秦嶺地層淺變質(zhì)粘土巖滑坡發(fā)育特征及影響因素

鐘 誠 孟雙全 付玲莉

(三峽大學(xué)土木與建筑學(xué)院，湖北 宜昌 443002)

秦嶺地層淺變質(zhì)粘土巖滑坡發(fā)育特征及影響因素

鐘 誠 孟雙全 付玲莉

(三峽大學(xué)土木與建筑學(xué)院，湖北 宜昌 443002)

通過搜查資料和實(shí)地考察，分析了秦嶺地層淺變質(zhì)粘土巖地區(qū)滑坡發(fā)育的地質(zhì)環(huán)境背景，并結(jié)合滑坡發(fā)育的特征，從地形地貌、斜坡結(jié)構(gòu)類型、地質(zhì)構(gòu)造、人類活動(dòng)等方面探討了區(qū)域滑坡發(fā)育的影響因素，為滑坡的治理提供了依據(jù)。

滑坡，地質(zhì)，影響，災(zāi)害

1 地質(zhì)環(huán)境背景

竹溪縣處于大巴山—大洪山構(gòu)造帶的中部地區(qū)，區(qū)內(nèi)屬中低山地貌單元，北部以變質(zhì)巖—火山巖建造為主，南部以碎屑巖—碳酸巖建造為主，斷層、褶皺構(gòu)造以及板理構(gòu)造發(fā)育[1]。竹溪縣域?qū)俦眮啛釒Ъ撅L(fēng)氣候，氣候溫和，降雨量也會(huì)因?yàn)榈匦蔚貏?shì)的不同而改變。

按地形地貌可將竹溪縣大致分為四個(gè)類型區(qū)：

1)北部構(gòu)造侵蝕、剝蝕低—中山區(qū)，出露地層為志留系，以炭質(zhì)板巖、泥質(zhì)板巖為主；

2)北東、東部剝蝕低山、丘陵區(qū)，巖土體風(fēng)化剝蝕嚴(yán)重，水土流失嚴(yán)重，是地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)；

3)中部構(gòu)造侵蝕中、低山區(qū)，水土輕微流失，是災(zāi)害主要易發(fā)區(qū)；

4)南部高山、中山區(qū)，巖土體的完整性較好，在人類活動(dòng)的影響下易形成地質(zhì)災(zāi)害。研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害頻繁，區(qū)內(nèi)地震烈度除鄂坪—豐壩以北為7度區(qū)外，以南屬于6度區(qū)。北部秦嶺山區(qū)主要為巖漿巖、變質(zhì)巖系以及洪積扇弱固結(jié)—未固結(jié)水平松散巖組。近幾年人類活動(dòng)也很頻繁，對(duì)該地區(qū)的地質(zhì)穩(wěn)定性有很大影響。

2 滑坡的發(fā)育特征

滑坡是竹溪縣境內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害的主要形式，占地質(zhì)災(zāi)害總數(shù)的50.43%。據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，竹溪縣有滑坡231處，其中土質(zhì)滑坡占滑坡總量的80.52%，滑坡物質(zhì)以殘坡積粉質(zhì)粘土夾碎石組成和碎石土為主；竹溪縣滑坡變形現(xiàn)狀主要是橫向、縱向地裂縫，其中以引張裂隙為主，主要分布于滑坡體的后緣和中部，展布方向與滑動(dòng)方向基本垂直，裂縫寬度在1 cm～50 cm 之間；所有滑坡中又以中淺滑坡為主，占滑坡總量的66.66%[2]。

滑坡中土質(zhì)滑坡的控滑結(jié)構(gòu)面主要為基覆界面以及潛水面，沿潛水面發(fā)生滑動(dòng)的土體滑坡主要是第四系未固結(jié)土體；巖質(zhì)滑坡的控滑結(jié)構(gòu)面主要為層面(沉積層面、板理面)、裂隙面、強(qiáng)風(fēng)化層底界面。

3 區(qū)域滑坡發(fā)育的影響因素分析

地質(zhì)災(zāi)害的形成與多種因素有關(guān)，這些因素可以劃分為兩類，第一類為地質(zhì)環(huán)境因素，對(duì)于地質(zhì)災(zāi)害來說這是內(nèi)在因素(先天因素)；第二類為觸發(fā)因素，包括外動(dòng)力地質(zhì)因素(河流切割、卸荷等)、降雨、地震、人類工程活動(dòng)等。

