楊堉果，陳清泉

(四川省交通運(yùn)輸廳交通勘察設(shè)計(jì)研究院，四川　成都　610014)

?

某褶皺構(gòu)造區(qū)滑坡形成機(jī)制分析

楊堉果，陳清泉

(四川省交通運(yùn)輸廳交通勘察設(shè)計(jì)研究院，四川成都610014)

查明滑坡形成的地質(zhì)環(huán)境條件，分析滑坡的誘發(fā)因素和變形機(jī)制，對(duì)于滑坡穩(wěn)定性計(jì)算及治理方案選擇均具有重要意義。文章基于某褶皺構(gòu)造區(qū)滑坡形成的背景構(gòu)造及現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)調(diào)查與勘測(cè)，分析了該滑坡體的基本特征和形成機(jī)制，并結(jié)合其他類似工程，分析了風(fēng)化作用對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響。

滑坡；變形機(jī)制；褶皺構(gòu)造；風(fēng)化作用

0　引言

某滑坡位于褶皺構(gòu)造區(qū)內(nèi)兩背斜的斜鞍相接部位，發(fā)育于一庫(kù)區(qū)河流(州河)右岸，該滑坡嚴(yán)重影響了庫(kù)區(qū)航道的建設(shè)及運(yùn)營(yíng)，在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及勘察過程中，發(fā)現(xiàn)此滑坡位于丘陵區(qū)一系列褶皺束之中，形成機(jī)制、變形破壞模式有其特點(diǎn)。本文基于滑坡形成的背景構(gòu)造及現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)調(diào)查與勘測(cè)，分析了該滑坡形成機(jī)制特點(diǎn)，并結(jié)合其他類似工程，分析了風(fēng)化作用對(duì)邊坡穩(wěn)定性的影響。

1　滑坡體基本特征

1.1區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造

大地構(gòu)造隸屬于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)川東陷褶束范圍，以褶皺為主，褶皺核部常伴有逆沖斷層的壓性構(gòu)造形跡，主要為北北東-北東向。區(qū)內(nèi)華鎣山背斜北段東翼與鐵山背斜斜鞍相接，滑坡區(qū)正位于此斜鞍相接部位，相接部位及其附近發(fā)育了一系列扭性斷層。由于構(gòu)造作用，滑坡區(qū)巖層產(chǎn)狀上陡下緩，滑坡后緣巖層產(chǎn)狀為178°∠26°，滑坡前緣巖層產(chǎn)狀為167°∠17°，層面平直、光滑、閉合。

1.2滑坡體空間形態(tài)及物質(zhì)組成

該滑坡位于州河凹岸，整體平面形態(tài)為上小下大的不規(guī)則扇狀，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)及鉆探揭露，滑坡體規(guī)模約130 萬(wàn) m3，屬大型滑坡(見圖1)。

圖1　滑坡平面簡(jiǎn)圖

滑坡為基巖滑坡，滑體為碎裂巖體，主要為全風(fēng)化～強(qiáng)風(fēng)化泥灰?guī)r，滑帶土主要為軟塑、可塑狀含角礫粉質(zhì)黏土，滑床為三疊系中統(tǒng)雷口坡組(T2l)中風(fēng)化泥灰?guī)r，鉆孔揭露巖體中多見構(gòu)造擦痕。滑坡體滑面為中風(fēng)化基巖頂界面，前緣滑面傾角1°～5°，中部滑面傾角12°～14°，后緣受羽狀裂縫控制，滑面傾角較大，整體滑面呈折線形。

1.3滑坡體變形

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查時(shí)，后緣拉裂縫寬度約0.5 m，部分被填塞；中部裂縫處形成一高約12 m的陡坎，最大寬度約6.1 m；在ZK4和ZK7之間有一組剪切裂縫，與主裂縫相連，寬度約0.2～0.5 m?；麦w部分解體比較充分，已經(jīng)形成結(jié)構(gòu)混亂、孔隙很大的塊碎石，部分尚未解體，為整體滑動(dòng)，導(dǎo)致其上的房屋還是直立的，僅墻上見有拉裂縫，這一現(xiàn)象說(shuō)明滑坡部分段落是沿著層面產(chǎn)生的平面滑動(dòng)。

根據(jù)滑坡體上的裂縫調(diào)查，中前部裂縫寬度遠(yuǎn)大于后緣裂縫的寬度，說(shuō)明滑坡體的滑動(dòng)并不同步，而是中前部首先滑動(dòng)，而后引起中后部跟著滑動(dòng)，說(shuō)明該滑坡為大型的牽引式滑坡，見圖2。

