汪傳琪 林世偉
(四川省通川巖土工程技術開發有限責任公司, 四川 成都 610000)
滑坡與地震、洪澇并稱為世界三大自然災害,滑坡現象的發生受到眾多因素的影響,川東某地區因其特殊的地勢和氣候條件,成為了滑坡現象頻繁發生的重點地區之一,對川東某地區社會經濟的發展帶來了嚴重的影響。因此,本文對川東某地區的滑坡特征及其成因機制進行了分析,希望可以有效降低川東某地區滑坡災害帶來的損失,為以后的防災減災理念提供幫助。
其一,川東某地區的全年降水分為干濕兩季,濕季的降水充沛,多為暴雨性天氣,加上川東某地區地勢起伏較大,多為盆地和丘陵地貌,在濕季川東某地區的地形極容易受到強降水的沖擊。其二,川東某地區的地質構造單一,地殼運動以間接性大面積抬升為主,區域穩定性較好,地震災害發生的頻率較低。其三,
川東某的地形是一種獨特的溝槽積水地形,地表水比較缺乏,少量的水田水儲存在滑坡前緣的溝槽之中,在雨季的時候就會集聚大量的雨水,處在溝槽之中的雨水沒有得到排泄,在大量雨水的浸潤下,土質就容易發生軟化的情況,這對滑帶的形成提供了有利條件。 除此之外,隨著社會經濟的發展,川東某地區為追求更大的經濟效益在當地大量修建高速公路和修建魚塘,使得當地的地質結構遭到了嚴重的破壞。
因此,川東某地區因其特殊的地勢和氣候條件等因素的影響,加上不適當的人為活動對環境造成的破壞,川東某地區才容易發生滑坡現象。
據調查,川東某滑坡前緣的厚度為1米-5米之間,主要成分為粉質粘土;高速公路路堤地段的厚度在 14.00m-20.30m之間,主要為塊石土、碎石土和粉質粘土,由此可見,川東某地區的滑坡滑體的厚度變化極大。
塊石土的含量所占的比例高達 50%以上,石質主要以強風化砂巖和泥巖為主,石質較軟,密度較差,缺乏韌性;顏色一般為灰、灰褐和灰白等,主要分布在滑坡左側緣一帶;塊石巖芯的形狀與柱子形狀相類似,塊石的粒徑在20.mm-400.mm之間。
碎石土的含量所占比例為45.00%-70.00%,碎石土的石質較軟,密度較差,缺乏韌性,極易搗碎;顏色一般為紫紅、暗灰和淺灰等,石質成分為由強到中的風化砂巖和泥巖組成,碎石的粒徑在15.00mm-200.00mm之間。
粉質粘土的顏色一般為褐色和紅褐色,主要呈層狀和透鏡狀分布于塊石土和碎石土之下,土質較純,干強度和韌性屬于中等水平,用手捻時有滑膩感和輕微的砂感,深處摻雜有少許的強風化泥巖和砂巖角礫,呈棱角狀分布。
滑帶土主要是由粉質粘土組成,其間摻雜大約5.00%-20.00%的砂巖和泥巖礫石,其厚度在0.2m-2.5m之間,主要分布于基巖和粉質粘土的接觸帶附近以及坡殘積層中的粉質粘土之中;滑帶土的粒徑一般在 2.00mm-25.00mm之間,呈次圓、次棱角和扁平狀;用手觸摸時有較滑膩的手感,具有一定的韌性,不易搗碎;滑帶土的含水量較高但各個部位的含水量不同,在地勢起伏大的溝槽地帶滑帶土含有較高的水分,而地勢相對平坦的丘陵和丘坡地帶滑帶土的含水量減低。
川東某地區的滑坡左側緣是滑坡變形最為嚴重的地方之一,據訪問,該地的生態環境被遭到破壞,當地居民把一條較為寬闊的溝槽開墾為水田,加上當地高速公路的修建,使得坡面承載的重量越來越大,臨空面也在不斷加大。除此之外,地下水的排泄受到川東某地區的地形條件的控制,當地的地形不利于地下水的排泄,在水浸潤的作用下,導致了川東某地區的土質越來越差。在雨季的時候,會受到大量雨水的沖擊,加上川東某地區的負重情況,致使滑坡的抗滑能力在不斷地下降,最終導致坡體變形。據調查,川東某地區已形成了多條剪切裂縫和拉張裂縫,剪切裂縫主要出現在左側緣一帶,呈鋸齒狀。拉張裂縫將土體切割成階梯狀土坎、抗滑樁及擋墻錯開,呈N65°E展布。
