含軟弱夾層某巖質(zhì)滑坡形成機制分析

鄭密

摘 要：位于重慶市的某含軟弱夾層巖質(zhì)滑坡嚴重威脅居民安全，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；形成機制

引言

研究滑坡位于重慶市，是居民聚居點之一。由于自然條件滑坡災(zāi)害時有發(fā)生，嚴重威脅到當?shù)鼐用竦纳敭a(chǎn)安全，查明該滑坡的地質(zhì)特征及形成機制很必要。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)測繪、原位測試等基礎(chǔ)上，對該滑坡的地質(zhì)特征、成因及形成機制進行了描述與探討。

1 國內(nèi)外對軟弱夾層的研究現(xiàn)狀

二十世紀五十年代，費先科（фИceнкo）就軟弱夾層對滑動面的控制作用進行了大量的實驗，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)過實驗測定了幾種不同情況的軟弱夾層的抗剪強度。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結(jié)構(gòu)面及軟弱夾層的力學效應(yīng)也進行了大量的試驗研究。楊令強等（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）則對發(fā)育多個規(guī)則軟弱夾層的巖體邊坡穩(wěn)定性評價進行了探討，在塑性極限分析的基礎(chǔ)上，采用機動位移法，提出可以用能量系數(shù)作為穩(wěn)定性評價的標準。

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，按地下水儲藏條件、水動力特征可分為基巖裂隙水和第四系孔隙水。基巖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滑動提供了潛在軟弱滑面；同時泥頁巖在上部灰?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，裂隙進一步發(fā)育擴展成裂縫，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

[1]王蘭生，張悼元.斜坡巖體變形的動力學機制[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制及其危害防治研究[J].巖土力學，2003，24（5）：836-839.