曲廣周,石文豪
(1.新疆地礦局第一水文工程地質(zhì)大隊,新疆烏魯木齊830091;2.新疆地質(zhì)工程勘察院,新疆烏魯木齊830091)
新疆呼圖壁南部山區(qū)某滑坡成因及影響因素分析
曲廣周*1,2,石文豪1,2
(1.新疆地礦局第一水文工程地質(zhì)大隊,新疆烏魯木齊830091;2.新疆地質(zhì)工程勘察院,新疆烏魯木齊830091)
新疆呼圖壁南部山區(qū)滑坡等地質(zhì)災害廣泛分布,嚴重威脅著周邊居民的生命財產(chǎn)安全。根據(jù)滑坡發(fā)育特征,從滑坡影響區(qū)的地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性、氣象水文、地震作用及人類工程活動分析影響滑坡發(fā)生的各種成因,探討滑坡形成過程,找出影響滑坡的主控因素,最后研究出滑坡形成機理,對呼圖壁山區(qū)滑坡的研究具有一定的價值。
滑坡;新疆呼圖壁;成因;影響因素
新疆呼圖壁縣地處歐亞大陸腹地,準噶爾盆地南緣,總面積9721.6km2,東距新疆維吾爾自治區(qū)首府烏魯木齊76km,素有“西出隘口,東進咽喉”之稱,是古絲綢路新北道上的重要驛站。呼圖壁南部山區(qū)地質(zhì)災害類型多樣,崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等廣泛分布。其中滑坡以及由滑坡引發(fā)的泥石流是該地區(qū)較為普遍和較為典型的地質(zhì)災害類型?;虏粌H威脅牧區(qū)草場及牧民的生命財產(chǎn)安全,也嚴重制約著地方旅游業(yè)及經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展。
研究區(qū)內(nèi)的滑坡按物質(zhì)結(jié)構(gòu)和規(guī)模劃分為堆積層大型滑坡,按發(fā)生年代可劃分為老滑坡?;麦w南北長約1470m,東西寬120~370m,地形呈西高東低、南高北低,后緣高程為1868.75m,前緣高程為1547.55m,呈上陡下緩,坡面起伏,滑坡分布的斜坡坡高約320.2m,坡向57°,斜坡整體坡度12.7°,局部較陡,26°~39°。滑坡體上部平均堆積厚度5.3m,體積約213×104m3,滑體下部為泥巖、砂巖,透水性差,起到隔水作用。在滑坡體上發(fā)育有三級滑坡臺坎和三級滑坡平臺,總體呈階梯狀?;麦w上、滑體內(nèi)部和后緣發(fā)育有拉裂縫。滑坡體上發(fā)育的落水洞呈單體狀或串珠狀,落水洞直徑2.0m,深2.8m,可見深度達3~7m。在滑坡體上發(fā)育有5處次級小型滑坡。
按破壞模式研究區(qū)滑坡可劃分為一牽引式滑坡,由于滑坡坡體較陡,近年來坡體變形突顯。滑坡后緣受拉張作用強烈,現(xiàn)已形成長約150m、寬達180m、高5m、南北走向的弧形臺坎;滑坡體上發(fā)育多處裂縫和落水洞,坡體中部和南部發(fā)育有5處次級小滑坡,整個滑坡體現(xiàn)已形成三級階梯狀地形即滑坡平臺,各平臺上土體普遍松動,張拉裂縫發(fā)育;滑坡前緣剪出口斜坡地帶經(jīng)人為改造修建成工業(yè)廣場,呈陡坎狀,具有足夠的滑動空間?;瑤脸受浰軤睿瑵穸却?,下部角礫表面可見水漬。
3.1 地形地貌條件
研究區(qū)位于天山北麓的低中山區(qū),所在區(qū)域地貌類型為剝蝕低中山地貌、河流侵蝕堆積地貌和滑坡堆積地貌。研究區(qū)地勢南高北低,南北向嶺谷相間分布,海撥 1560.56~1878.26m,高差 320.2m,平均坡度14.5°。剝蝕低中山地貌位于研究區(qū)東西兩側(cè),山坡坡度在26°~65°之間,地形切割較強烈。滑坡堆積地貌位于研究區(qū)中部滑坡體上,表層覆蓋坡積物,植被發(fā)育,草木豐盛,植被覆蓋率80%左右。河流侵蝕堆積地貌位于研究區(qū)內(nèi)西溝河河谷及兩側(cè)階地,河道平緩,河道坡降約84‰,為季節(jié)性河流。地貌條件在地質(zhì)災害形成中起著重要的作用,是滑坡形成的必要條件。
3.2 地質(zhì)構(gòu)造條件
構(gòu)造及新構(gòu)造運動在區(qū)域上控制著地貌形態(tài),并為地質(zhì)災害的發(fā)生提供了地形地貌基礎。區(qū)內(nèi)構(gòu)造運動較強烈,屬于地震活動高發(fā)區(qū)域,地震烈度大,地震的發(fā)生使得巖體結(jié)構(gòu)及穩(wěn)定性遭到破壞,并產(chǎn)生斷崖和裂隙,形成了具有對山體(巖體)斜坡切割、分離的節(jié)理裂隙面、層面等地質(zhì)構(gòu)造面(如層面)和地層不整合接觸面控制了滑坡滑動面和周界。近期的構(gòu)造運動在研究區(qū)內(nèi)的總特征是:以升降運動為主的差異性塊斷升降運動,對研究區(qū)內(nèi)的滑坡災害的形成有一定的影響。
