何小鋒
(寧夏國土資源調查監測院,寧夏 750004)
黃土高原地區由大量的黃土覆蓋,地形支離破碎且容易受河谷侵蝕切割,隨著海拔的上升,切割越來越嚴重。所以斜坡地表形態是引起山體滑坡的主要因素,且與傾斜度有關,一般當坡度為25°-45°時發生滑坡的幾率最大,坡度在55°以上時較易發生滑坡,坡度在25°以下時則很少發生滑坡。
降水是引發山體滑坡的重要因素之一。數據顯示,九層以上的山體滑坡都是強降雨所導致的。降水因素包括自然降雨和人為灌溉兩種,其中自然降雨是引起山體滑坡的根本原因。通常在每年的雨季及春季凍融期發生山體滑坡的幾率較大。由于黃土呈垂直發育狀態,沖溝和洞穴較多,大量雨水囤積使土體自重增加,粘聚力和內摩擦角減小,這樣很容易造成山體滑坡。另外,雨水沿土體裂縫灌入,產生凈水壓力且軟化了黃土,這樣很容易造成坡體上緣出現裂縫,裂縫的形成更利于雨水的灌入,一旦重心失穩就會造成山體滑坡。人為灌溉多發生在山體頂部的農田地區,農田的大量用水使山體穩定性變差,一旦發生強降雨,就容易產生山體滑坡。
造成山體滑坡的人為因素主要是指由于人類無節制的進行采礦、開墾以及修路等行為造成的山體穩定性變差。數據顯示,七層以上的重大山體滑坡事件是由人類的修路、開礦等工程造成的。人類在進行工程施工時,大量的開挖、削坡行為造成黃土自然邊坡坡度變大,坡體的自然應力平衡遭到破壞,坡頂的擴張應力和剪切應力增大,從而為裂隙的產生提供了條件。加之黃土本身的垂直分布狀態,使山體裂縫進一步加深和擴大,從而形成滑坡。
調查顯示,山體滑坡、崩塌地質災害主要發生在馬蘭黃土地層和離石黃土地層。其中,離石黃土多為磚紅色亞黏土且結構較密、隔水能力強且透水性差;而馬蘭黃土多為淺黃色粉土,呈垂直分布,結構松散且孔縫較多,具有很強的濕陷性,遇水很容易軟化和崩解。
從地形分布上,山體滑坡、崩塌等災害的發生點原始坡高度多在5-30米,其中小部分在50-80米。山體堆積物的長度為1-15米左右,寬度為1-40米,嚴重的山體滑坡可達50米或更長,厚度從0.5米到6米分布不等。滑坡后壁多形成有拉張和裂隙,滑體巖性為粉質粘土或粉土,控滑結構面為節理裂隙面,且前緣為圓弧形或不規則形狀,滑體形狀為凸形。從時間分布上,山體滑坡、崩塌多發生在降水較多且集中的月份,通常為每年的六至十月,尤其是在夏季的七月和八月,這期間往往易發生嚴重的滑坡等地質災害。
人為修路、造橋等工程施工是造成山體滑坡的主要因素,近年來人類活動對山體的破壞較大,造成了嚴重的災害。因此,在人類活動強烈區,山體滑坡、崩塌發生的幾率較大,具體表現在以下幾個方面:
(1)人類工程活動強烈地段:人為削坡取土較頻繁,造成坡體應力集中,拉力增大,易出現開裂等現象,加之黃土本身的發育特性,使該地區易發生滑坡、崩塌自然災害。(2)黃土沖溝和黃土洞穴發育地段:強降雨造成的大量雨水滲入是形成黃土沖溝和黃土洞穴的主要原因。在隔水能力較弱的底部隔水層或其他隔水層上容易形成飽和帶,使黃土本身發生軟化,力學性能降低,從而造成邊坡滑坡或崩塌。(3)沿公路、鐵路等交通主干道地段:黃土高原地區,交通主干道及周邊地區邊坡削坡設計失準,排水等防護措施不到位,且由于交通工具較多造成振動的累計,一旦出現強降雨,就很容易誘發山體滑坡、崩塌等災害。(4)河谷及節理縫隙發育地段:該區沖溝較多,易于雨水的集中沖刷,造成河谷兩岸邊坡坡度增大,在雨水較集中的季節黃土開裂嚴重,易造成滑坡、崩塌等地質災害。(5)居民窯洞開挖地段:居民窯洞是造成小規模山體滑坡的主要因素,由于擅自挖掘動土改變了山體的結構構造,降低了其力學性能,山體坡度增大,嚴重地區甚至出現山體直立,易發生滑坡等災害。
造成黃土滑坡、崩塌的因素很多,其中黃土本身的地形地貌、降水以及人為施工是其形成的主要原因。因此山體滑坡多發地段的分布也與這些因素有關,在主汛期、黃土力學性能較差和人工開采嚴重地段,都容易發生滑坡。對于黃土本身的性質及降水因素我們不能控制,但是對于人為因素來說,必須減少不必要的人為破壞,采取一些保護措施,制定相關的法律法規,從而減少滑坡、崩塌等地質災害的發生,為人類的生命安全和財產安全提供保障。