圖2　滑坡滑面、裂縫等示意圖

2　滑坡形成機(jī)制分析

2.1內(nèi)因

滑坡區(qū)位于華鎣山背斜北段東翼與鐵山背斜斜鞍相接區(qū)域，且距華鎣山斷裂僅5 km，構(gòu)造作用強(qiáng)烈，巖層間擠壓錯(cuò)動(dòng)也就強(qiáng)烈，鉆孔中揭露有較多的破碎巖體和構(gòu)造擦痕可以佐證。同時(shí)，由于滑坡區(qū)地層為三疊系中統(tǒng)雷口坡組(T2l)泥灰?guī)r，局部夾泥巖，泥巖相對(duì)于泥灰?guī)r巖質(zhì)更軟弱，在巖層間擠壓過程中首先被擠壓錯(cuò)動(dòng)，形成了巖體中的原生軟弱夾層，它和構(gòu)造作用形成的破碎巖體一起組成抗風(fēng)化能力極差的薄弱帶，這個(gè)薄弱帶部分沿泥巖層面發(fā)展，部分穿過破碎巖體，形成切層發(fā)展。在風(fēng)化作用下，巖體的風(fēng)化裂隙越來(lái)越多，泥化程度越來(lái)越高，逐漸發(fā)展成為貫穿的軟弱面。

據(jù)調(diào)查，滑坡后緣巖層產(chǎn)狀為178°∠26°，滑坡前緣巖層產(chǎn)狀為167°∠17°，而鉆探揭露的滑動(dòng)面成折線形，也說(shuō)明了滑動(dòng)面是切層發(fā)展而來(lái)。根據(jù)鉆探揭示，滑動(dòng)面之上的碎裂巖體一般全～強(qiáng)風(fēng)化，而滑動(dòng)面下的巖體是中風(fēng)化，強(qiáng)風(fēng)化層很薄，這可以看出風(fēng)化作用在滑坡的形成過程中起了非常重要的作用。

2.2外因

(1)滑坡前緣州河的自然侵蝕切割作用，使得該側(cè)邊坡具有良好的臨空條件，為滑坡的形成提供了空間生成條件。(2)滑坡發(fā)生前，某石油地質(zhì)隊(duì)在滑坡體上用淺震法進(jìn)行勘探，致使坡內(nèi)結(jié)構(gòu)面逐漸貫通，抗剪強(qiáng)度指標(biāo)降低，這是滑坡形成的催化劑。(3)滑坡區(qū)連續(xù)出現(xiàn)強(qiáng)降雨天氣過程，雨水沿風(fēng)化裂隙和構(gòu)造裂隙大量滲入，使得滑動(dòng)面上的揚(yáng)壓力劇增，最終上覆強(qiáng)風(fēng)化巖體沿原生軟弱夾層和風(fēng)化形成軟弱面突然下滑，形成滑坡。

3　滑坡評(píng)價(jià)

根據(jù)上述分析，該滑坡為大型基巖牽引式滑坡，在滑坡的形成過程中，風(fēng)化因素起到了非常重要的作用，也正是因?yàn)轱L(fēng)化導(dǎo)致了該滑坡的滑動(dòng)面沿基巖層面切層發(fā)展。調(diào)查表明，巖層中是有原生軟弱夾層的，傾角17°～26°，而滑動(dòng)面傾角是12°～14°，說(shuō)明滑動(dòng)面不完全是沿軟弱結(jié)構(gòu)面發(fā)展，還有切層發(fā)展，最終形成了折線形滑動(dòng)。

通常認(rèn)為沒有沿結(jié)構(gòu)面發(fā)展的切層段抗剪強(qiáng)度是很高的，一般情況確實(shí)如此，但在構(gòu)造作用比較強(qiáng)烈的地帶，常有一些被擠壓破碎的巖體，它和軟弱夾層一起形成了抗風(fēng)化能力差的薄弱帶，隨著風(fēng)化的長(zhǎng)期作用，風(fēng)化裂隙不斷發(fā)展，最終導(dǎo)致軟弱夾層和薄弱帶貫通引起失穩(wěn)[1]。

4　對(duì)類似工程實(shí)例的思考

按照一般理解，基巖中滑動(dòng)面的形成一般來(lái)說(shuō)都是沿結(jié)構(gòu)面或結(jié)構(gòu)面組合，但在多個(gè)工程中發(fā)現(xiàn)實(shí)際情況并非如此簡(jiǎn)單。

