渾河斷裂帶地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征及其成因機(jī)制

張?zhí)锾?，楊為民，萬飛鵬，2

1.中國地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所，北京 100081 2.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)地球科學(xué)與資源學(xué)院，北京 100083

0 引言

活動(dòng)斷裂不論是隱伏于地下，還是出露于地表，均為現(xiàn)代地殼差異性活動(dòng)構(gòu)成的不穩(wěn)定區(qū)，是產(chǎn)生不良地質(zhì)現(xiàn)象的主要控制因素[1]。活動(dòng)斷裂突發(fā)性錯(cuò)動(dòng)不僅導(dǎo)致地表破裂，同時(shí)強(qiáng)地面震動(dòng)還可誘發(fā)崩塌、滑坡、砂土液化等次生地質(zhì)災(zāi)害[2]。除了誘發(fā)地震以外，隱伏的活動(dòng)斷裂緩慢的蠕變亦能造成地表變形及建筑物破壞，其危害程度不亞于地震[3-5]。近年來，在遼寧沈陽、撫順地區(qū)開展主要斷裂活動(dòng)性及其地質(zhì)災(zāi)害研究時(shí)，發(fā)現(xiàn)渾河斷裂帶及其附近區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)。渾河斷裂帶是一條具有不同活動(dòng)方式的復(fù)合型斷裂，現(xiàn)今地震活動(dòng)較弱[6-7]。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，撫順老城區(qū)共發(fā)育多條地裂縫帶，延伸長度達(dá)千米以上，已造成橫跨地裂縫兩側(cè)房屋出現(xiàn)不均勻沉降破壞、城市道路發(fā)生不同程度拉裂破壞等現(xiàn)象。其中，撫順西露天礦、老虎臺(tái)礦附近地面變形最為強(qiáng)烈，不僅發(fā)育大量地裂縫，地面沉陷也最為嚴(yán)重，最大沉降量超過1 m，導(dǎo)致礦區(qū)北幫的多個(gè)大型廠房發(fā)生嚴(yán)重破壞，如撫順石油一廠、水泥廠等，南幫形成了一個(gè)巨型順層滑坡[8]。由于渾河斷裂帶恰巧沿?fù)犴樜髀短斓V北幫延伸，故一些學(xué)者[9-10]認(rèn)為是區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)引起了渾河斷裂帶活動(dòng)，從而引起地表破裂。但渾河斷裂帶在撫順地區(qū)處于隱伏狀態(tài)，斷裂破碎帶未見出露，第四紀(jì)以來活動(dòng)性不強(qiáng)；因此另一些學(xué)者[11-16]認(rèn)為地裂縫是撫順幾大礦區(qū)的露天、井下采煤活動(dòng)誘發(fā)渾河斷裂帶活化的產(chǎn)物。另外，渾河斷裂帶主干斷裂、分支斷裂部分段發(fā)育多個(gè)滑坡。這些滑坡規(guī)模雖小，但形成機(jī)理與斷裂關(guān)系密切。前人研究表明，先存地質(zhì)構(gòu)造的發(fā)育對(duì)災(zāi)害的形成及發(fā)展具有重要的影響。如：楊為民等[17]通過對(duì)甘肅南部坪定—化馬斷裂帶滑坡的研究，發(fā)現(xiàn)斷裂破碎帶及其現(xiàn)今活動(dòng)為滑坡長期蠕滑提供了物質(zhì)基礎(chǔ)；張永雙等[18]研究了青藏高原東緣活動(dòng)斷裂地質(zhì)災(zāi)害，認(rèn)為活動(dòng)斷裂對(duì)災(zāi)害的控制體現(xiàn)在地形地貌、物源和動(dòng)力等方面，并提出了內(nèi)外動(dòng)力耦合作用是未來地質(zhì)災(zāi)害的研究方向；黃潤秋等[19]認(rèn)為汶川地震地質(zhì)災(zāi)害的空間分布部分受地形地貌、地層條件及人類工程活動(dòng)控制，更主要的是受發(fā)震斷層的控制。而活動(dòng)斷裂的性質(zhì)，如發(fā)育特征、空間分布和活動(dòng)性等，對(duì)地質(zhì)災(zāi)害也具有重要影響，如：黃玉華等[20]對(duì)秦嶺山區(qū)崩塌、滑坡等災(zāi)害的發(fā)育特征進(jìn)行分析，得出了地層在長期的構(gòu)造變形作用下奠定了災(zāi)害發(fā)育的基礎(chǔ)，其中多種結(jié)構(gòu)面的發(fā)育起控制作用；張磊等[21]通過淺層人工地震、高密度電阻率法及鉆探工程等方法，發(fā)現(xiàn)北京黃莊—高麗營斷裂強(qiáng)烈的蠕滑變形誘發(fā)了斷裂下盤發(fā)育地裂縫、地面塌陷等災(zāi)害。但由于蠕滑型活動(dòng)斷裂災(zāi)害具有隱蔽性強(qiáng)、識(shí)別難度大等特征，目前的成果對(duì)蠕滑型活動(dòng)斷裂災(zāi)害機(jī)理、成災(zāi)模式研究相對(duì)較少。本文以渾河斷裂帶典型地裂縫和滑坡為例，依據(jù)野外調(diào)查，結(jié)合地面變形監(jiān)測(cè)資料，深入剖析了渾河斷裂帶地裂縫和滑坡發(fā)育特征，并進(jìn)一步揭示了災(zāi)害形成與先存斷裂之間的關(guān)系，以期為此類型災(zāi)害防治、預(yù)警提供科學(xué)依據(jù)。