3.1 地形地貌對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的影響

統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，區(qū)內(nèi)坡度在25°～40°之間形成滑坡最多，坡度在10°～25°之間也形成了一定的滑坡，坡度在40°～60°之間形成少量滑坡，其他坡度滑坡不發(fā)育。由于坡向不同，山坡的小氣候和水熱等條件有著規(guī)律性的差異，地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育程度也有所不同。由統(tǒng)計(jì)分析可知，區(qū)內(nèi)滑坡集中發(fā)育于陽坡，陰坡相對(duì)較少，其中陽坡110 處，占滑坡總數(shù)的47.6%，陰坡50處，占滑坡總數(shù)的21.6%，且坡向在112.5°～157.5°的SE方位為滑坡優(yōu)勢(shì)發(fā)育范圍。

3.2 崩滑體產(chǎn)出地層巖性及巖土體類型的影響

竹溪縣位于湖北省西部山區(qū)，屬于鄂西地質(zhì)災(zāi)害高發(fā)區(qū)，區(qū)內(nèi)較小溪溝，地形切割不深，高差差異較小，山體坡度一般為20°～40°，巖石構(gòu)成的山體風(fēng)化侵蝕嚴(yán)重，山脊表現(xiàn)為渾圓狀。地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生于泥板巖與千枚巖巖組，不同巖組中的地質(zhì)災(zāi)害類型不同。其中孕育于泥板巖的滑坡占50%，千枚巖為12%，這兩種變質(zhì)巖都是在強(qiáng)烈的地質(zhì)作用下形成的，含有較多粘土礦物，易產(chǎn)生脆性破壞并發(fā)生滑坡作用。滑坡產(chǎn)生的巖組中，千枚巖和泥板巖的災(zāi)害統(tǒng)計(jì)中有60%以上，其余也是大的斜坡，處于潛在不穩(wěn)定狀態(tài)。

3.3 斜坡結(jié)構(gòu)類型對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的影響

斜坡結(jié)構(gòu)指的是組成斜坡巖層產(chǎn)狀與斜坡走向的關(guān)系，主要分為橫谷結(jié)構(gòu)、縱谷結(jié)構(gòu)、反向坡結(jié)構(gòu)。而其中大多發(fā)生于巖層走向與斜坡走向一致的縱谷結(jié)構(gòu)中[3]。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)，竹溪縣境內(nèi)橫谷地段地質(zhì)災(zāi)害少發(fā)，發(fā)生的概率幾乎相差4倍～5倍。堆積體滑坡與斜坡結(jié)構(gòu)類型密切相關(guān)，具有不同的演化特征，順向堆積型滑坡形成一般可以劃分為三個(gè)階段：殘積物形成階段—局部堆積破壞階段—整體破壞階段。在竹溪縣境內(nèi)發(fā)生潰曲變形破壞模式的順層滑坡幾乎少見，究其原因主要為區(qū)域以板巖、千枚巖為主，多表現(xiàn)為脆性破壞。分布于橫谷地段的滑坡多與局部順向坡結(jié)構(gòu)相關(guān)，橫谷地段的滑坡主要是由于褶皺樞紐的傾覆或翹傾原因所造成，在褶皺核部形成特殊結(jié)構(gòu)的順向坡或反向坡，這種順向坡與縱谷條件下形成的順向坡相比，橫向延伸短，構(gòu)造范圍小，斜坡破壞強(qiáng)度低。

3.4 地質(zhì)構(gòu)造對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的影響

構(gòu)造特征對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的影響體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：1)區(qū)域構(gòu)造特征對(duì)地質(zhì)災(zāi)害分區(qū)的影響，主要表現(xiàn)為大地構(gòu)造分區(qū)與地質(zhì)災(zāi)害分區(qū)的一致性；2)局部構(gòu)造特征對(duì)地質(zhì)災(zāi)害類型以及地質(zhì)災(zāi)害密度上的影響，體現(xiàn)為同一局部構(gòu)造不同部位地質(zhì)災(zāi)害類型的變化以及地質(zhì)災(zāi)害密度的變化；3)新構(gòu)造隆升規(guī)律控制著研究區(qū)地貌特征的總體走勢(shì)，決定了斜坡形成的先后順序。

3.5 水對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的影響

水觸發(fā)地質(zhì)災(zāi)害時(shí)，一方面間接的加速巖石的風(fēng)化剝蝕，另一方面直接觸發(fā)了地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。同時(shí)包括地表水和地下水在內(nèi)的水體因?yàn)榫哂形锢砬治g作用和化學(xué)溶蝕的性質(zhì)，而加速了地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生[4]。

