某崩滑堆積體的形成機理

劉洪鋮

（吉林省水利水電勘測設計研究院 吉林長春 130021）

1 工程地質條件

1.1 地形地貌

崩滑堆積體發育在高中山地貌上的次級微地貌單元，其前緣發育有一級侵蝕階地，詳見表1。

表1 地形地貌類型及特征表

1.2 地層巖性

研究區內出露的地層以崩滑堆積體為主，并有石碳系下統巖關組(C1y)、大唐組(C1d)、擺佐組及中統黃龍群(C2hn)及第四系崩坡積堆積塊石、塊石混合土、碎石混合土及沖洪積堆積的卵石及級配良好礫石層。

1.3 地質構造

崩滑堆積體范圍內未發現規模較大的斷層，只是在平硐PD11內發現在崩滑堆積體后緣，在擺佐組灰巖與上覆塌滑體界面處有一個近 12m破碎帶，為黃褐色礫、碎石混合土，密實狀態，碎石塊徑2～15cm，部分呈次棱角狀，該破碎帶呈近35°角向上延伸至地表。

另崩滑堆積體內原巖節理及層面大部分已被鈣質膠結，近于整體結構。崩滑堆積體兩側基巖以單斜構造為主，傾向河右岸上游側。

根據《中國地震動參數區劃圖》（GB18306-2001），本區地震動峰值加速度為0.05g，相應地震基本烈度為Ⅵ度，地震反應譜特征周期為0.45s。

1.4 水文地質條件

研究區賦存的地下水主要有碳酸巖鹽類巖溶水，接受大氣降水和鄰近含水層補給為主，向清水河排泄，屬補給型河谷。

從鉆孔揭露資料可以看出，該區地下水位全部位于崩塌堆積界面以下，說明該堆積體透水率較大，有良好的地下水排泄條件。

2 形成機理

根據工程地質勘察成果的綜合分析，九子堆積體性質為崩塌輔以滑移性質，總體崩滑方向為SE131°27′～SE153°51′27″。其形成主要受地質條件內部因素（地形地貌、地層巖性、地質構造）及外部環境影響因素（河水凹岸侵蝕以及地表水入侵）等共同作用控制。

2.1 地質條件內部因素

該崩滑堆積體形成之前，前緣為高陡邊坡，邊坡最大高度約 500m，地形坡度 45°～75°，局部陡立，地表植被極不發育，絕大部分基巖裸露。該區上部巖性為石碳系中統黃龍群(C2hn)中厚層狀白云巖，巖層產狀為SE170°∠30°，傾向河流上游側。發育有走向 NW320°～350°傾向SW或NE 傾角 60°～85°及走向 NE40°～70°，傾向 NW或SE，傾角60°～70°兩組節理，節理間距 0.5m～1.5m。第四系早期受某斷層活動，尤其是弱破壞性地震（深源，震級 4.9～5.5級）作用的影響，發育有數條總體走向 NE12°～44°略傾 NE的卸荷張性裂隙，靠近河谷臨空側卸荷張性裂隙間距小，遠離臨空側卸荷裂隙間距逐步加大，直至消失。該巖層在節理及卸荷裂隙組合切割下，易沿層面向臨空側崩落，形成崩塌。白云巖下部為石碳系下統擺佐組灰巖及大唐組泥巖與泥巖互層，巖層產狀 SW196°∠28°～30°，與上覆白云巖產狀總體接近，略呈角度不整合接觸。

2.2 外部環境影響因素

影響該崩滑堆積體形成的外部環境影響因素主要有河流側向侵蝕及大氣降水入滲作用。

經現場地質測繪、鉆孔、平硐等資料及該處河段空中立體拍攝照片綜合分析確認，該河段左岸崩滑堆積體側原為河流凹岸，河水位在高程約為1325～1350m（高于現卵礫石堆積三級階地面高程）范圍內漲落，河道坡降大，流量大，水流流速大，凹岸侵蝕作用強，側向侵蝕作用加劇了巖體崩落，為崩滑堆積體形成提供了外部動力。

