李卓駿， 鄧茂林， 周 劍， 張富靈， 林 琰

(1.三峽大學(xué) 三峽庫(kù)區(qū)地質(zhì)災(zāi)害教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 湖北 宜昌 443002； 2.三峽大學(xué) 防災(zāi)減災(zāi)湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 湖北 宜昌 443002； 3.三峽大學(xué) 湖北長(zhǎng)江三峽滑坡國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站 湖北 宜昌 443002)

靠椅狀滑坡一般指滑面為靠椅狀的順層巖質(zhì)滑坡，滑面形態(tài)主要受地質(zhì)構(gòu)造影響，比如意大利瓦伊昂滑坡、三峽庫(kù)區(qū)千將坪滑坡等[1-3]。近年來(lái)，作者通過(guò)對(duì)三峽秭歸白家包滑坡和八字門(mén)滑坡的調(diào)查研究中發(fā)現(xiàn)，無(wú)論從滑坡產(chǎn)生的地質(zhì)條件和觸發(fā)因素，還是滑后地貌形態(tài)和成因機(jī)制來(lái)看，兩者都極為相似。

白家包和八字門(mén)滑坡等這類土質(zhì)滑坡的變形特征明顯受滑面形態(tài)控制，滑面為前緩后陡狀，形似靠椅，提出靠椅狀土質(zhì)滑坡。國(guó)內(nèi)有眾多學(xué)者針對(duì)水庫(kù)滑坡的發(fā)育機(jī)理、演化過(guò)程進(jìn)行了研究，陳劍等[4]提出滑坡前緣高程分布特征表明三峽地區(qū)地史期的滑坡發(fā)育具有明顯的多期性和時(shí)段性；王孔偉等[5]提出香溪河流域受秭歸向斜沉降幅度及東西向構(gòu)造與南北向構(gòu)造復(fù)合影響，形成八字門(mén)—向家店滑坡聚集區(qū)等。

本文擬在前人研究的成果上，通過(guò)與三峽庫(kù)區(qū)典型滑坡的比較得到靠椅狀土質(zhì)滑坡的特點(diǎn)，分析此類滑坡發(fā)育的主控條件，并進(jìn)一步研究此類滑坡時(shí)空演化過(guò)程，以期為這類滑坡的監(jiān)測(cè)預(yù)警提供理論基礎(chǔ)支撐。

1 靠椅狀土質(zhì)滑坡典型實(shí)例

1.1 白家包滑坡

白家包滑坡位于湖北省秭歸縣歸州鎮(zhèn)香溪村，地理位置處于香溪河(長(zhǎng)江一級(jí)支流)右岸，據(jù)香溪河入江口約2.5 km，地理坐標(biāo)為東經(jīng)110°45′59″，北緯30°59′19″。滑坡縱向(滑動(dòng)方向)長(zhǎng)約600 m，滑體面積約2.50×105m2?；律顚踊w前緣厚20～30 m，中部厚47 m，后緣厚10～40 m，體積約840×104m3，滑坡主滑方向約NW75°[6]?；缕旅嫫露?0°～15°，滑體前緣臨江段坡度20°，中部平緩，坡度10°～12°，后部較陡。

白家包滑坡為一山前斜坡，并且有明顯的古(老)滑坡特點(diǎn)：后緣為圈椅狀地形、有多級(jí)錯(cuò)落平臺(tái)、兩側(cè)雙溝同源、邊界兩側(cè)有順坡向擦痕等。白家包滑坡的多級(jí)錯(cuò)落平臺(tái)為滑坡階地(見(jiàn)圖1)，其主要為谷坡上不穩(wěn)定的巖石在重力作用及地表水與地下水的作用下發(fā)生大塊的滑動(dòng)并凸出在谷坡上，形似河流階地，但階地的物質(zhì)全為谷坡上部物質(zhì)。

白家包滑坡與八字門(mén)滑坡處于同一流域，兩者所處地層也基本相同。白家包滑坡物質(zhì)為黏土和碎石，堆積物與下伏基巖接觸帶即為滑坡滑帶，滑床為下伏基巖，成分為長(zhǎng)石石英砂巖，及泥巖，產(chǎn)狀285°∠30°，為逆向巖層。

