楊艷 李付嬌

摘要：斜坡變形破壞在地質(zhì)工程設(shè)計(jì)、地質(zhì)災(zāi)害防治工程設(shè)計(jì)以及環(huán)境地質(zhì)效應(yīng)評(píng)價(jià)中是最普遍存在的一種破壞性地質(zhì)作用。延安地區(qū)獨(dú)特的地質(zhì)歷史過程和現(xiàn)狀控制影響因素，使得不穩(wěn)定斜坡變形體具有非常獨(dú)特的特點(diǎn)，研究之變形趨勢(shì)、預(yù)測(cè)之最終結(jié)果、防治之不利過程和災(zāi)難，是人類生存環(huán)境的發(fā)展過程研究和工程建設(shè)場(chǎng)地趨利避害的首要前提，也是必要的。本文在對(duì)延安地區(qū)不穩(wěn)定斜坡進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計(jì)后，總結(jié)歸納了不穩(wěn)定斜坡的三種變形破壞模式。

關(guān)鍵字：延安市；不穩(wěn)定斜坡；變形破壞模式；機(jī)理分析

延安地處黃土丘陵溝壑，延河、洛河及其各級(jí)支流縱橫交錯(cuò)，支毛溝密布，宏觀地形極為破碎。每一條溝谷的形成和存在，都必然伴隨著斜坡的出現(xiàn)，由此決定了斜坡在區(qū)內(nèi)廣泛分布的特點(diǎn)。區(qū)內(nèi)斜坡多為黃土斜坡，其余為基巖斜坡。黃土質(zhì)地疏松，工程地質(zhì)性質(zhì)軟弱，垂直節(jié)理發(fā)育；基巖中垂直或近于垂直的節(jié)理裂隙十分發(fā)育，并與層面相交，從而導(dǎo)致基巖整體性很差。在這樣的巖性構(gòu)成條件下，不穩(wěn)定斜坡大量存在，特別是在黃土溝谷源頭、溝谷上游、基巖高陡斜坡、滑坡后緣滑壁、溝谷侵蝕岸等地帶廣泛分布，對(duì)人類的生命和財(cái)產(chǎn)安全造成威脅。因此，研究不穩(wěn)定斜坡的變形破壞模式，有效的對(duì)其進(jìn)行防治很有必要。

影響斜坡穩(wěn)定性的因素十分復(fù)雜，其中最主要的有斜坡巖土類型及性質(zhì)、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、水文地質(zhì)條件等。除此以外，還有巖石風(fēng)化，地表水和大氣水的作用、地震及人類工程活動(dòng)等。這些因素綜合起來可分為兩大方面，即內(nèi)在因素和外在因素。內(nèi)在因素包括：斜坡巖土的類型和性質(zhì)，巖土體結(jié)構(gòu)等；外在因素包括：水文地質(zhì)條件及地表水和大氣的作用，巖石風(fēng)化，地震以及人為因素等。對(duì)斜坡穩(wěn)定性有影響的最根本因素為內(nèi)在因素，它們決定斜坡變形破壞的形式和規(guī)模，對(duì)斜坡的穩(wěn)定性起著控制作用。外在因素則只有通過內(nèi)在因素才能對(duì)斜坡穩(wěn)定性的變化起到促進(jìn)作用，促使斜坡變形破壞的發(fā)生和發(fā)展。但是外在因素變化頻繁，其作用有時(shí)很強(qiáng)烈，會(huì)成為斜坡破壞的直接原因。斜坡變形破壞實(shí)質(zhì)就是斜坡內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化。

斜坡應(yīng)力狀態(tài)的變化，使原有的平衡被打破，局部應(yīng)力集中超過了該部位巖體的容許強(qiáng)度，引起局部剪切錯(cuò)動(dòng)，拉裂并出現(xiàn)小位移，但還沒有造成整體性的破壞，這就是斜坡的變形。當(dāng)斜坡變形進(jìn)一步發(fā)展，破裂面不斷擴(kuò)大并互相貫通，使斜坡巖土體的一部分分離開來，發(fā)生較大位移，這就是斜坡的破壞。斜坡變形和破壞是斜坡失穩(wěn)的兩個(gè)階段，它們是互相聯(lián)系又是有區(qū)別的。前者以坡體中未出現(xiàn)貫通性的破裂斷面為特點(diǎn)；而后者在坡體中已出現(xiàn)貫通性的破裂面，且使斜坡的一部分巖土體以一定的加速度發(fā)生位移。

斜坡的變形破壞模式有三種：滑移（蠕滑）-拉裂模式、滑移-壓致拉裂模式、彎曲-拉裂模式。

1.滑移（蠕滑）-拉裂模式

滑移-拉裂模式是區(qū)內(nèi)斜坡變形破壞最普遍的模式。天然狀態(tài)下斜坡的內(nèi)部應(yīng)力已達(dá)基本平衡狀態(tài)，坡腳是多種應(yīng)力集中和整個(gè)斜坡最為敏感的部位，坡腳受到破壞，對(duì)整個(gè)斜坡的穩(wěn)定性影響最大。在坡腳遭受破壞時(shí)，坡體在自重作用下向臨空方向蠕動(dòng)，隨著斜坡土體強(qiáng)度的降低，最終因抗壓強(qiáng)度小于剪切應(yīng)力而發(fā)生變形，其后緣處于拉應(yīng)力狀態(tài)。當(dāng)拉應(yīng)力超過后緣坡體的抗拉強(qiáng)度時(shí)，便產(chǎn)生拉裂，坡面表現(xiàn)為拉張裂縫，為地表水的進(jìn)一步滲入提供了條件，導(dǎo)致蠕動(dòng)變形加劇，拉裂向下逐漸加深，一旦遇到強(qiáng)有力的誘發(fā)因素，則可能破壞成災(zāi)。溝谷內(nèi)流水沖刷側(cè)蝕、人類斬坡、筑窯等工程經(jīng)濟(jì)活動(dòng)都會(huì)對(duì)坡腳產(chǎn)生破壞，引起斜坡產(chǎn)生滑移-拉裂變形，輕則引起崩塌，重則產(chǎn)生滑坡

