降雨誘發(fā)碎屑巖斜坡崩塌、滑坡機(jī)理及其穩(wěn)定性影響因素探討

陳秋光　羅春蔚

摘 要：本文以廣西壯族自治區(qū)那坡縣為研究，研究分析降雨誘發(fā)碎屑巖斜（邊）坡崩塌、滑坡機(jī)理，并對(duì)碎屑巖斜（邊）坡穩(wěn)定性主要影響因素進(jìn)行研究探討，為那坡縣今后的地質(zhì)災(zāi)害防治工作提供參考。

關(guān)鍵詞：碎屑巖斜坡崩塌；滑坡機(jī)理；穩(wěn)定性；因素

在一些山坡地區(qū)，其常常會(huì)發(fā)生滑坡崩塌的現(xiàn)象，而降雨因素是影響斜坡穩(wěn)定性的一個(gè)重要要點(diǎn)，人們已逐漸對(duì)其給予了一定的重視。對(duì)于降雨因素來(lái)說(shuō)，其主要是由于雨水的來(lái)臨會(huì)滲入到滑坡土體的內(nèi)部進(jìn)而給滑坡內(nèi)部的孔隙水壓力、土體含水率、土體的重量、土體的抗剪強(qiáng)度等產(chǎn)生一定的影響，從而在一定程度上降低了滑坡的穩(wěn)定性，使山體發(fā)生崩塌。根據(jù)調(diào)查及資料分析，降雨誘發(fā)斜坡坡殘積層土體形成滑坡破壞的變化過(guò)程可總結(jié)為：降雨入滲致斜坡表層土體局部飽和——滑坡后緣形成拉張裂縫——滑面飽和擴(kuò)展與坡面徑流牽引——斜坡失穩(wěn)形成滑坡。

1.降雨誘發(fā)滑坡的破壞模式

1.1滑坡體局部飽和階段

在碎屑巖斜坡地區(qū)發(fā)生降雨的時(shí)候，其降雨主要是從斜坡的表面開(kāi)始滲入，在滲入的過(guò)程中其不會(huì)產(chǎn)生坡面裂縫的現(xiàn)象，當(dāng)降雨達(dá)到一定的強(qiáng)度時(shí)，土體的表層也接近要達(dá)到飽和狀態(tài)了，之后雨水的滲入量便會(huì)逐漸減少，飽和區(qū)表面形成地表徑流。這個(gè)階段土體在高強(qiáng)度降雨作用下，降雨入滲很快，土體含水率增大并很快達(dá)到飽和狀態(tài)，孔隙水壓力由負(fù)值不斷增加到一個(gè)最大值。

1.2滑坡后緣形成拉張裂縫階段

斜坡表面徑流增強(qiáng)，其相應(yīng)的面積會(huì)逐漸擴(kuò)大，進(jìn)而延伸到整個(gè)坡體的表面，在徑流的作用下，坡體會(huì)出現(xiàn)一定的拉張裂縫，從而會(huì)影響坡體的狀態(tài)。

1.3滑面貫通與坡面徑流牽引階段

當(dāng)降雨持續(xù)不斷地來(lái)臨的時(shí)候，其會(huì)在一定程度上增加裂縫的縫隙，而雨水便會(huì)進(jìn)入到滑動(dòng)面上，促使滑動(dòng)面積的增加，隨著裂縫進(jìn)一步擴(kuò)展，入滲雨水對(duì)滑動(dòng)面土體抗剪強(qiáng)度進(jìn)行弱化，隨后滑動(dòng)面貫通。

2.降雨誘發(fā)碎屑巖斜坡崩塌、滑坡機(jī)理分析

2.1雨水增加了坡體的重量

對(duì)于滑坡土體來(lái)說(shuō)，雨水的降臨會(huì)在一定程度上增加土體的含水量與重量，而對(duì)于滑坡土體來(lái)說(shuō)，如若其自重增大，則也會(huì)增強(qiáng)土體的下滑力，使其更容易產(chǎn)生滑坡現(xiàn)象，另土體軟化使力學(xué)強(qiáng)度下降（C、Φ值降低），抗滑力下降。