圖1 白家包滑坡155 m水位時(shí)中部情況

1.2 八字門(mén)滑坡

八字門(mén)滑坡位于湖北省秭歸縣歸州鎮(zhèn)香溪村，地理位置處于香溪河右岸，據(jù)香溪河入江口約0.8 km，地理坐標(biāo)為東經(jīng)110°45′52″，北緯30°58′03″?；w平面形態(tài)呈“簸箕”狀，其縱向(滑動(dòng)方向)長(zhǎng)約550 m，滑坡橫向上部較窄，寬約80～120 m，下部較寬，約350～500 m滑體面積約1.35×105m2[7]?；缕麦w平均厚度約30 m，總體積約7.10×106m3，滑坡主滑方向約NW126°[8]?；碌钠露葹?°～30°，斜坡后部山體較陡，斜坡坡度達(dá)40°～60°(見(jiàn)圖2)。

圖2 八字門(mén)滑坡全貌

八字門(mén)滑坡地層巖性由新到老分別為上覆新生界第四系(Q)松散堆積層，中生界侏羅系(J1)層狀碎屑巖及三疊系中統(tǒng)(T2)層狀碎屑巖。第四系(Q)松散堆積層主要為崩坡積堆積層，其巖性為粉質(zhì)粘土夾碎石塊，結(jié)構(gòu)較松散，透水性較差，局部透水性較好，為滑坡的主要物質(zhì)組成。侏羅系(J1)層狀碎屑巖主要為下統(tǒng)香溪組地層，其巖性為含礫石英砂巖與中粗粒石英砂巖、中厚層的灰綠色粉砂巖、灰色泥質(zhì)粉砂巖、泥巖夾煤層；三疊系中統(tǒng)(T2)層狀碎屑巖是與侏羅系(J1)過(guò)渡段，為石英砂巖和粉砂巖，二者為靠椅狀土質(zhì)滑坡的下部基巖，巖層產(chǎn)狀為292°∠29°。

2 靠椅狀土質(zhì)滑坡形成條件

2.1 三峽庫(kù)區(qū)典型滑坡比較

通過(guò)三峽庫(kù)區(qū)典型滑坡特點(diǎn)的比較，得到靠椅狀土質(zhì)滑坡的特點(diǎn)，并進(jìn)一步分析此類滑坡的發(fā)育條件。由于不同時(shí)代地層沉積方式不同，使得地層的性質(zhì)有較大差異，并且不同的地質(zhì)構(gòu)造條件對(duì)滑坡的發(fā)育有較大影響[9]。為了更細(xì)致的分析靠椅狀土質(zhì)滑坡的發(fā)育條件，選取秭歸盆地邊緣地帶的滑坡進(jìn)行比較，各個(gè)滑坡及其具體位置見(jiàn)圖3。

首先對(duì)典型靠椅狀滑坡——千將坪、白家包、八字門(mén)滑坡從滑坡所處地質(zhì)構(gòu)造的特點(diǎn)進(jìn)行比較，以分析靠椅狀土質(zhì)滑坡的靠椅狀滑面形成條件等，見(jiàn)表1。其次對(duì)靠椅狀土質(zhì)滑坡同一流域的鹽關(guān)、耿家坪滑坡的坡體物質(zhì)組成及其成因進(jìn)行比較，得到滑坡坡體物質(zhì)處于同一地層不同位置時(shí)的差異，以分析靠椅狀土質(zhì)滑坡所處的地層的位置對(duì)滑坡發(fā)育的影響(見(jiàn)表2)。

通過(guò)表1的比較可知：千將坪滑坡靠椅狀滑面的形成主要受滑坡所處的地質(zhì)構(gòu)造、地層性質(zhì)影響，使得滑坡以層間錯(cuò)動(dòng)泥化帶為滑帶發(fā)生失穩(wěn)破壞，這與靠椅狀土質(zhì)滑坡在滑面的成因上有明顯不同。

注：虛線部分為三疊系地層與侏羅系地層的分界。圖3 典型滑坡位置GoogleEarth衛(wèi)星圖表1 三峽庫(kù)區(qū)典型靠椅狀滑坡比較

滑坡名稱特 點(diǎn)千將坪滑坡處于謝家包背斜的靠近核部附近的南翼,受樞紐傾伏影響較大,為一褶皺轉(zhuǎn)折端附近形成的局部順向坡[8]白家包滑坡滑帶上陡下緩,并且平緩段占有滑坡縱向長(zhǎng)度較大比例八字門(mén)滑坡