2.滑移-壓致拉裂模式

滑移-壓致拉裂模式也是區(qū)內(nèi)斜坡變形破壞較為普遍的模式之一，這種變形模式不同于滑移-拉裂模式的自上而下，它是由斜坡內(nèi)部軟弱結(jié)構(gòu)面處自下而上發(fā)展的?？纱笾聞澐譃橐韵氯齻€(gè)階段：（1）卸荷回彈階段；（2）壓致拉裂面自下而上擴(kuò)展階段；（3）滑移面貫通階段：變形進(jìn)入累進(jìn)性破壞階段。變形體開始明顯轉(zhuǎn)動(dòng)，陡傾的階狀裂面成為剪應(yīng)力集中帶，陡緩轉(zhuǎn)角處的嵌合體逐個(gè)被剪斷、壓碎，并伴有擴(kuò)容，使坡面微微隆起。待陡傾裂面與平緩滑移面構(gòu)成一貫通性滑移面.則將導(dǎo)致破壞。出現(xiàn)的情形主要有以下幾個(gè)方面：一是降雨在地表匯集，沿落水洞、寬大節(jié)理裂隙貫入，在基巖或古土壤層上形成局部地下水，降低了弱透水層之上黃土的強(qiáng)度，在重力作用下，坡體沿下部層面向坡前臨空方向產(chǎn)生緩慢的蠕變形滑移，沿平緩層面形成滑移面，沿上部黃土垂直裂隙形成拉裂面，形成黃土滑坡或崩塌；二是水庫附近的黃土斜坡，水庫長(zhǎng)期滲漏，導(dǎo)致基巖面之上黃土含水量增高甚至飽和，形成滑移-壓致拉裂變形破壞模式，一般形成黃土滑坡；三是砂、泥巖斜坡，尤其是砂、泥巖邊坡，人工開挖后，首先表現(xiàn)為差異性卸荷回彈，沿砂、泥巖層面形成滑移面，隨著變形的發(fā)展，壓致拉裂面自下而上不斷擴(kuò)展，滑移面貫通，一般形成基巖崩塌。

3.彎曲-拉裂模式

黃土特性之一就是垂直節(jié)理發(fā)育，特別是在高陡斜坡的邊緣，臨空面大，局部土體極易沿垂直節(jié)理呈柱狀或墻狀與斜坡分離，在風(fēng)化作用下，發(fā)生彎曲-拉裂變形，節(jié)理面日益加深擴(kuò)大，分離的土體與斜坡的聯(lián)系越來越弱，當(dāng)重心偏離到一定程度時(shí)，最終導(dǎo)致斜坡破壞，形成傾倒式崩塌。當(dāng)分離土體與斜坡的聯(lián)結(jié)不足以支撐其重量時(shí)，沿垂向錯(cuò)斷崩落就形成錯(cuò)斷式崩塌；沿斜面滑下就形成滑移式崩塌，當(dāng)然，其變形破壞模式也發(fā)生了轉(zhuǎn)化或復(fù)合。

對(duì)基巖不穩(wěn)定斜坡來講，調(diào)查區(qū)基巖主要為砂巖及砂泥巖互層，砂巖與泥巖在強(qiáng)度上有較大差異，砂巖抗風(fēng)化能力強(qiáng)，泥巖抗風(fēng)化能力弱，由于差異性風(fēng)化作用，砂巖之下的泥巖常常被先行侵蝕剝落，致使砂巖懸空，懸空后的砂巖在重力作用下多產(chǎn)生彎曲-拉裂變形，從而形成崩塌。

綜上所述，斜坡不但具有不同的變形形式，而且具有不同的變形性質(zhì)。從變形的連續(xù)性來看，滑移-拉裂和彎曲-拉裂變形屬于不連續(xù)變形，而滑移-壓致拉裂通常屬于連續(xù)變形。由于斜坡是由具有特定結(jié)構(gòu)形式的不連續(xù)介質(zhì)組成的，所以坡體的變形總是不均勻的，總體上表現(xiàn)為連續(xù)變形，實(shí)際上也包含不連續(xù)變形因素；因此在斜坡變形研究中，應(yīng)綜合各種不同的變形形式來分析，而不應(yīng)孤立地將其割裂開來。

參考文獻(xiàn)：

1. 何習(xí)平；華錫生；何秀鳳；馮小磊；；邊坡變形預(yù)測(cè)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]；江西科學(xué)；2007年04期

2. 呂擎峰；土坡穩(wěn)定分析方法研究[D]；河海大學(xué)；2005年

3. 李彥興；黃土挖方高邊坡穩(wěn)定性變化機(jī)理的分析研究[D]；西安理工大學(xué)；2004年

4. 李亞蘭；黃土邊坡坡面穩(wěn)定性及防治措施研究[D]；長(zhǎng)安大學(xué)；2005年

5. 雷祥義等.黃土高原地質(zhì)災(zāi)害與人類活動(dòng).北京：地質(zhì)出版社，2001

作者簡(jiǎn)介：

1、楊艷（1987-），女，漢族，陜西韓城人，碩士，信息產(chǎn)業(yè)部電子綜合勘察研究院，助理工程師

2、李付嬌（1989-），女，漢族，重慶市渝北區(qū)人，本科，信息產(chǎn)業(yè)部電子綜合勘察研究院，助理工程師