2.2土體抗剪強(qiáng)度降低

對(duì)于土體的抗剪強(qiáng)度來(lái)說(shuō)，其是一個(gè)可變化的數(shù)值，在實(shí)際生活中，土體的抗剪強(qiáng)度會(huì)隨著土體的含水量和孔隙率的變化而發(fā)生相應(yīng)的變化，而如若土體的抗剪強(qiáng)度參數(shù)降低的話，其便會(huì)在一定程度上造成滑坡崩塌現(xiàn)象，因此加強(qiáng)對(duì)土體抗剪強(qiáng)度因素的重視也至關(guān)重要。但是在降雨時(shí)節(jié)，其會(huì)降低土體的粘結(jié)力，即降低了土體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，使滑坡體的抗剪強(qiáng)度降低，影響碎屑巖斜坡穩(wěn)定性。

2.3裂縫發(fā)育，產(chǎn)生靜水壓力

在降雨的作用下，斜坡表層易形成拉張裂縫，裂縫的發(fā)育將加快降雨入滲過(guò)程，一方面降雨通過(guò)裂縫進(jìn)入滑體，對(duì)滑體內(nèi)部的土體進(jìn)行加載作用，同時(shí)滲透到滑動(dòng)面的降雨還會(huì)降低滑動(dòng)面土體的力學(xué)性能；另一方面，當(dāng)降雨在裂縫中聚積后，會(huì)在裂縫中形成沿下滑方向的靜水壓力，靜水壓力使得滑坡的下滑力進(jìn)一步加大，對(duì)滑坡的穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。

3.影響碎屑巖斜（邊）坡穩(wěn)定性的因素分析

3.1主要內(nèi)在的影響因素

（1）地層巖性因素

對(duì)于那坡縣碎屑巖斜坡中的一些積土物質(zhì)來(lái)說(shuō)的話，其主要成分包括石英、高嶺土、云母、黑色礦物等一些物質(zhì)，坡積層巖性以粉質(zhì)粘土為主、殘積層巖性則主要包括一些碎石粘性土，對(duì)于內(nèi)含物質(zhì)來(lái)說(shuō)，其通常維持著硬塑狀的狀態(tài)，具有高強(qiáng)度的特點(diǎn)，但是其大都水穩(wěn)定性較差，如若遇到強(qiáng)降雨的天氣，則會(huì)使積土軟化，降低力學(xué)強(qiáng)度。碎屑巖斜坡坡殘積土一般為弱～中透水層，較一般的粘性土滲透性要好，降雨較一般的粘性土更容易入滲，導(dǎo)致坡體增重和力學(xué)強(qiáng)度降低。

（2）地形地貌因素

那坡縣地處云貴高原余脈六韶山南麓，大部分屬于中山及巖溶山地，山體高差260～1681m，地形坡度除河流階地處較平坦外，其余地區(qū)坡度一般均大于20°，一般20～45°，北東部巖溶峰叢地貌區(qū)山體大多形成陡崖。一般情況下滑坡崩塌現(xiàn)象發(fā)生居多的地區(qū)則是以45～75°邊坡的地段為主，這些地方的事故發(fā)生比例較大，因此人們需對(duì)此給予高度的分析。如若該地區(qū)遭遇連續(xù)的降雨天氣，則一些斜坡的土層會(huì)形成相應(yīng)的飽和帶和非飽和帶，而這則會(huì)在一定程度上降低土體的有效應(yīng)力，在這種情況下，有效內(nèi)摩擦角明顯降低，若低于斜坡本身的自然休止角，坡面則有可能形成大面積的崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害。

