張海鋒　劉明超

摘要：湖南省地質災害易發(fā)，災害類型較多，因地質災害造成重大的經濟損失、人員傷亡以及嚴重的環(huán)境、社會問題，湖南湘西紅層分布地區(qū)滑坡地質災害尤為嚴重，紅層分布地區(qū)滑坡地質災害的成災機理十分復雜?；诖耍疚耐ㄟ^收集、分析該區(qū)域滑坡致災因素的特征及關聯(lián)性，旨在為湖南湘西紅層分布地區(qū)滑坡地質災害的防治與氣象預警提供參考。

關鍵詞：地質災害；滑坡；致災因素

湖南湘西紅層（紅色陸相沉積為主的碎屑沉積巖層，巖性以砂巖、泥巖、粉砂巖為主）分布較大的區(qū)域主要集中在瀘溪縣、鳳凰縣、吉首市三個地區(qū)。由于紅層其形成條件的獨特性，千百萬年演化形成的地貌特征、構造特征以及巖土體成分組成導致的成災機理較復雜。該類型巖土體邊坡在暴雨、人工切坡等條件下極易產生滑坡地質災害，通過收集和分析該地區(qū)現(xiàn)存的滑坡資料，可以初步得到湖南湘西紅層分布地區(qū)滑坡地質災害誘發(fā)因素及特征。

一、紅層分布地區(qū)土質滑坡分析

總體上，湖南湘西紅層分布地區(qū)巖體表層風化較為嚴重，風化形成的殘坡積土、全風化層覆蓋層厚度達20～30m，殘破積土主要以粉質黏土為主，且大多數具有密度低、壓縮性低、透水性強等特性，整體表現(xiàn)為抗剪強度低、遇水崩解性強、水穩(wěn)定性差。紅層殘坡積土天然狀態(tài)下具有一定的抗剪強度，但受強降雨的影響，抗剪強度會迅速降低，引發(fā)土質滑坡。

統(tǒng)計分析收集的歷年來湘西紅層分布地區(qū)包括瀘溪縣洗溪鎮(zhèn)洞底坪滑坡、鳳凰碧桂園滑坡、吉首丹青中學滑坡等72個土質滑坡從邊坡地表坡度、土層厚度、邊坡前緣切坡高度三個常規(guī)致災因素。

邊坡發(fā)生滑坡時，主要集中在地表坡度30～45°之間的邊坡，占比約為62.2%，邊坡地表坡度與滑坡個數如圖1所示。主要原因有：第一，紅層風化形成的殘破積土抗剪強度低，難以形成高陡土質邊坡，因此該區(qū)域高陡土質邊坡樣本相對較少，邊坡地表坡度主要集中在0～60°。第二，受降雨影響，地表水在30～45°坡體間沖刷流速、滲透時間最易達到邊坡滑動的臨界狀態(tài)，引發(fā)邊坡滑動。翻閱邊坡地表坡度在0～15°間的2個土質滑坡報告，發(fā)現(xiàn)全部為淺層的巖土交界面平面滑坡，非沿著土體內部形成的滑坡。故紅層地區(qū)殘破積土邊坡坡度在30～60°時更易產生土體內部滑動。同時，在0～60°坡度范圍內，滑坡發(fā)生的個數與坡度呈正相關，表明滑坡受邊坡坡度的影響較大。

根據統(tǒng)計發(fā)生滑坡的72個土質邊坡中有68個前緣有被人工開挖切坡，甚至部分還有擋墻支護，切坡度多在45～90°之間。由圖2可知，隨著切坡高度的增加，滑坡發(fā)生的個數也會增加，原因是切坡改變了原始坡體的應力平衡，在邊坡前緣坡度相差不大的前提下，邊坡越高，穩(wěn)定性越差。統(tǒng)計表明，邊坡切坡高度在一些特定條件下與滑坡形成具有一定的相關性。

通過對72個滑坡邊坡土層厚度分析發(fā)現(xiàn)，發(fā)生滑坡的邊坡厚度主要集中在厚度為10～20m之間，邊坡土層厚度與滑坡個數如圖3所示，主要原因有：第一，區(qū)域內該類型土質邊坡樣本相對較多。第二，厚度的邊坡體風化侵蝕程度嚴重、殘坡積土具有疏松的微觀結構，易在雨水條件下崩解，抗剪強度急劇降低引發(fā)滑坡。本文由于收集的樣本不夠，很難找出邊坡土質厚度與滑坡發(fā)生之間的關聯(lián)性，表明單一的土層厚度因素與滑坡成災關聯(lián)性不強。

二、紅層分布地區(qū)巖質滑坡分析

湘西紅層巖體多為砂巖、泥巖、粉砂巖或其相間，一般來說，產狀較為平緩，但受地質構造影響也存在部分產狀較陡的邊坡，巖體多呈現(xiàn)薄層狀且多孔疏松，同時易破碎，巖層間剪切帶發(fā)育，砂、泥巖互層，成巖作用較差，有的呈半膠結狀，強度較低，巖石具有較強的親水性以及流變性，遇水易膨脹崩解、泥化、軟化?？傮w上，屬軟巖類，且大部分存在軟硬巖層面相間。雨水可以快速通過層間裂隙、節(jié)理滲透進巖體內，形成軟弱泥化夾層，層間的抗剪強度迅速降低，形成巖質滑坡。