1 地質(zhì)背景

渾河斷裂帶西起沈陽西部平原區(qū)，向東經(jīng)撫順章黨鎮(zhèn)、紅透山鎮(zhèn)，東至清原滿族自治縣，全長約192 km，整體走向60°～70°，斷裂影響帶寬度5～15 km。斷裂控制了區(qū)域礦產(chǎn)分布及構(gòu)造單元地史演化，尤其控制了中生代以來的斷陷盆地，以及侏羅系、白堊系和新生界古近系等發(fā)育。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，結(jié)合遙感影像解譯，渾河斷裂帶由1～2條主干斷裂構(gòu)成，多處被北西向斷裂切割，且南北兩側(cè)發(fā)育多條北西、北東向分支斷裂。據(jù)已有研究成果[12,22-24]，渾河斷裂帶的主干斷裂整體活動(dòng)性不強(qiáng)，但具有分段性特征。其中：東段(紅透山—清原)活動(dòng)性最強(qiáng)，為全新世斷裂；中段(章黨—紅透山)次之，為晚更新世斷裂；西段(沈陽—撫順)最弱，為早—中更新世斷裂。1900年以來，撫順地區(qū)進(jìn)行大規(guī)模采煤活動(dòng)，尤其是西露天礦、老虎臺(tái)礦等礦井的采煤活動(dòng)，造成撫順老城區(qū)發(fā)育多條地裂縫，其沿渾河斷裂帶分支斷裂展布，已導(dǎo)致大量房屋、道路嚴(yán)重受損；而渾河斷裂帶中段及東段以滑坡災(zāi)害為主，且均位于斷裂破碎帶及其影響帶范圍內(nèi)(圖1)。

F1.渾河南側(cè)主斷裂；F1A.渾河北側(cè)主斷裂；F2. 沙河斷裂；F3.蘇子河斷裂；F4.章黨—順山地—大孤家斷裂；F5.紅透山—半截溝斷裂；F6.長白鄉(xiāng)—觀音閣斷裂；F7.雅虎溝—龍王米廟斷裂。Ms. 震級(jí)。

