單斜灰?guī)r山體危巖帶變形特征及形成機制

王福軍 王華兵

(重慶市地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局107地質(zhì)隊，重慶 401120)

單斜灰?guī)r山體危巖帶變形特征及形成機制

王福軍 王華兵

(重慶市地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局107地質(zhì)隊，重慶 401120)

以重慶市武隆縣鐵礦鄉(xiāng)大佛巖危巖帶為例，運用地質(zhì)調(diào)查與工程地質(zhì)分析方法，對大型單斜灰?guī)r山體危巖帶的變形特征及形成機制進行分析，指出軟硬相間的巖性組合、陡傾構(gòu)造裂隙發(fā)育、降雨與風化巖溶是危巖帶形成的基本條件。

單斜山體，危巖，失穩(wěn)模式，演化機制

0 引言

重慶市武隆縣是地質(zhì)災害多發(fā)縣，曾發(fā)生過數(shù)起群死群傷的大型地質(zhì)災害，如1994年雞冠嶺崩滑災害，2001年武隆縣城高切坡滑坡，2009年雞尾山大型滑坡——碎屑流。武隆縣鐵礦鄉(xiāng)大佛巖位于孫家山“V”字形山體邊緣陡崖地帶，孫家山東面距離雞尾山約2.5 km，與雞尾山具有相似的環(huán)境地質(zhì)條件。2009年11月19日，大佛巖區(qū)域白馬石危巖發(fā)生局部塌落，塌落的危巖塊體砸毀陡崖下方一間民房。本論文在地質(zhì)調(diào)查的基礎(chǔ)上，分析了大佛巖一帶危巖分布與發(fā)育特征，對危巖帶形成機制進行了研究，為危巖帶危險性分析奠定基礎(chǔ)。

1 地質(zhì)條件

大佛巖危巖帶屬于碳酸鹽巖中～低山地貌，山脈走向受區(qū)域構(gòu)造控制呈北東～南西方向展布，地勢東南高西北低，地形坡向與巖層傾向大體一致，呈單面山形態(tài)。由于灰?guī)r與頁巖強度不同，差異性風化作用下形成“上陡下緩”的地貌(見圖1)。

大佛巖危巖帶出露地層比較簡單，自上而下、由新到老分別為二疊系中統(tǒng)茅口組(P2m)中～厚層狀灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r夾少量硅質(zhì)團塊及薄層硅質(zhì)層，棲霞組(P2q)中～厚層狀粉屑生物灰?guī)r夾瀝青質(zhì)生物屑灰?guī)r，二疊系下統(tǒng)梁山組(P1l)炭質(zhì)頁巖、鋁土巖與粘土巖，志留系中統(tǒng)韓家店組(S2h)粉砂質(zhì)頁巖。

大佛巖危巖帶巖層單斜產(chǎn)出，地層傾向北。從陡崖巖體中構(gòu)造裂隙大致存在兩組：第一組裂隙L1：110°～135°∠78°～82°，第二組裂隙L2：210°～235°∠75°～83°。陡崖頂部存在卸荷裂隙，沿陡崖帶斷續(xù)延伸，平行于陡崖走向，延伸一般30 m～100 m，張開寬度一般30 cm～80 cm。大佛巖危巖帶區(qū)域地表水自然排泄條件好，地下水貧乏，內(nèi)未見溶洞及地下暗河等較強巖溶現(xiàn)象。裂隙水主要分布在基巖構(gòu)造裂隙、溶蝕裂隙、卸荷裂縫中，賦水時

間較短，以單個裂隙空間賦存少量地下水，接受大氣降水補給，不能形成統(tǒng)一的地下水位面，雨季在裂隙中形成短時間徑流。

2 危巖發(fā)育特征

大佛巖危巖帶沿孫家山“V”字形山邊緣陡崖分布(見圖2)，共發(fā)育20處危巖體，單個體積0.80×104m3～69.87×104m3。根據(jù)危巖帶陡崖面坡向與巖層傾向的關(guān)系，可以將大佛巖危巖帶分為三大段。其中第三段由于臨空條件的不同，可以將其細分為三小段。

第一段：老鷹咀至大佛巖最高點(1 833.3 m)，危巖帶走向330°，巖層傾向359°，巖層傾向陡崖內(nèi)部，傾向與陡崖走向夾角30°，為切向坡，發(fā)育5處危巖體(W1～W5)。

第二段：大佛巖最高點至轉(zhuǎn)咀巖附近，危巖帶走向65°，巖層傾向348°，巖層傾向陡崖內(nèi)部，傾向與陡崖走向夾角87°，為反向坡，發(fā)育5處危巖體(W6～W10)。