大氣降雨對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的直接影響表現(xiàn)為侵蝕作用，形成水土流失和泥石流；間接影響是土體的滲透條件。當(dāng)?shù)睾芏嗨嘉挥诘叵滤绯鳇c(diǎn)，表明該處是大氣降雨入滲之后形成的地下水排泄通道，該點(diǎn)將成為滑坡形成的最佳破壞點(diǎn)，往往會(huì)發(fā)生局部土體下坐變形。如果人類的工程活動(dòng)改變了大氣降水的滲入通道或者加劇了侵蝕作用的強(qiáng)度，同樣會(huì)在局部產(chǎn)生滑坡。

3.6 植被對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的影響

區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害體情況與植被的發(fā)育程度有著密切的關(guān)系。植被發(fā)育較好、覆蓋率較高的地區(qū)，水土保持穩(wěn)固，其地質(zhì)災(zāi)害體危害程度相對(duì)較低。竹溪縣地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生狀況與植被分布狀況呈明顯的相關(guān)性，說明植被發(fā)育對(duì)減少地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的作用是顯著的。

竹溪縣范圍內(nèi)的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)主要發(fā)生在低植被覆蓋區(qū)域，地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)數(shù)量為180處，占全縣地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量的37.7%。該區(qū)域主要分布在東北、東部低山丘陵區(qū)，人口密度較大，植被不發(fā)育，植被根系欠發(fā)育，根系的固土能力較弱，同時(shí)人口相對(duì)集中，工程活動(dòng)相對(duì)強(qiáng)烈，因此較易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害。

3.7 人類工程活動(dòng)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的影響

人類工程活動(dòng)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害形成發(fā)育的影響是極為復(fù)雜的。由于山區(qū)修筑公路時(shí)，常常需要工程爆破、劈山切坡，造成道路兩側(cè)邊坡陡峭，巖體破碎，這就為地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育提供了特別重要的地形條件，特別是在第四紀(jì)松散堆積物地帶，在降雨或地下水的作用下就會(huì)打破這種暫時(shí)的平衡狀態(tài)，極有可能引發(fā)崩滑地質(zhì)災(zāi)害。竹溪縣有大小水庫76座，水庫蓄水后，水庫水位的大起大落對(duì)水庫岸坡來說是最危險(xiǎn)狀態(tài)，水庫在洪水季節(jié)，水位快速上漲，快速泄洪造成水位在幾天內(nèi)的變幅甚至達(dá)到近10 m，必然在水庫岸坡周圍形成動(dòng)水壓力區(qū)，進(jìn)而形成不穩(wěn)定庫岸邊坡。

4 結(jié)語

竹溪縣地質(zhì)環(huán)境背景復(fù)雜，為滑坡多發(fā)、易發(fā)區(qū)?；碌男纬膳c多種因素有關(guān)，先天因素作為滑坡發(fā)育的基礎(chǔ)，后天因素作為觸發(fā)因素而存在。竹溪縣地質(zhì)災(zāi)害的分布特征明顯，主要與先天性因素相關(guān)，作為該區(qū)域的觸發(fā)性的外在因素主要為人類工程活動(dòng)和降雨影響。

[1] 楊魯飛,張曉明,祝歲吾.陜西省鎮(zhèn)坪縣竹溪河街滑坡勘察與穩(wěn)定性分析[J].巖土工程界，2008,11(1):72-76.

[2] 湖北省十堰市竹溪縣地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查成果報(bào)告[R].湖北省地質(zhì)環(huán)境總站,2015.

[3] 倪宏革,時(shí)向東.工程地質(zhì)[M].北京：北京大學(xué)出版社,2009.

[4] 沈自力.工程地質(zhì)與水文地質(zhì)[M].鄭州：黃河水利出版社，2010.

On development features of shallow metamorphic clay landslides of Qinling Stratum and its influential factors

Zhong Cheng Meng Shuangquan Fu Lingli

(CollegeofCivilEngineeringandArchitecture,SanxiaUniversity,Yichang443002,China)

According to the collection documents and site survey, the paper analyzes the geological environment background of shallow metamorphic clay landslides of Qinling Stratum, and explores the influential factors for the regional landslide development from the topographic landscapes, structural types of slopes, geological components, and human activities by combining with the features of the landslide development, so as to provide some reference for the landslide treatment.

landslide, geology, influence, danger

2015-08-22

鐘 誠(1994- )，男，在讀本科生； 孟雙全(1991- )，男，在讀本科生； 付玲莉(1992- )，女，在讀本科生

1009-6825(2015)31-0083-02

P642.22

A