用的影響,更重要的是受坡體軟弱夾層的控制。
(2)坡體中軟弱夾層泥頁巖的存在,為坡體提供了潛在滑面,不利于滑坡體整體的穩(wěn)定。
參考文獻(xiàn)
[1]王蘭生,張悼元.斜坡巖體變形的動(dòng)力學(xué)機(jī)制[A].水文地質(zhì)工程地質(zhì)論叢[C].北京:地質(zhì)出版社,1986.
[2]FENG Wenkai,SHI Yuchuan,CHAI Hejun,et al. Study of mechanism of deformation failure of a low-angle bedded high slope with physical simulation method[J].China Journal of Highway and Transport,2004,17(2):32-36.
[3]駱銀輝,朱春林,李俊東.云南紅層邊坡變形破壞機(jī)制及其危害防治研究[J].巖土力學(xué),2003,24(5):836-839.