崩塌地質(zhì)災(zāi)害的形成機理及特點研究

山東省地礦工程勘察院 山東濟南 250014

摘要：地質(zhì)災(zāi)害中具代表性的崩塌地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生發(fā)展經(jīng)常是突發(fā)、快速、、規(guī)模不確定，對建筑物安全、交通運輸、人民生產(chǎn)財產(chǎn)安全都有嚴重的威脅，因此，從地學角度，深入分析研究其地質(zhì)條件、成因機理，為有效制定防治措施提供基礎(chǔ)依據(jù)，將能更好地指導(dǎo)人們有效應(yīng)對和防治地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生，盡量減少損失和傷亡，協(xié)調(diào)生態(tài)地質(zhì)環(huán)境與人類生產(chǎn)生活之間的關(guān)系、促進社會可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：崩塌；形成機理；研究

0、引言

崩塌就是斜坡巖土體被陡傾的拉裂面破壞分割，突然脫離母體而快速位移，翻滾、跳躍和墜落下來，堆于坡腳或溝谷的地質(zhì)現(xiàn)象。崩塌地質(zhì)災(zāi)害則是在自然或者人為因素的作用下形成的，對人類生命財產(chǎn)、生存環(huán)境造成破壞和損失的崩塌地質(zhì)現(xiàn)象。崩塌多發(fā)生在大于60°～70°的斜坡上，陡峻山坡上巖塊、土體在重力作用下，發(fā)生突然的急劇的傾落運動。崩塌的物質(zhì)，稱為崩塌體，崩塌體為土質(zhì)者，稱為土崩；崩塌體為巖質(zhì)者，稱為巖崩；大規(guī) 模的巖崩，稱為山崩。崩塌可以發(fā)生在任何地帶，山崩限于高山峽谷區(qū)內(nèi)。崩塌體與坡體的分離界面稱為崩塌面，崩塌面往往就是傾角很大的界面，如節(jié)理、片理、劈理、層面、破碎帶等。崩塌體的運動方式為傾倒、崩落。崩塌體碎塊在運動過程中滾動或跳躍，最后在坡腳處形成堆積地貌——崩塌倒石錐。崩塌倒石錐結(jié)構(gòu)松散、雜亂、無層理、多孔隙；由于崩塌所產(chǎn)生的氣浪作用，使細小顆粒的運動距離更遠一些，因而在水平方向上有一定的分選性。

由于崩塌具體快速性（一般為5—200m/s）、突發(fā)性、規(guī)模不確定性等特點，因此崩塌地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生往往使建筑物，有時甚至使整個居民點遭到毀壞，使公路和鐵路被掩埋。由崩塌帶來的損失，不單是建筑物毀壞的直接損失，并且常因此而使交通中斷，給人民生產(chǎn)財產(chǎn)帶來重大損失。因此深入分析研究其成因機理，為其防治工程提供基礎(chǔ)依據(jù)是很有意義的。

1、崩塌形成的條件

1.1地質(zhì)條件

巖土類型、地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌三個條件，又通稱為地質(zhì)條件，它是形成崩塌的基本條件。

1.1.1巖土類型：巖土是產(chǎn)生崩塌的物質(zhì)條件。不同類型、所形成崩塌的規(guī)模大小不同，通常巖性堅硬的各類巖漿巖（又稱為火成巖）、變質(zhì)巖及沉積巖（又稱為水成巖）的碳酸鹽巖（如石灰?guī)r、白云巖等）、石英砂巖、砂礫巖、初具成巖性的石質(zhì)黃土、結(jié)構(gòu)密實的黃土等形成規(guī)模較大的巖崩，頁巖、泥灰?guī)r等互層巖石及松散土層等，往往以墜落和剝落為主。

1.1.2地質(zhì)構(gòu)造：各種構(gòu)造面，如節(jié)理、裂隙、層面、斷層等，對坡體的切割、分離，為崩塌的形成提供脫離體（山體）的邊界條件。坡體中的裂隙越發(fā)育、越易產(chǎn)生崩塌，與坡體延伸方向近乎平行的陡傾角構(gòu)造面，最有利于崩塌的形成。

1.1.3地形地貌：江、河、湖（岸）、溝的岸坡及各種山坡、鐵路、公路邊坡，工程建筑物的邊坡及各類人工邊坡都是有利于崩塌產(chǎn)生的地貌部位，坡度大于45度的高陡邊坡，孤立山嘴或凹形陡坡均為崩塌形成的有利地形。

1.2崩塌的誘發(fā)條件

①高陡坡，重力作用，引起拉裂變形，導(dǎo)致崩塌。

②坡腳開挖，掏空，坡腳軟巖壓裂，因此失去支撐作用。

③長時間降水，產(chǎn)生水壓力或震動等。

④凍脹后解凍，使土體飽水段強度降低，或產(chǎn)生漲縮現(xiàn)象

2、崩塌形成的機理

2.1傾倒破壞：主要有兩種形式，一是巖坡為薄層軟弱夾層長期蠕變彎曲折斷，形成崩塌，受高陡坡形、軟弱層控制，發(fā)展慢。一是巖坡為柱狀塊體，底腳壓裂，在水荷載作用下，引起翻轉(zhuǎn)。

圖a 傾倒崩塌示意圖

2.2滑移破壞：巖質(zhì)邊坡，裂隙發(fā)育的巖體，節(jié)理及層面控制，傾坡處節(jié)理起主控作用。依附面傾角一般30-65°，順坡走向上呈現(xiàn)不規(guī)則的鍥形體，剪出點可在坡腳，也可坡體的任何地方，往往為滑移式。

圖b 滑移崩塌示意圖

2.3懸臂拉裂：巖質(zhì)邊坡，軟夾層結(jié)構(gòu)，堅硬塊狀體。因腳下軟層等掏空而成懸臂式拉斷。破壞方式可能為拉斷下墜，也可能稍后部拉斷，部分依托軟面而翻轉(zhuǎn)下墜，常見于河谷岸坡以及腳下開采條件。

圖c 懸臂拉裂崩塌示意圖

2.4塑流拉裂：較厚軟弱巖層在上部巖體壓力作用、水軟化、風化剝落因素下不斷壓縮向臨空方向塑性流動，使上覆較堅硬巖層拉裂，巖體不斷下沉和向外移動，拉張原有節(jié)理面或形成新的裂隙，形成危巖體。當因風化、開挖原因使危巖體失去支撐面時，發(fā)生崩塌。

圖d 塑流拉裂崩塌示意圖

2.5錯斷：邊坡發(fā)育高傾角節(jié)理或卸荷裂隙，但無傾向臨空面的結(jié)構(gòu)面，在巖體的自重作用下，引起下部剪切力集中，當剪應(yīng)力接近并大于危巖與母巖連接處的抗剪強度時，危巖體的下部被剪斷，從而發(fā)生錯斷崩塌。

圖e 錯斷崩塌示意圖