表2 香溪河右岸典型滑坡比較

由于滑坡物質(zhì)的組成間接反映了滑坡是如何發(fā)育的，所以通過(guò)圖3，表2的比較可知：①鹽關(guān)滑坡完全處于侏羅系地層，滑坡物質(zhì)主要是地表巖石風(fēng)化后殘留在原地的堆積物，所以鹽關(guān)滑坡的發(fā)育主要受巖土類型為抗剪強(qiáng)度和抗風(fēng)化能力較低的巖層影響。②耿家坪滑坡雖然與靠椅狀土質(zhì)滑坡都位于侏羅系和三疊系地層的邊界部位，但是由于耿家坪滑坡所處的地層連續(xù)性較差(見(jiàn)圖3)等原因，也使得耿家坪滑坡的坡體物質(zhì)與靠椅狀土質(zhì)滑坡不同。

2.2 靠椅狀土質(zhì)滑坡的形成條件

通過(guò)靠椅狀土質(zhì)滑坡實(shí)例的描述可知此類滑坡為古(老)滑坡，并且為多期次堆積。結(jié)合三峽庫(kù)區(qū)典型滑坡之間的比較可以得出靠椅狀土質(zhì)滑坡形成的條件有：

(1) 巖性條件。斜坡主體一般為抗風(fēng)化能力較弱的巖石。比如白家包、八字門(mén)滑坡，所處地層主要為侏羅系下統(tǒng)香溪組和三疊系上統(tǒng)沙鎮(zhèn)溪組的砂巖、泥巖等抗風(fēng)化能力弱的巖石。

(2) 滑面形狀?；碌幕鏋樯隙赶戮?，并且平緩段應(yīng)占有滑坡縱向長(zhǎng)度較大比例。比如白家包、八字門(mén)滑坡的平緩段滑面占有滑坡縱向長(zhǎng)度的1/3以上。

(3) 地層狀態(tài)?；滤幍牡貙討?yīng)當(dāng)是連續(xù)性比較好的地層，地層一般為反傾。上述幾點(diǎn)是靠椅狀土質(zhì)滑坡形成的必要條件，缺一不可。由于每個(gè)滑坡體都具有很強(qiáng)的個(gè)性特征，比如白家包滑坡的中前部左側(cè)就有部分的“基巖”出露(見(jiàn)圖4)，巖層產(chǎn)狀245°∠34°(由于沒(méi)有此處位置的詳細(xì)鉆孔資料，所以這里的基巖是屬于“假基巖”還是原有基巖風(fēng)化不完全還沒(méi)有定論)。所以此類滑坡受橫向坡體物質(zhì)均勻性的影響，滑坡向臨空方向的變形量、變形方式會(huì)有差異。

圖4 白家包滑坡中前部“基巖”出露

3 靠椅狀土質(zhì)滑坡的時(shí)空演化

根據(jù)分析可知靠椅狀土質(zhì)滑坡平緩段占滑坡縱向長(zhǎng)度的比例很大，認(rèn)為香溪河流域滑坡的這種現(xiàn)象主要是受河谷地貌的影響。首先，分析香溪河流域河谷時(shí)空演化過(guò)程，其次，分析靠椅狀土質(zhì)滑坡時(shí)空演化過(guò)程。河谷和滑坡的時(shí)空演化過(guò)程見(jiàn)圖5—6。

3.1 香溪河流域河谷時(shí)空演化

香溪河流域河谷的演化過(guò)程主要分為以下3個(gè)階段：

(1) 階段①：是香溪河形成的初期，下伏基巖為侏羅系地層，并且河谷形態(tài)基本上是左右對(duì)稱的。

(2) 階段②：由于香溪河由北向南流動(dòng)(受地球偏轉(zhuǎn)力影響)，水流有向西岸(右岸)偏轉(zhuǎn)的趨勢(shì)[12]，又由于香溪河此時(shí)完全處于侏羅系地層，所以河流就有沖刷西岸使之變陡的趨勢(shì)。

(3) 階段③：區(qū)域主應(yīng)力場(chǎng)的變化，使得香溪河流域變得西高東底，導(dǎo)致河流向左岸不斷的下切。當(dāng)河流下切到三疊系灰?guī)r時(shí)，由于灰?guī)r不易被侵蝕，使得河谷左岸變得越來(lái)越陡，成為我們現(xiàn)在所看到的河谷形態(tài)。