（3）植被影響因素

在那坡縣地區(qū)，植被因素也會(huì)在一定程度上影響碎屑巖斜坡的穩(wěn)定性，其影響的要點(diǎn)主要分為水文地質(zhì)效應(yīng)和力學(xué)效應(yīng)。其中，在水文地質(zhì)效應(yīng)中，其主要在于一些植被可以通過(guò)其自身的樹(shù)冠來(lái)抵擋雨水的侵襲，從而在一定程度上減少雨水的滲入；與此同時(shí)植被的根莖葉等部位可以防止土體的軟化，降低土體的水位，并進(jìn)一步吸收雨水，減少雨水的滲入量。從力學(xué)效應(yīng)角度分析，對(duì)于植被的根莖可在一定程度上實(shí)現(xiàn)穩(wěn)固土壤的作用，從而增強(qiáng)土體的強(qiáng)度與抵抗雨水的能力。

3.2主要外在影響因素

（1）降雨

突發(fā)性大暴雨是誘發(fā)那坡縣碎屑巖地區(qū)斜坡發(fā)生崩塌滑坡的主要原因之一。該地區(qū)中大暴雨的降臨會(huì)使斜坡土壤軟化，降低土體強(qiáng)度。降雨誘發(fā)滑坡崩塌主要有三種方式，其一是對(duì)邊坡巖土體，降雨使巖土體的重量增加了，雨水浸入到土體的內(nèi)部也在一定程度上增強(qiáng)了其靜水壓力，從而造成滑坡崩塌；其二是雨水浸入到山坡的底部，使坡腳變形，從而在一定程度上改變了邊坡的結(jié)構(gòu)；其三雨水降低土體強(qiáng)度，使泥土軟化，降低粘土水化作用，改變邊坡力學(xué)性能。根據(jù)那坡縣2015年6月和2014年暴雨誘發(fā)群發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害分析，隨著降雨量的增大，地質(zhì)災(zāi)害數(shù)量呈不斷遞增的趨勢(shì)，尤其是日降雨達(dá)到暴雨級(jí)別后，地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育數(shù)量呈明顯遞增趨勢(shì)。由此也證實(shí)了，持續(xù)性強(qiáng)降雨是誘發(fā)那坡縣碎屑巖地區(qū)斜坡發(fā)生區(qū)域性多點(diǎn)滑坡最主要因素的觀點(diǎn)。

（2）人類工程活動(dòng)

那坡縣碎屑巖區(qū)主要為中山、低山陡坡地形及巖溶山地，當(dāng)?shù)乇容^平整的地形普遍比較少，其中地形一大特色就是山地。在實(shí)際生活中，居民會(huì)在當(dāng)?shù)剡M(jìn)行建房、修路等活動(dòng)，從而使一些山地形成人工切坡的狀態(tài)，一般地段邊坡開(kāi)挖的切坡高度可達(dá)10m以上。據(jù)調(diào)查，那坡縣碎屑巖土質(zhì)自然斜坡和人工切坡發(fā)生一些地質(zhì)災(zāi)害的時(shí)候，比如當(dāng)?shù)鼗隆⒌匦伪浪痊F(xiàn)象，其往往是集中在開(kāi)挖切坡的地段，因此這一問(wèn)題需要引起居民高度重視。大部分情況下，當(dāng)?shù)鼐用駥?duì)開(kāi)挖的邊坡往往未采取任何工程治理措施，在一般降雨作用條件下，邊坡以小崩塌破壞為主、而自然斜坡處于穩(wěn)定或基本穩(wěn)定狀態(tài)；而在長(zhǎng)歷時(shí)降雨或短歷時(shí)強(qiáng)雨強(qiáng)條件下，由于開(kāi)挖形成高陡的臨空面及應(yīng)力集中帶，人工邊坡往往誘發(fā)較大規(guī)模的崩塌、滑坡災(zāi)害，而人工邊坡后方的自然斜坡也可能誘發(fā)較大規(guī)模的滑坡災(zāi)害。

4.結(jié)束語(yǔ)

地層巖性、地形地貌及斜坡上的植被為那坡縣碎屑巖斜（邊）坡穩(wěn)定性的主要內(nèi)在影響因素，降雨和切坡建房工程活動(dòng)為那坡縣碎屑巖斜（邊）坡穩(wěn)定性的主要外在影響因素。

參考文獻(xiàn)

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