統(tǒng)計分析收集的歷年來湘西紅層分布地區(qū)包括鳳凰領創(chuàng)滑坡、吉首太平村滑坡、瀘溪城南安置房滑坡等102個巖體滑坡從邊坡巖層走向、順向產狀坡度、切坡高度三個常規(guī)致災因素。

巖層傾向與坡向夾角與滑坡個數如圖4所示，邊坡巖體產狀傾角與坡向為0～30°的邊坡，發(fā)生滑坡數量占50%，巖質滑坡以順向坡滑動為主，總體上邊坡滑動個數從順向坡→切向坡→橫向坡→逆向坡逐漸減少。原因是紅層巖體層狀明顯，產狀構造清晰，軟弱泥化夾層層層相間。順向邊坡坡體很容易在切坡、暴雨等影響下沿著軟弱層面、產狀面滑動，而隨著巖層傾向與坡向夾角不能增大，變成斜交、逆交坡坡，邊坡滑動的主要控制因素變成了節(jié)理構造控制，只有多組節(jié)理或斷層等綜合作用下才能形成巖體滑坡。所以根據圖4可知，滑坡發(fā)生個數與邊坡巖層傾向同坡向夾角呈負相關。

順向滑坡巖體產狀傾角與滑坡個數如圖5所示，順向邊坡（順向滑坡巖體產狀傾角與坡向為0～30°）總數為51個，其中，發(fā)生滑坡的邊坡產狀傾角主要集中在30～60°之間為35個，占68.6%，而產狀傾角較緩或較陡的邊坡發(fā)生滑坡的數量較少，原因是產狀平緩的邊坡總體數量雖然很多，但巖層產狀平緩會大大降低邊坡失穩(wěn)的可能性，發(fā)生滑坡的次數較少，又由于紅層獨特的形成條件，產狀較陡的巖質邊坡很難形成，導致收集此類型邊坡的樣本太少，是產狀較陡邊坡產生滑坡數量少的主要原因。但總體上，在一定的邊界條件范圍內，順向滑坡巖體產狀傾角與滑坡個數存在一定關聯(lián)，如果樣本充足，順向滑坡巖體產狀傾角與滑坡個數將呈正相關。

根據統(tǒng)計發(fā)生滑坡的102個巖質邊坡中有89個前緣有被人工開挖切坡，切坡度在75～90°之間。順向滑坡巖體產狀傾角與滑坡個數如圖6所示，切坡高度與發(fā)生滑坡的個數關聯(lián)性不強，證明單一切坡高度與的巖質邊坡滑動關系不大。因此，要綜合考慮其他影響因素或在特定條件下與滑坡形成具有的相關性。

三、降雨量對紅層分布地區(qū)滑坡影響分析

降雨是滑坡產生最重要的因素之一，湘西紅層分布地區(qū)發(fā)生滑坡95%以上都在雨天。尤其邊坡受強降雨的影響，大氣降水滲入土層內部或巖體軟弱夾層中，會增加巖土體重，同時降低巖土體、軟弱結構面的物理力學強度，最終使邊坡產生沿土體內部或軟弱結構面滑動，形成滑坡。

24h累計降雨量與滑坡累計發(fā)育個數如圖7所示，24h累計降雨量與滑坡災害累計個數大體上呈正相關性，24h降雨量可根據降雨量分成多個等級，當24h累計降雨量達到75mm左右（暴雨區(qū)間）時滑坡地質災害發(fā)災個數明顯增加，其中，在24h累計降雨量75～180mm（暴到大暴雨區(qū)間）段時發(fā)災數量集中，此時，天然狀態(tài)下穩(wěn)定性相對較好的邊坡在雨水作用下陸續(xù)發(fā)生發(fā)育成滑坡；在湘西大部分地區(qū)24h累計降雨量達到220mm以上的降雨情況相對較少，故該紅層分布區(qū)域收集的樣本相對較少，但在穩(wěn)定性較好的部分斜交、逆交巖質邊坡也可能發(fā)生滑動，形成滑坡。

過程降雨量與滑坡累計發(fā)育個數如圖8所示，統(tǒng)計曲線大致分為三個階段，對應三個降雨量值。過程降雨量小于75mm階段，滑坡發(fā)災數量隨降雨量增加而增加的趨勢平緩，主要是一些穩(wěn)定性很差的邊坡點發(fā)育成滑坡；在75～150mm階段，邊坡發(fā)育成滑坡數量隨降雨量增加的趨勢加快；在150～275mm階段，邊坡發(fā)育成滑坡數量隨降雨量快速提升，一些穩(wěn)定性較好的邊坡也發(fā)育形成滑坡；大于275mm 后，邊坡發(fā)育成滑坡數量隨降雨量增加而又趨于平緩，主要是穩(wěn)定好的邊坡在持續(xù)雨水作用下陸續(xù)發(fā)育成滑坡。

四、結語

綜上所述，本文主要研究湖南湘西紅層分布地區(qū)土質滑坡、巖質滑坡成災因素與該地區(qū)滑坡發(fā)育數量的關系特征，同時研究在不同降雨頻率條件下滑坡地質災害發(fā)生的特點，對該地區(qū)滑坡地質災害的監(jiān)測、氣象預警以及治理而言具有重要意義，可以為具有類似特征的其他紅層分布地區(qū)的滑坡地質災害研究提供參考。

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