通過(guò)分析可知香溪河流域河谷的演化過(guò)程主要受地球偏轉(zhuǎn)力、區(qū)域地質(zhì)和地層巖性的影響。

圖5 香溪河流域河谷時(shí)空演化示意圖

圖6 靠椅狀土質(zhì)滑坡時(shí)空演化過(guò)程示意圖

3.2 靠椅狀土質(zhì)滑坡時(shí)空演化

通過(guò)河谷的時(shí)空演化過(guò)程的分析，可知河谷演化階段②到③是靠椅狀土質(zhì)滑坡形成的主要時(shí)間段，進(jìn)一步分析此類滑坡的時(shí)空演化過(guò)程見(jiàn)圖6。圖中分為3個(gè)階段：

(1) 階段①：此時(shí)由于香溪河右岸較陡且臨空面較大，斜坡巖體發(fā)生卸荷回彈，引起應(yīng)力重分布和應(yīng)力集中效應(yīng)，并且由于侏羅系地層抗風(fēng)化能力弱，使得岸坡經(jīng)蠕滑-拉裂變形發(fā)展為滑坡[12-15]。

(2) 階段②：此時(shí)主要是由于河流向左岸侵蝕加強(qiáng)(區(qū)域主應(yīng)力場(chǎng)的變化，香溪河流域西高東底)，并疊加了河流豎向的下切作用。這兩種侵蝕方式的疊加使得香溪河右岸的滑坡體堆疊的空間變大，使得不同期次的滑坡物質(zhì)得以保存。此時(shí)斜坡還是以蠕滑—拉裂變形發(fā)展的滑坡為主，由于滑坡上部的地層出露后被風(fēng)化剝蝕，會(huì)有部分破碎巖土體以崩塌的形式向下堆積。

(3) 階段③：為目前香溪河流域靠椅狀土質(zhì)滑坡的狀態(tài)。由于庫(kù)區(qū)蓄水使得滑坡的中前部在水位以下，滑坡中后部的變形以蠕滑—拉裂為主。

通過(guò)以上分析可知靠椅狀土質(zhì)滑坡的時(shí)空演化是隨著河谷的演化而逐漸形成的?？恳螤钔临|(zhì)滑坡的上陡下緩的滑面形狀，主要是受區(qū)域地質(zhì)發(fā)生自東向西的掀斜運(yùn)動(dòng)影響，河流逐漸向左下方侵蝕下切使得滑坡有足夠的空間堆積各種物質(zhì)，從而形成這類滑坡。

4 結(jié) 論

(1) 靠椅狀土質(zhì)滑坡主要表現(xiàn)為多期次堆積的古(老)滑坡，通過(guò)分析可知此類滑坡的形成應(yīng)具備3個(gè)條件：①巖性條件：斜坡主體一般為抗風(fēng)化能力較弱的巖石。②滑面形狀：滑坡的滑面為上陡下緩，并且平緩段應(yīng)占有滑坡縱向長(zhǎng)度較大比例。③所處地層位置：滑坡所處的地層應(yīng)當(dāng)是連續(xù)性比較好的地層，地層一般為反傾。

(2) 香溪河流域河谷的演化過(guò)程主要受地球偏轉(zhuǎn)力、區(qū)域地質(zhì)和地層巖性的影響。香溪河流域的靠椅狀土質(zhì)滑坡是隨著河谷的演化而逐漸形成的。受區(qū)域構(gòu)造發(fā)生自東向西的掀斜運(yùn)動(dòng)的影響，河流逐漸向左下方侵蝕下切使得滑坡有足夠的空間堆積各種物質(zhì)，從而形成這種靠椅狀土質(zhì)滑坡。

當(dāng)然，對(duì)靠椅狀土質(zhì)滑坡時(shí)空演化過(guò)程的研究在以下方面還有待深入：①這類滑坡的形成、發(fā)育是否都是受河谷演化過(guò)程的影響而產(chǎn)生；②河流向左下方侵蝕河谷只是一個(gè)模糊的方向，河流向左侵蝕的速度和向下侵蝕的速度哪個(gè)更快，這會(huì)不會(huì)影響右岸靠椅狀土質(zhì)滑坡滑面的形狀。在這些問(wèn)題上還需要更健全的技術(shù)手段進(jìn)行更深層次的研究。