2 研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害類型

2.1 地裂縫

20世紀(jì)50年代初，西露天礦北部邊界地面變形強(qiáng)烈，造成撫順石油一廠整體搬遷。1998年撫順城區(qū)鳳翔路出現(xiàn)第一條地裂縫。2001年以來，隨著采煤工作面向北部老城區(qū)推進(jìn)，城區(qū)地裂縫大規(guī)模發(fā)育，部分道路及房屋建筑受損嚴(yán)重，且裂縫沿同一斷裂帶逐步連接。截至2020-08，撫順城區(qū)共發(fā)育6條地裂縫帶，分別為D1、D2、D3、D4、D5、D6地裂縫帶(圖2)，其具有如下特征。1)地裂縫的空間分布具有明顯方向性。地裂縫整體走向NEE60°～80°，呈線性展布，局部地段走向略有變化(圖2a)。2)地裂縫在地表平面局部形態(tài)多呈鋸齒狀斷續(xù)延伸，剖面上表現(xiàn)為上寬下窄，屬拉張型裂縫(圖2b)。3)地裂縫與渾河斷裂帶及分支斷裂地表斷層線位置近于一致，或位于斷裂上盤。如D6地裂縫與F1A斷裂地表位置一致，D5、D4、D3、D2、D1分別與F41、F42、F39、F44、F45斷裂地表位置一致。4)位于斷裂附近且距離采空區(qū)越近的地裂縫寬度越大、延伸越遠(yuǎn)，對(duì)上覆建筑物破壞性越強(qiáng)，如石油一廠東側(cè)F1A斷裂延伸處墻體不均勻沉降位移量約40 cm。5)地裂縫發(fā)育區(qū)地表建筑變形破壞強(qiáng)烈，且變形特征明顯：①磚混、素砼結(jié)構(gòu)墻體抵抗變形能力差，在地裂縫影響下墻體多發(fā)生開裂(圖2c、e)；②地裂縫兩側(cè)地表沉降變形不一，墻體發(fā)生錯(cuò)位、歪斜(圖2d、2g)；③墻體發(fā)生斜向拉裂，呈鋸齒狀，拉裂縫多傾向北；④路面出現(xiàn)整體下沉(圖2f)。6)剖面上，淺部地裂縫傾向多變，一般傾向北或南。地裂縫向深部延伸與深部斷裂相連，形成貫通裂縫，均為北傾。

圖2 斷裂隱伏區(qū)地裂縫平面分布圖

2.2 滑坡

2.2.1 斷裂破碎帶滑坡

斷裂破碎帶滑坡是指滑坡沿?cái)嗔哑扑閹Х植迹一碌男纬墒芙Y(jié)構(gòu)面、斷裂帶性質(zhì)等因素控制。渾河南側(cè)主干斷裂在斗虎屯一帶斷裂破碎帶出露，寬度約200 m，發(fā)育兩個(gè)小型滑坡(圖3a)。其中：斗虎屯Ⅰ號(hào)滑坡長約8 m，寬約3 m，厚1～2 m，方量約20 m3，滑坡主滑方向?yàn)镹W315°(圖3b)；滑坡體為太古宇鞍山群灰綠色淺粒巖，巖體破碎，含少量坡積層及耕植土，滑坡體下滑后堆積于河流左岸坡腳。斗虎屯Ⅱ號(hào)滑坡由4個(gè)次級(jí)滑坡組成，長約25 m，寬約30 m，厚1～5 m，主滑方向NW340°，總方量約2 000 m3(圖3c)；滑坡具有上薄下厚特征，平面上呈不規(guī)則形，剖面上呈鏟形；滑床、滑體巖性均為侏羅系灰紫色及紫色細(xì)砂巖、粉細(xì)砂巖和灰色泥巖；滑坡體下部可見渾河斷裂帶雜色斷層泥發(fā)育，遇水易軟化，強(qiáng)度降低，不利于斜坡穩(wěn)定；滑坡主滑面、次級(jí)滑面一般與斷裂面或與伴生的節(jié)理面及裂隙面有關(guān)，主滑面凹凸不平，受斷裂破碎帶構(gòu)造裂隙控制，而次級(jí)滑面有的沿?cái)鄬幽鄮Оl(fā)育，有的沿裂隙面發(fā)育。