3-1段：走向18°，巖層產(chǎn)狀325°～330°∠16°～20°。該段危巖帶順層不臨空，臨空條件差，發(fā)育危巖體2處(W11～W12)。

3-2段：走向14°，巖層產(chǎn)狀330°～345°∠25°～28°。該段危巖帶順層局部地段有臨空現(xiàn)象，陡崖向北西方向凹，使危巖帶形成較好的臨空條件，發(fā)育危巖體6處(W13～W18)。

3-3段：走向12°，巖層產(chǎn)狀344°∠33°。該段危巖帶巖層傾角較陡，順層方向地形坡度小于巖層傾角，臨空條件差，發(fā)育危巖體2處(W18～W20)。

大佛巖危巖構(gòu)造裂隙與卸荷裂隙發(fā)育，危巖帶分段赤平投影分析如下：

第一段危巖帶與巖層面的關(guān)系屬切向內(nèi)傾(見圖3)，裂隙L2與卸荷裂隙為危巖帶外傾結(jié)構(gòu)面。根據(jù)圖4分析，第二段危巖帶與巖層面的關(guān)系屬反向內(nèi)傾，裂隙L1與卸荷裂隙為危巖帶外傾結(jié)構(gòu)面。根據(jù)圖5分析，第三段危巖帶與巖層面的關(guān)系屬切向內(nèi)傾，裂隙L1與卸荷裂隙為危巖帶外傾結(jié)構(gòu)面。三段危巖體中結(jié)構(gòu)面目前處于發(fā)展階段，調(diào)查時未發(fā)現(xiàn)有新近變形跡象，分析認為目前大佛巖危巖帶總體處于穩(wěn)定狀態(tài)。

3 危巖帶成因條件

大佛巖危巖的形成發(fā)展有其內(nèi)在條件和外在條件，內(nèi)在條件包括地層巖性組合及地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征，外在條件則有降雨和風化溶蝕作用、地下采礦。

1)地層巖性。大佛巖陡崖帶巖石主要為灰?guī)r，強度大、抗風化能力強，為形成陡崖奠定了物質(zhì)基礎(chǔ)。陡崖坡腳巖性多為粘土巖

(頁巖為主)，屬軟質(zhì)巖性，風化作用下形成高陡斜坡。

2)坡體結(jié)構(gòu)特征。大佛巖巖層產(chǎn)狀傾向北西315°～359°，傾角13°～33°，陡崖走向與層面的關(guān)系為反向內(nèi)傾或切向內(nèi)傾。發(fā)育兩組構(gòu)造節(jié)理，一組平行于陡崖走向發(fā)育，另一組基本垂直陡崖發(fā)育。平行于陡崖面的節(jié)理發(fā)展成為卸荷裂隙，裂隙的切割為陡崖巖體形成獨立塊體提供了初始邊界條件。

3)降雨。陡崖帶地勢高陡，單斜傾向北，接受大氣降水補給，為大氣降水排泄區(qū)，因此地表水及地下水活動強烈。水一方面促進加速了風化作用，另一方面在裂隙中產(chǎn)生動靜水壓力，對危巖的穩(wěn)定性有累進性破壞作用，也是危巖失穩(wěn)的重要觸發(fā)因素。

4)風化溶蝕作用。地下水沿裂隙的長期選擇性溶蝕，使裂隙不斷加寬加深，裂面貫通率不斷增大，進一步破壞了巖體的完整性。差異風化在灰?guī)r底部形成巖腔，使危巖體產(chǎn)生偏心力矩，加速危巖體的變形失穩(wěn)。

4 結(jié)語

以重慶市武隆縣鐵礦鄉(xiāng)大佛巖危巖帶為例，采用地質(zhì)調(diào)查與工程地質(zhì)分析方法，對大型單斜灰?guī)r山體危巖帶的變形特征及形成機制進行分析。軟硬相間的巖性組合、陡傾構(gòu)造裂隙發(fā)育、降雨與風化巖溶是大佛巖危巖帶形成的基本條件。根據(jù)危巖帶整體走向與地層產(chǎn)狀的關(guān)系，大佛巖危巖帶可分為三段，結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查綜合分析認為目前三段危巖帶總體處于穩(wěn)定狀態(tài)。

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The characteristics and forming mechanism of perilous rocks belt in massive monoclinic limestone mountain

Wang Fujun Wang Huabing

(The107GeologicalTeam,ChongqingBureauofGeologyandMineralsExploration,Chongqing401120,China)

Taking Dafoyan hill as an example in Tiekuangxiang Walongxian of Chongqing, the characteristics and forming mechanism of perilous rock belt from massive monoclinic mountain have been studied. Through field investigation and engineering geological analysis, it is believed that the basic conditions for perilous rocks’ formation include lithological combination of soft and hard strata, sub-vertical structural cracks, rainfall, weathering and karst.

monoclinic mountain, perilous rock, failure mode, evolution mechanism

1009-6825(2015)30-0076-02

2015-08-13

王福軍(1978- )，男，工程師； 王華兵(1977- )，男，工程師

P694

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