滑坡后緣也是坡體變形嚴重的地區之一,據川東某地區的地質檢測情況顯示,當地的坡體后緣已出現了規模較大的拉張裂縫和小型土體滑塌現象,裂縫主要出現在高速公路路面和路堤內側邊坡。目前,出現規模較大的裂縫為 L2裂縫寬約0.01m-0.60m,深度深約為0.50m-1.30m,滑坡后緣的變形仍在加劇[1]。
滑坡右側的坡體變形相對較弱,出現規模較大的裂縫也相對坡體的左側和后緣較少,出現的裂縫一般為L4和L16。L4的裂縫寬度為0.01m-0.09m,深度最高達到0.2米;L16的裂縫寬約0.05m-0.10m,深度最高達到0.30m。
滑坡前緣在受到后部土體的擠壓時會出現膨脹現象,會伴隨著多條鼓脹裂縫的出現,從而容易導致田堤發生剪斷、路堤外側排水溝發生變形彎曲以及K129+360右40米路堤擋墻變形開裂等,膨脹裂縫和剪切裂縫主要分布在田堤、田坎剪切和土坎上。川東某地區的剪切裂縫走向大約為N13°W,長度約為長8m-17m,寬約0.10m-0.50m。膨脹裂縫的走向約為 NE-SW 展布,長約為 10m~35m,寬約0.10m-0.50m。川東某地區的滑坡前緣溝槽地帶主要以土體膨脹突出為主,高速公路路堤擋墻和梯步剪斷以及路堤外側排水溝以變形彎曲為主。
滑坡中部變形以K129+210涵洞為主,據川東某地區的地質檢測情況顯示,川東某地區的K129+210涵洞在伸縮縫位置出現了拉張和下沉等現象,在涵洞的出口處變形拉張最為明顯,川東某地區的伸縮縫變形拉張后的寬度為0.05m-0.21m,下沉為0.10m-0.20m。
川東某地區的滑坡區的地勢處于低山斜坡下部與丘陵區的集合部位,坡面總體向北傾斜,地形坡度在5度-20度之間,臨空面較大,不利的地形條件為滑坡的發生提供了有利條件。另一方面,由于川東某的地形是一種獨特的溝槽積水地形,這種地形不利于雨水和地下水的排泄,特別是在雨季的時候就會集聚大量的雨水,這對軟化土體的形成提供了有利的條件,而軟化土體的存在是形成滑帶的原因之一。
坡體的物質組成大部分主要是塊碎石土,由于其強風化層破碎比較容易透水,坡體深處的透水性效果逐漸減弱,導致深度內的含水量增多,加上在修建高速公路時對斜坡及溝槽內的原生土有沒有進行及時清除,從而在水的作用下,土質發生了軟化,最終導致滑帶土。
據調查顯示,目前川東某地區的高速公路的離地內側排水溝的排水情況不佳,處于失效狀態,因大氣降水而形成的后緣上部的坡面流在排水溝內的排泄受到阻礙,從而導致了在雨季的時候,滑坡土層中聚集了大量的地表水,特別是在填料稍密的塊石土和碎石土中,地表水聚集得最為明顯。從而導致了坡體土質的飽和和重量的不斷增加。除此之外,在雨水的浸潤下,滑帶土會不斷地軟化,從而使滑帶土的抗剪強度降低,加上重力的作用造成斜坡發生滑動和變形。
川東某地區修建了一條長約500米,高為10米-15米的高速公路的填方路堤。該路堤所使用的填料壓實的結構比較松散,并且量多、厚度大,調查顯示,鉆探揭露的厚度在3.50米-15.30米之間。堆載路堤的邊坡在對向N側臨空的斜坡后緣和中部邊坡形成了巨大的靜力荷載作用,又加上高速港路在修建和使用的過程中,有大量的車輛來往運行,從而加重了中部邊坡和斜坡后緣的動荷載。在雨水和荷載的綜合作用下,斜坡坡體的自身平衡狀態遭受破壞,發生變形。
綜上所述,預防滑坡災害,只有在查清滑坡的特征及其成因機制的基礎之上,才能對癥下藥,采取正確的方法預防滑坡現象的發生。川東某地區的滑坡現象主要在地形地貌以及氣候和巖性的基礎上,加上不適當的人類活動,從而導致了川東某地區滑坡現象的發生。
[1]劉盈君. 四川省青川縣東河口滑坡成因機制與穩定性分析[D].中國地質大學(北京),2016.