圖3 斗虎屯渾河斷裂帶破碎帶滑坡

2.2.2 斷裂影響帶滑坡

章黨—順山地—大孤家斷裂(F4)為渾河斷裂帶北側(cè)分支斷裂，在白旗寨滿族鎮(zhèn)一帶線性特征明顯，斷層三角面、斷層崖等構(gòu)造地貌發(fā)育。斷裂整體走向NE70°，傾向NW，傾角不詳，斷層上、下盤均為太古宇鞍山群變質(zhì)巖。F4在河清寨村東側(cè)山坡延伸處發(fā)育3個(gè)小型滑坡，滑坡方量100～500 m3，沿?cái)鄬尤敲娉示€性展布(圖4)。滑坡主滑方向?yàn)镾E160°，與斷裂走向近于垂直。滑坡體與滑床巖性一致，由侏羅系灰紫色及紫色細(xì)砂巖、粉細(xì)砂巖和泥巖組成。滑床表面節(jié)理發(fā)育，密度5～10條/m，巖體切割強(qiáng)烈。腰寨子滑坡位于F4北側(cè)斷層三角面上，沿泛河右岸展布，滑坡邊界清晰，主滑方向均與坡向一致，約為SE160°(圖5)?；麦w主要由松散坡積層及強(qiáng)風(fēng)化帶破碎巖石組成，厚度表現(xiàn)不一。其中淺粒巖等堅(jiān)硬巖層風(fēng)化程度小，巖體完整，滑坡厚度多為1～3 m；而片麻巖及變粒巖處巖體破碎，強(qiáng)風(fēng)化帶厚度大，滑坡厚度可達(dá)3～5 m。

圖4 河清寨滑坡分布圖

圖5 腰寨子滑坡示意圖

3 地質(zhì)災(zāi)害形成機(jī)制

3.1 地裂縫

3.1.1 地裂縫變形監(jiān)測(cè)

2010年，為了解煤礦開采對(duì)地表變形的影響，老虎臺(tái)礦、泰和礦等礦區(qū)共布設(shè)了60個(gè)沉降變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)時(shí)間為2010-07—2013-05[25]。圖6是D1—D6各地裂縫帶兩側(cè)地面沉降變形時(shí)間曲線，裂縫兩側(cè)地面沉降量隨時(shí)間推移增長趨勢(shì)明顯，但沉降量表現(xiàn)不一，最大沉降量達(dá)113 mm，最小沉降量僅為5 mm，且地裂縫在地面整體上表現(xiàn)出靠近采礦區(qū)沉降量大、遠(yuǎn)離采礦區(qū)沉降量小的特點(diǎn)。其中：D6地裂縫受F1A斷裂控制，且靠近采礦區(qū)，斷裂拉張量大，北盤巖土體在重力作用下發(fā)生傾倒、垮落，因而裂縫北側(cè)沉降量大，其差值約80 mm；而D1地裂縫受F45斷裂控制，距離采空區(qū)較遠(yuǎn)，斷裂拉張量相對(duì)較小，斷裂受拉張開后北盤巖體幾乎不發(fā)生傾倒變形，故裂縫兩側(cè)地面沉降變形差異小，南側(cè)沉降量大于北側(cè)；D3和D4地裂縫差異較小，可能與斷裂面拉裂程度小有關(guān)，而D3和D4北側(cè)地面沉降量大于南側(cè)的原因可能是由于斷裂面拉開后，北盤巖土體向南發(fā)生彎曲傾倒而導(dǎo)致。因此，地面沉降量大小與距離采空區(qū)遠(yuǎn)近有關(guān)，即距離采空區(qū)越近，軟弱斷裂破碎帶受上覆巖體移動(dòng)形成的拉應(yīng)力越大，其斷裂帶拉張量越大于遠(yuǎn)離采空區(qū)斷裂破碎帶拉張量。而這種地裂縫兩側(cè)地面的沉降量變化導(dǎo)致上覆建筑物破壞形式不盡相同，有的建筑物發(fā)生斜向拉裂，有的發(fā)生水平拉裂。