3.3 地層巖性條件
研究區(qū)滑坡頂部、坡面和坡腳堆積覆蓋層厚度一般為2~7.4m,至前緣逐漸變厚,厚度達14m的含礫粉土,其直接覆蓋在侏羅系地層之上,構(gòu)成了滑坡的物質(zhì)來源。該地層透水性強,持水性好,下伏侏羅系砂巖、砂質(zhì)泥巖透水性差,在地下水側(cè)向補給及春季融雪水和雨水作用下,堆積物的強度特別是抗剪強度隨著含水量的增加迅速下降,而成為易滑地層。
3.4 氣象水文條件
大氣降水是滑坡災害的主控因素,對滑坡的誘發(fā)影響主要體現(xiàn)在:降水入滲(尤其是集中強降雨)使坡體土層含水增加,不僅增大了滑坡土體的重度,破壞斜坡平衡穩(wěn)定狀態(tài),增加下滑力,而且還能促使滑移面形成及軟化滑動面,在多次重復剪切下使土體抗剪強度急劇降低,從而誘發(fā)形成滑坡。
區(qū)內(nèi)年平均降水量410mm,最大450mm,降水量較為豐富,年內(nèi)降水以春季略占優(yōu)勢,集中于6~9月,常成暴雨,每年10月降雪,次年3月底、4月初消融,降雨、融雪和坡面流水下滲于坡體內(nèi)。另外滑體上出露有2處泉水,滑坡體東側(cè)邊界出露有7處泉水,這些水體的侵入,長期以來在第四系覆蓋物與砂巖、泥巖接觸界面產(chǎn)生地下水的匯集,一方面會對泥巖、砂巖產(chǎn)生軟化效應,導致接觸界面抗剪強度降低;另一方面,大量融雪水滲入地下,土層飽水程度增高,土體抗剪強度遇到累積性破壞,可能誘發(fā)滑坡。
3.5 地震作用
地震是滑坡災害的重要誘發(fā)因素之一,其誘發(fā)作用表現(xiàn)為2個方面:一是觸發(fā)效應,地震作用使接近臨界穩(wěn)定狀態(tài)的斜坡瞬間失穩(wěn)發(fā)生滑動;二是累積效應,地震作用使斜坡巖土結(jié)構(gòu)松動,坡肩易出現(xiàn)裂縫,為降水入滲創(chuàng)造條件,促使斜坡失穩(wěn)破壞。
研究區(qū)地震動峰值加速度0.2g,基本烈度為Ⅷ度,研究區(qū)是地震多發(fā)區(qū),地震活動對研究區(qū)內(nèi)的滑坡災害有一定的影響。
3.6 人類工程活動
研究區(qū)內(nèi)人類工程活動較強烈,主要表現(xiàn)為煤田勘探在坡體上修筑道路、坡腳開挖修建礦區(qū)道路和過度放牧,再加上強降雨、融雪對坡體進一步入滲、沖蝕,使得地表水入滲補給滑坡體,增加了土體的容重,破壞了土體的抗剪強度,誘發(fā)滑坡發(fā)生。
另外,由于當?shù)卮迕褚酝鶎Φ刭|(zhì)災害及其危害認識不足,在易發(fā)生滑坡、泥石流和崩塌災害的山坡下方的平坦區(qū)建有居民點和修建礦山工業(yè)廣場及其他生產(chǎn)設施,存在大量人員活動,災害一旦發(fā)生,加重了災害的危害程度。過度放牧也使得草場載畜量過大,牲畜對坡體土踐踏嚴重。
研究區(qū)滑坡的發(fā)生是其原生地質(zhì)條件及外部多種因素綜合作用的結(jié)果,山區(qū)的含礫粉土是滑坡存在的物質(zhì)條件,研究區(qū)的地形地貌條件為滑坡的發(fā)育創(chuàng)造了力學條件,結(jié)合降水、植被發(fā)育特點、地震以及人類工程活動的綜合作用,最終形成了滑坡地質(zhì)災害發(fā)育的結(jié)果。
[1]馬長玲,李科.陜西高速公路某滑坡形成原因及其治理方法探討[J].中國煤炭地質(zhì),2012,24(7):52-55.
[2]安海堂,劉平.新疆伊犁地區(qū)黃土滑坡成因及影響因素分析[J].地質(zhì)災害與環(huán)境保護,2012,21(3):22-25.
[3]穆鵬.甘肅舟曲江頂崖滑坡成因及穩(wěn)定性分析[R].
[4]新疆地質(zhì)工程勘察院.新疆呼圖壁縣石梯子鄉(xiāng)白楊河村滑坡災害專項勘查報告[R].2011.
[5]張倬元,等.工程地質(zhì)分析原理[M].北京:地質(zhì)出版社,2009.
P642.22
A
1004-5716(2015)03-0023-02
2014-03-27
2014-03-30
曲廣周(1982-),男(漢族),河南唐河人,工程師,現(xiàn)從事巖土工程方面的研究工作。