河道砂土岸坡的穩定性影響因素及其破壞類型分析

吳鈺

摘要：對影響砂土河道岸坡穩定的因素進行了分析，結果發現：土體性質、自然環境和人類活動三個方面對岸坡穩定有著重要影響。針對岸坡破壞的影響因素以及成因，闡述了砂土河道岸坡的破壞類型。

關鍵詞：河道岸坡;破壞;成因;類型

中圖分類號：TU147

文獻標識碼：A

文章編號：1674-9944（2018）10-0023-02

1引言

河道岸坡作為河流與陸地生態系統之間的過渡帶，在保持水土、防洪行洪等方面發揮著重要的作用。近年來，隨著我國經濟建設的快速發展，河道岸坡發生崩岸的現象仍然嚴重，造成的各種損失以及危害巨大，因此有必要開展河道岸坡穩定性問題的研究。而由于各處岸坡所處的自然環境各不相同，導致其發生險情的因素也多種多樣，以至于天然江河的崩岸問題十分復雜，其中又以砂土河道岸坡最為典型，隱患較大且難以得到有效控制。為了更好地對砂土河道岸坡進行加固、防治，應充分結合不同河道堤段產生崩岸的主要因素、特點以及其破壞形式等，從而采取有效的處理方案和防治措施。

2砂土岸坡穩定影響因素

塌岸的形成與水、土、風等自然因素有著密切關系。其中，土質的好壞是塌岸的內在因素，水則是塌岸的主要外力因素。水流因素是造成河段崩岸的重要外在條件，主要反映在主流頂沖，彎道環流動力作用及高低水位的突變等。此外，地質因素、河床邊界條件、風浪淘蝕、砂土液化均是產生塌岸的重要因素。由于河床組成，河岸邊界條件的不同，各河段崩塌的具體原因又有所不同，表現為：在同一河段，水流因素是崩塌的主要原因，其他因素僅起次要作用;對另一河段，河岸組成或其他因素則是造成崩岸的主要原因。因此，對于砂土岸坡，其影響因素可分為以下幾個方面。

2.1砂土性質

砂土顆粒間無粘聚力，結構松散，主要是由0.075～2mm的顆粒所組成。按照粒度組成可分為粗砂、中砂、細砂和粉砂。主要礦物成分為石英、長石、云母等。砂土的粘著性和塑性較差，但透水性極強。因此，其抗沖刷能力差，在河水長期浸泡以及波浪的沖擊作用下，極易被河水沖蝕帶走，往往形成直立或倒懸坡，導致岸坡的塌落。

2.2岸坡形態

岸坡的坡度和坡長是影響其穩定性的重要因素之一。對于岸坡坡度而言，其主要決定了岸坡的抗沖刷能力，隨著坡度的增加，地表徑流對于坡面的沖刷強度越大，侵蝕量也越大，對于岸坡的破壞作用越為明顯。同時，當坡面較長時，徑流在岸坡上部侵蝕的泥沙量較多，能量消耗大，導致徑流流速降低，入滲量增加。

2.3水流沖刷、側蝕

河道水位以下的坡面由于船行波等的影響，經常受到水流的沖刷、拍擊，加之近岸水流極易出現漩渦、紊動，導致近岸水流流速梯度較大，沖切力較強，使得疏松的砂性土受到嚴重的沖刷側蝕，造成坡面或坡腳的剝蝕、崩塌。

2.4降雨

在降雨作用下，雨水的入滲和沖刷不利于砂土岸坡的穩定。一方面，雨水的入滲會導致岸坡土體的粘聚力和內摩擦角進一步降低;另一方面，雨水對坡面的沖刷尤其嚴重，在砂土岸坡上常可見許多道深淺不等的密布沖溝。

2.5地下水作用

在雨季河水高時，岸坡地下水位較高，土體由于浸水而強度降低，在河水水位回落后，岸坡土體的孔隙水壓力來不及消散，使其承受較大的滲透壓力，岸坡外水壓力的消失導致土體失去穩定而滑坡坍塌。

2.6人為因素

鑒于許多崩岸發生時都有突加荷載、機械振動、開采河沙以及岸邊植物的砍伐等的影響，不少人也認為人為因素是崩岸的重大誘因。

3砂土岸坡破壞類型

根據以上所述的砂土岸坡穩定影響因素，對于其破壞類型可以歸納為以下幾種。

3.1坍塌型

坍塌型是指岸坡坡腳在河流長期作用下，基座被軟化或淘蝕，使得岸坡上部土體失去平衡，從而造成局部下錯或坍塌，之后比水流逐漸搬運帶走的～種岸坡變形破壞方式。它的顯著特點是垂直位移大于水平位移，與土體自重直接相關。一般發生在地形坡度較陡的土質岸坡內。此外，該破壞類型還具有突發性，特別容易發生在水位急劇變化的暴雨期。大量事實也表明這種坍塌現象多發生在受水流劇烈沖刷的河岸，尤其是在河道彎曲的凹岸處經常出現岸坡土體的崩塌下落。因此，砂性土的抗沖刷能力差使得其于水流沖刷、側蝕作用下，岸坡坡腳被掏蝕成凹槽狀，隨后在岸坡重力、地下水外滲等作用下發生條帶狀或窩狀的座落、傾倒型破壞。

3.2沖磨蝕型

沖磨蝕型是指在水流、風浪沖刷、地表水以及其他外部營力的作用下，岸坡物質逐漸被沖刷、磨蝕而被搬運帶走，從而使岸坡坡面緩慢后退。這種破壞類型一般發生在地形坡度較緩的土質岸坡，其具有緩慢性和持久性。雖然這類破壞的進度緩慢，但往往是一個不可逆的漸進過程，對岸坡的累計破壞是相當嚴重的。

3.3滑移型

滑移型是指在水流作用、降雨及其他因素的影響下，砂土顆粒間的摩擦阻力變小，坡體下滑力大于抗滑力，從而向江河發生整體滑移，即發生滑坡。砂性土作為一種松散堆積體，極易由于外界條件的改變，導致其沿著潛在滑動面發生向河流方向的整體失穩，造成塌岸。尤其是在河水的浸潤作用下，當水位下降時，岸坡上會發育向深部發展的拉裂變形，導致這種滑移型塌岸的普遍出現。

3.4流土型

流土型是指在河水漲落的情況下，岸坡土體吸水飽和后，在重力作用下沿坡向下發生的塑性流動變形現象。這種塌岸規模一般較小，在第四系松散堆積層或砂土岸坡中可見。此外，砂性土在飽和條件下極易在外力作用下發生液化，即處于松散狀態的砂土在外界動力因素的作用下，砂土顆粒間超靜孑L隙水壓力驟然增加，使土體顆粒間的有效應力迅速減小直至失去顆粒間摩擦阻力，此時砂土就會出現類似液體一樣的流動，導致岸坡的失穩。但值得注意的是，砂土液化需要有外界動力因素誘導，如強烈震動等，因此該現象較為少見。

4結語

砂土河道岸坡結構類型復雜，受河水浸泡、風浪沖擊、水流侵蝕以及干濕交替等因素影響，使岸坡土體風化加劇，抗剪強度降低，以及河水位漲落引起地下水動水壓力變化而造成的岸坡表現出沖蝕磨蝕、坍塌、滑移等破壞類型。在多種因素的共同作用下，塌岸模式多種多樣。導致這種不良地質現象的發生極難避免，為了應對河道岸坡塌岸所造成的巨大危害，還需對塌岸機理和塌岸演化過程進一步研究。

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