圖6 D1—D6地裂縫兩側(cè)地面沉降變形-時(shí)間曲線

此外，地裂縫帶地面變形雖存在差異，但地面變形發(fā)展過程具有一定相似性。圖7為D5地裂縫兩側(cè)地面變形監(jiān)測(cè)曲線。由圖7可見：2010-07—2011-04，地面沉降變形整體處于緩慢增長階段；2011-04—2012-08，地面沉降量增長較快，南側(cè)沉降量明顯大于北側(cè)，其差值30～40 mm；2012-08以后，地面沉降開始趨于平緩，基本處于穩(wěn)定狀態(tài)。這種地面沉降變形發(fā)展過程與深部采礦有關(guān)，煤層采動(dòng)后，采空區(qū)上方巖體將發(fā)生變形破壞。根據(jù)變形特點(diǎn)，可將采空區(qū)上方巖體自下而上依次劃分為冒落帶、裂隙帶及彎曲變形帶。其中，冒落帶、裂隙帶以彈性變形為主，彎曲變形帶以塑性變形為主。隨著巖體裂隙逐漸壓實(shí)，地表變形也將隨之趨于穩(wěn)定，進(jìn)一步佐證了撫順老城區(qū)地裂縫不是區(qū)域地殼運(yùn)動(dòng)引起，而是由采礦活動(dòng)引起的。

a.D5南側(cè)；b.D5北側(cè)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置見圖2。

3.1.2 地裂縫成因

天然狀態(tài)下，撫順煤田最大主應(yīng)力方向?yàn)榻较?NE65.0°～83.5°)，其應(yīng)力值為9.62～14.44 MPa。在此構(gòu)造應(yīng)力作用下，渾河斷裂帶分支斷裂處于擠壓狀態(tài)，斷裂未發(fā)生拉裂、張開，地表地裂縫不發(fā)育(圖8a)。煤礦開采后，采空區(qū)上方淺表地層應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化，巖體自重應(yīng)力逐漸成為最大主應(yīng)力。隨工作面向深部推進(jìn)，采空區(qū)上方巖體發(fā)生垮落，地表也隨之發(fā)生變形，采空區(qū)上方地表沉降變形強(qiáng)烈，產(chǎn)生沉陷區(qū)(圖8b)。受采動(dòng)影響，采空區(qū)上方巖土體向南發(fā)生移動(dòng)變形，產(chǎn)生次生拉應(yīng)力。在上覆巖體次生拉應(yīng)力作用下，巖體內(nèi)部先存軟弱斷裂結(jié)構(gòu)面易于拉裂、張開。而渾河斷裂帶及分支斷裂帶(面)膠結(jié)(或固結(jié)成巖)程度不一，抗拉強(qiáng)度差異明顯；且現(xiàn)今活動(dòng)性強(qiáng)或固結(jié)程度低的斷裂帶多為軟弱帶，受采動(dòng)產(chǎn)生的拉應(yīng)力作用后，易拉裂、張開。據(jù)以往勘察資料和井下揭露，F(xiàn)1A、F41、F42、F39、F44、F45斷裂破碎帶斷層泥發(fā)育，呈軟、塑性狀態(tài)，固結(jié)程度較低，甚至未固結(jié)，斷裂結(jié)構(gòu)面抗拉強(qiáng)度低；而F43、F1-1、F1-3斷裂破碎帶斷層泥不發(fā)育，基本固結(jié)成巖，斷裂結(jié)構(gòu)面抗拉強(qiáng)度高。當(dāng)工作面推進(jìn)至斷裂下方，先存軟弱斷裂結(jié)構(gòu)面受上覆巖體移動(dòng)產(chǎn)生的次生拉應(yīng)力發(fā)生局部拉裂、張開(F1A、F41、F42、F39、F44、F45)，及向上擴(kuò)展、貫通形成地裂縫(D6、D5、D4、D3、D2、D1)(圖8c)。而固結(jié)程度高、抗拉強(qiáng)度大的斷裂結(jié)構(gòu)面在次生拉應(yīng)力作用下未發(fā)生拉裂(F1-1、F1-3、F43)，巖體以整體沉陷為主，無地裂縫發(fā)育。此外，由于北西向F13斷裂切割北東向斷裂，因此地裂縫未繼續(xù)向東擴(kuò)展。目前，撫順煤田采礦活動(dòng)雖已逐漸停止，但巖體仍處于壓密狀態(tài)，未來一段時(shí)間內(nèi)地裂縫將繼續(xù)保持?jǐn)U展?fàn)顟B(tài)，直至地面變形在一定程度趨于穩(wěn)定(圖8d)。