在G76高速公路新建工程和G213國(guó)道的改建工程中，個(gè)別基巖邊坡巖性為粉砂質(zhì)泥巖，勘察時(shí)未發(fā)現(xiàn)有對(duì)邊坡穩(wěn)定不利的順層面及結(jié)構(gòu)面組合，因此未進(jìn)行有針對(duì)性的處置，但施工開挖后就發(fā)生人工滑坡。后來(lái)的補(bǔ)充調(diào)查發(fā)現(xiàn)，雖無(wú)明顯不利的層面和構(gòu)造裂隙，但是發(fā)育一些隱蔽的風(fēng)化裂隙，其中一些還較為發(fā)育，其產(chǎn)狀對(duì)邊坡的穩(wěn)定不利，邊坡上的強(qiáng)風(fēng)化層就是沿著風(fēng)化裂隙面滑動(dòng)的。

在G93高速公路新建工程中還發(fā)現(xiàn)了另一類邊坡失穩(wěn)現(xiàn)象，邊坡總高度≤8 m，巖性為粉砂質(zhì)泥巖，邊坡后是反向斜坡，排水條件很好，沒有對(duì)邊坡不利的結(jié)構(gòu)面組合，故未對(duì)該段作針對(duì)性處置，但在建成通車一年后，突然產(chǎn)生邊坡垮塌。對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)充調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，由于粉砂質(zhì)泥巖抗風(fēng)化能力差，開挖后的邊坡形成一單薄小山脊，風(fēng)化作用加劇，風(fēng)化裂隙增多，產(chǎn)生了一些不利于邊坡穩(wěn)定的風(fēng)化裂隙，最終形成導(dǎo)致了邊坡失穩(wěn)。

因此，常存在的問題就是在勘察設(shè)計(jì)過程中未考慮風(fēng)化裂隙對(duì)邊坡穩(wěn)定的影響，也沒有預(yù)見邊坡施工開挖后風(fēng)化作用加劇會(huì)最終導(dǎo)致失穩(wěn)的問題。

5　結(jié)語(yǔ)

(1)本文所述滑坡位于褶皺構(gòu)造區(qū)內(nèi)，構(gòu)造作用及巖層間擠壓錯(cuò)動(dòng)強(qiáng)烈，巖體中的原生軟弱夾層和構(gòu)造作用形成的破碎巖體一起組成抗風(fēng)化能力極差的薄弱帶，最終在風(fēng)化作用下發(fā)展為貫穿的軟弱夾層甚至泥化夾層，形成了切層滑動(dòng)面。

(2)通常認(rèn)為沒有沿結(jié)構(gòu)面發(fā)展的切層段抗剪強(qiáng)度是很高的，但在構(gòu)造作用比較強(qiáng)烈的地帶，常有一些被擠壓破碎的巖體，會(huì)和原生軟弱夾層貫通形成抗風(fēng)化能力差的薄弱帶，并最終貫穿形成一個(gè)連續(xù)的潛在危險(xiǎn)面。

(3)勘察中不能只考慮原生和構(gòu)造結(jié)構(gòu)面而忽視風(fēng)化作用的影響，特別是在軟質(zhì)巖地區(qū)，一些較發(fā)育的風(fēng)化裂隙會(huì)對(duì)巖體邊坡穩(wěn)定極為不利，評(píng)價(jià)邊坡穩(wěn)定性時(shí)在計(jì)算模型的建立及參數(shù)選擇上要有所考慮[2]。

(4)根據(jù)已有的工程教訓(xùn)，可以看出風(fēng)化作用是一個(gè)自然發(fā)展的過程，評(píng)價(jià)邊坡穩(wěn)定性時(shí)應(yīng)對(duì)風(fēng)化作用有一定的預(yù)見性。

[1]楊朝竹.路基高陡邊坡加固的數(shù)值分析[D].成都：西南交通大學(xué)，2002.

[2]張小飛.巖體抗剪強(qiáng)度參數(shù)的工程處理方法及其應(yīng)用[J].中國(guó)科技信息，2009(10)：21.

Analysis on Landslide Formation Mechanism of A Fold Structure Area

YANG Yu-guo，CHEN Qing-quan

(Sichuan Communication Surveying and Design Institute，Chengdu，Sichuan，610014)

Identifying the geological environment conditions of landslide formation and analyzing the landslide predisposing factors and deformation mechanism are of great significance for landslide sta-bility calculation and treatment program selection.Based on background structure of landslide formation in a fold structure area as well as on-site geological survey and investigation，this article analyzed the basic characteristics and formation mechanism of this landslide object，and in combination with other similar projects，it analyzed the weathering effects on slope stability.

Landslide；Deformation mechanism；Fold structure；Weathering role

U416.1+63

A

10.13282/j.cnki.wccst.2016.03.005

1673-4874(2016)03-0019-03

2016-03-08

楊堉果(1983—)，工程師，研究方向：水運(yùn)工程勘察及公路工程勘察設(shè)計(jì)；

陳清泉(1972—)，高級(jí)工程師，研究方向：公路、水運(yùn)工程勘察設(shè)計(jì)。