大氣降水直接滲入巖體節理裂隙及層面內，降低巖體間摩擦力，為巖體崩落的外部影響因素之一。

2.3 崩滑堆積體的形成過程

崩滑堆積的形成起初是個漸變過程。形成初期石碳系中統黃龍群(C2hn)中厚層狀白云巖在走向 NW320°～350°傾向 SW 或 NE 傾角 60°～85°及走向 NE40°～70°，傾向 NW 或 SE，傾角 60°～70°兩組節理及受摩嘎斷層帶活動的影響，走向NE12°～44°略傾NE的卸荷張性裂隙切割作用下，表層巖體開始松動，且層面傾向臨空側，極不利于高陡邊坡巖體穩定，而且此時清水河水位較高，水利坡降大，水的流速較大，且水流具有顯著的凹岸側向侵蝕作用，坡腳逐步被淘空，形成崩塌，塌落下來的塊石絕大部分被水流帶走。再進一步侵蝕、掏空，卸荷張性裂隙進一步發展，進一步形成新一輪的崩塌。陡立邊坡呈逐步后移趨勢，邊坡后緣高度逐步加大，坡腳逐步高出水面，崩塌速度逐步放慢，并出現間歇期，坡腳開始堆積有少量碎石混合土類，隨著后緣卸荷裂隙的進一步發展擴大，向臨空側傾斜，在重力作用下及地表大氣降水匯入卸荷裂隙內降低了巖體的抗剪強度后，逐步達到臨界狀態，發生了大規模崩塌。前緣部分巖體部分尚未解體，沿著擺佐組灰巖及大唐組泥巖及泥灰巖及部分巖關組灰巖面向下滑移，后面的巖體崩落滑移的過程中翻滾，相互碰撞，攜帶部分滑床上的灰巖、泥灰巖一起下滑，至使滑面凸凹不平。由于前緣崩滑的巖體大部分未解體，占據了大部分河道，至使河道向右岸滾移，使河道變直，側蝕作用減弱至消失。陡坎后緣后期又陸續發生了若干次小規模崩塌，覆蓋于原崩滑堆積體之上，卸荷裂隙漸少直至消失。地表水入滲減小，巖體邊坡逐步達到穩定狀態，崩塌停止。與此同時，由于原崩滑堆積體被水流攜帶沖向下游，逐漸堆積于河道內，河道比降有減小趨勢，且水流速度相對變緩，在河床內堆積有厚20m～35m的漂石及砂礫卵石，覆蓋于崩滑堆積體前緣。由于該區處于碳酸鹽巖地區，在具有酸性地下水作用下，巖溶作用相對較強烈，攜帶鈣質成分地下水流經崩滑堆積體向河道排泄，鈣質成份沉積下來，在漫長的鈣質成份沉積結晶的過程中，崩滑堆積體及漂石及砂礫卵石被重新膠結在一起。

后期由于地殼抬升，河床下切，在兩岸形成了基本呈對稱分布的高 20m～35m的以鈣質膠結砂礫卵石及漂石為主的三級階地。

經后緣平硐 PD11揭露，在擺佐組灰巖與上覆崩滑堆積體界面處有一個近 12m破碎帶，為黃褐色礫、碎石混合土，密實狀態，碎石塊徑2cm～15cm，部分呈次棱角狀，該破碎帶呈近35°角向上延伸至地表。說明崩滑堆積體形成過程中出現過崩塌間歇過程。

經鉆孔巖芯及平硐發現，崩滑堆積體及崩滑界面處相互擠壓后的巖體經后期地表水及地下水攜帶的鈣質成分重新膠結，使崩滑過程中白云巖與灰巖膠結在一起現象較普遍，如圖1及圖2。

圖1 堆積界面處巖芯及重膠結現象

圖2 堆積界面處重膠結現象

經后緣平硐PD10發現，該崩滑堆積體表部含大部崩塌巖體，有架空現象，巖性為白云巖，故將該堆積體定性為崩滑堆積體。

崩滑堆積體前緣堆積有厚 20m～35m卵石層，該卵石層呈密實狀態，已被地表水及地下水攜帶的鈣質成份膠結，呈半膠結狀態，且在河兩岸呈對稱分布，表明是由早期沖洪積堆積而成。后期由于地殼抬升，河流下切而在河流兩岸出現對稱分布的半膠結狀態卵石陡坎，河流下切深度達20m～35m，說明該卵石層時代較早，應在第四系早期，故該崩滑堆積體應形成在卵礫石堆積之前。

1 簡文星, 殷坤龍, 鄭磊, 姚林林, 程傳軍, 陳麗霞. 萬州安樂寺滑坡前緣松散堆積體成因與防治對策[J]. 地球科學, 2005年04期.

2 黃潤秋. 巖石高邊坡的時效變形分析及其工程地質意義[J].工程地質學報, 2000年02期.

3 南凌, 崔之久. 甘肅武都古崩滑堆積體的沉積特征及其形成環境[J]. 沉積學報, 2001年03期.

4 徐永輝, 胥勤勉, 楊達源, 葛兆帥, 陳可鋒. 金沙江河谷金坪子堆積體成因及其地質意義[J]. 第四紀研究, 2006年03期.

5 劉新喜, 夏元友, 張顯書, 郭瑞清. 庫水位下降對滑坡穩定性的影響[J]. 巖石力學與工程學報, 2005年08期.