a.地裂縫形成前期；b.地裂縫初顯期；c.地裂縫擴(kuò)展期；d.地裂縫衰退期。σ1.最大主應(yīng)力；σ3.最小主應(yīng)力。

3.2 滑坡

3.2.1 受結(jié)構(gòu)面控制的易滑體

活動(dòng)斷裂的發(fā)育為地質(zhì)塊體差異性隆升奠定了基礎(chǔ)，同時(shí)造成河流深切，也為災(zāi)害的發(fā)生提供了有利條件。渾河斷裂帶東段斷裂破碎帶寬度大，發(fā)育斷層泥帶、斷層角礫巖帶及上下盤碎裂巖帶，夾構(gòu)造透鏡體或斷夾塊。其中：斷層角礫巖帶由砂巖、變粒巖和砂礫巖等組成，裂隙發(fā)育，極易風(fēng)化；構(gòu)造透鏡體或斷夾塊由堅(jiān)硬巖層如砂巖、礫巖、變粒巖組成，較難風(fēng)化，構(gòu)成斷裂破碎帶內(nèi)相對(duì)正地形。斗虎屯Ⅰ號(hào)滑坡發(fā)育于渾河南側(cè)主干斷裂斷夾塊之上，滑床發(fā)育3組裂隙(J1，J2，J3)，其產(chǎn)狀分別為：J1，25°∠50°，密度2～3條/m，光滑無充填；J2，235°∠65°，密度20～30條/m，光滑無充填；J3，140°∠76°，順坡向裂隙，密度3～4條/m，無充填。其中，J1、J2兩組裂隙面將巖體切割成楔形體，形成滑坡結(jié)構(gòu)，且裂隙面上發(fā)育一組擦痕，其方向與主滑方向一致，表明滑坡在長期蠕滑變形乃至啟動(dòng)過程中其方向未發(fā)生改變；進(jìn)而在長期降雨及重力作用下，滑面沿J1、J2裂隙面發(fā)育且在水的軟化作用下逐步擴(kuò)展、貫通，促進(jìn)滑坡發(fā)生(圖9、10)。

圖9 斷裂破碎帶滑坡結(jié)構(gòu)面發(fā)育特征

a.節(jié)理形成及巖體風(fēng)化階段；b.結(jié)構(gòu)面軟化階段；c.失穩(wěn)破壞階段。

3.2.2 優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面控制斷裂影響帶滑坡

在長期地殼活動(dòng)過程中，渾河斷裂帶及影響帶內(nèi)發(fā)育大量節(jié)理、裂隙及次級(jí)或伴生斷裂面。這些結(jié)構(gòu)面與斷裂面走向平行或呈大角度相交，單條結(jié)構(gòu)面延伸長度遠(yuǎn)、切割深度大、貫通性好，且逐漸孕育了滑坡的后緣拉張裂縫及兩側(cè)的滑坡邊界。再者，斷裂上盤抬升，形成斷層崖或三角面等高陡斜坡，為滑坡孕育提供正地貌地形條件。據(jù)統(tǒng)計(jì)：河清寨滑坡群共測(cè)量了173組裂隙，裂隙傾向范圍多為0°～45°和136°～225°，傾角在0°～90°均有分布，以41°～80°較為集中；而腰寨子滑坡群共測(cè)量了106組裂隙，裂隙傾向多集中在46°～270°范圍內(nèi)，特別是136°～225°范圍內(nèi)裂隙面尤為發(fā)育，傾角多在40°以上，其中61°～80°最為集中(圖11)。

圖11 F4斷裂影響帶滑坡結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀統(tǒng)計(jì)圖

通過對(duì)滑坡結(jié)構(gòu)面進(jìn)行極點(diǎn)投影分析(圖12)，河清寨Ⅰ號(hào)滑坡中發(fā)育有2組方向優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面：一組傾向?yàn)?70°～180°，傾角在40°～60°之間；另一組傾向?yàn)?0°～30°，傾角為50°～60°。Ⅱ號(hào)滑坡有3組方向優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面：第一組傾向?yàn)?0°～30°，傾角為80°～90°；第二組傾向?yàn)?70°～180°，傾角為30°～40°；第三組傾向?yàn)?00°～230°，傾角為70°～80°。Ⅲ號(hào)滑坡發(fā)育一組方向優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面：傾向?yàn)?40°～150°，傾角為65°～80°。腰寨子滑坡中發(fā)育兩組方向優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面：第一組傾向?yàn)?0°～90°，傾角為60°～70°；第二組傾向?yàn)?75°～185°，傾角為20°～30°。

圖12 F4斷裂影響帶滑坡結(jié)構(gòu)面等密度圖

前述可知，F(xiàn)4斷裂影響帶滑坡滑體中至少發(fā)育一組方向優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面，且傾向與滑向一致，斷裂影響帶滑坡成因概化模型如圖13所示。河清寨Ⅲ號(hào)滑坡優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面傾向與坡面傾向一致，傾角大于坡角。一般而言，當(dāng)結(jié)構(gòu)面傾角大于坡面傾角時(shí)，斜坡相對(duì)穩(wěn)定。但由于河清寨Ⅲ號(hào)滑坡該方向結(jié)構(gòu)面密集發(fā)育，近坡面位置巖土體結(jié)構(gòu)破碎，因此易發(fā)生失穩(wěn)破壞；而深部巖體相對(duì)穩(wěn)定，故二次滑動(dòng)的可能性小。而河清寨Ⅱ號(hào)滑坡第二組優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面、Ⅲ號(hào)滑坡第一組優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面、腰寨子滑坡第二組優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面傾向均與坡面傾向一致，且結(jié)構(gòu)面傾角小于坡面傾角，易形成易滑體結(jié)構(gòu)。在長期降雨入滲作用下，這些緩傾斜順坡向結(jié)構(gòu)面不斷發(fā)生軟化、擴(kuò)展，最終演化為滑坡。

圖13 斷裂影響帶滑坡成因概化模型

5 結(jié)論

1)渾河斷裂帶及其附近災(zāi)害以地裂縫和滑坡為主，分布發(fā)育規(guī)律表現(xiàn)不一。其中：斷裂隱伏的平原地區(qū)以地裂縫等線狀災(zāi)害為主，沿渾河斷裂帶分支斷裂發(fā)育；斷裂帶出露的基巖區(qū)以滑坡等面狀災(zāi)害為主，整體規(guī)模較小，沿?cái)嗔褞С示€性展布，滑向與斷裂走向近于垂直或大角度斜交。

2)撫順老城區(qū)地裂縫是采礦活動(dòng)與先存斷裂軟弱結(jié)構(gòu)面耦合作用的結(jié)果。深部采礦活動(dòng)導(dǎo)致其上方巖土體發(fā)生側(cè)向移動(dòng)，并在巖體內(nèi)部產(chǎn)生側(cè)向拉應(yīng)力。部分渾河主干斷裂及分支斷裂面(或帶)抗拉強(qiáng)度低，在側(cè)向拉應(yīng)力作用下發(fā)生局部拉開張裂，且逐漸向地表擴(kuò)展，最后形成地裂縫；而固結(jié)程度高、抗拉強(qiáng)度大的斷裂面(或帶)不易拉裂，故地裂縫不發(fā)育。

3)滑坡的發(fā)育則與斷裂帶結(jié)構(gòu)面有關(guān)。首先，斷裂活動(dòng)形成的陡崖地貌為滑坡的形成提供有利的臨空條件；再者，由于斷裂多期活動(dòng)，斷裂帶巖體破碎，結(jié)構(gòu)面十分發(fā)育，其中的一組或兩組順坡向結(jié)構(gòu)面與坡面組合形成易滑體，在長期降雨入滲作用下逐漸擴(kuò)展、貫通，形成滑動(dòng)面，最終導(dǎo)致滑坡發(fā)生。