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粤北水土流失区滑坡工程实例分析

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[摘要]本文以梅州市五华县转水镇上排滑坡为例,在介绍该滑坡的工程地质特征的基础上,重点分析该滑坡变形破坏与发生机理,探讨水土流失区滑坡的形成与水土流失的关系,并提出几点认识,以期为水土流失区滑坡形成机理研究和预警提供一定的理论借鉴。

[关键词]水土流失 滑坡 次生地质灾害 机理

[中图分类号] U416.1+63 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-8-126-2

0前言

近年来,水土流失已经成为我国的头号环境问题,不仅直接造成土地资源破坏、生态平衡失调、农业生产环境恶化,影响到各个行业的发展,而且更容易引发次生地质灾害。水土流失区往往是崩塌、滑塌、滑坡等次生地质灾害多发区,其中滑坡的破坏力最大,严重威胁人民群众的生命财产安全。广东省是我国水土流失较严重的地区之一, 43个山区县(市)有41个存在着水土流失,具有流失范围广和大分散、小集中的特点,本文以位于粤北山区水土流失区的上排滑坡为例,重点分析该滑坡变形破坏与发生机理,探讨水土流失区滑坡的形成与水土流失的关系,具有一定的实际指导意义。

1区域水土流失特点

该滑坡位于梅州市五华县转水镇青西村范围。区域上属于华南红壤、黄壤、砖红壤区,结构松散,持水性低,抗侵蚀性差,植被一旦破坏,加上暴雨极易发生水土流失。根据2009年该区域遥感解译图显示,该区域水土流失严重,流失方式以面状流失为主,沟状流失次之;侵蚀动力以水力侵蚀为主,重力侵蚀次之;从流失规模划分属大型水土流失,从流失程度划分属强度流失类型。右侧坡体零星存在少量崩塌现象,未见滑动现象。

2滑坡特征

根据当地老乡反映,2013年3月底该处山体出现多处明显裂缝,裂缝宽大且数量多(不少于20条),土体整体发生滑动,后缘可见台阶,局部范围出现新鲜崩塌体,洼地范围可见滑坡舌,坡脚溪流因滑舌堵塞而改道,各种迹象表明该处山体发生新滑坡。

2.1形态

该滑坡体主滑动方向约北东40~60°,沿滑动方向滑动面整体大致呈弧状或弓状,滑坡体存在多条裂缝,滑坡体后缘高程约190~210 m,前缘高程约147m,高差约43~63m。滑坡体前缘宽度约170m,后缘宽度约200m,顺主滑方向长约110m,滑坡体最大厚度约10m。根据已圈定的滑坡体范围及滑坡体平均厚度估算滑坡体体积约为20万方,为中等规模。滑坡体后缘附近可见较多陡坎或张裂缝,陡坎高差约0.5~4.0m,裂缝宽约0.1~0.3m。

2.2滑坡要素

滑坡体:主要由坡残积粉质粘土组成,黄色、灰黄色为主,稍湿,粉质粘土呈可塑~硬塑状,受地表水下渗及坡体原有地下水共同作用,易软化,导致滑坡体岩土层软硬不均。

滑动面:顺坡向主要为残积粉质粘土层与全风化混合岩分界面,湿,粉质粘土一般呈可塑状,钻进时,通常在滑动带附近会漏水;垂直坡面出露地表为的1~4号裂缝,滑坡左侧滑体范围张裂缝呈雁列状,后缘及滑坡体侧壁受220~240°∠25~85°与110°∠80°结构面控制。主滑动面最大埋深约10m,各个滑动面可能相互贯通。同时滑体范围还存在多条无规则裂缝,不排除在主滑动面之上的局部软弱夹层在外界影响下会发育成为新的较浅层滑动面。

滑床:主要为强风化混合岩(局部为全风化混合岩),黄色、灰黄色,稍湿,呈半岩半土状。

3滑坡工程地质条件

3.1地形地貌

该路段地处低缓丘陵,地形起伏较大,坡脚存在临空面,主要集中在滑坡体后缘及坡脚处,坡脚临空面多是由于土体松动,在流水的冲刷作用下产生的。坡度在20~40°之间,局部地段坡度为达到35~45°,山体地面标高147~209.7m。山体植被破坏较严重,根据地调成果,山体最近几年有被火烧的痕迹。

3.2地质构造

根据区域地质资料,区域未见大型断裂构造形迹,滑坡体所在地块为稳定地块,但坡体风化层岩体破碎,在滑坡体后缘测得多组节理裂隙。根据赤平投影图,存在多组结构面组合。

3.3地层岩性

根据钻探资料及结合野外地质调查,坡体范围覆盖层主要为坡残积粉质粘土及全~强风化混合岩,总体厚度在29.4~33.4m间,平均厚度30m左右,之下为中~微风化岩层,上述残积粉质粘土及全~强风化层主要矿物成份为石英、高岭石、伊利石等,表土粘土矿物吸水软化,细颗粒被带走,残留土体粒径大于0.025mm的颗粒含量高,多为粗砾砂,结构松散,保水性及团粒结构差,凝聚力小,内摩擦角大,抗侵蚀性差。

3.4气象与地震

根据五华县气象局资料,五华县转水镇青西村年平均气温为20℃,年平均降雨量1000mm,雨季集中在5~9月,资料显示,2013年3月五华地区累计降雨天数达到14天,多为大雨,部分为暴雨,降雨量大,持续时间长。

据中国地震台网测定,2013年02月22日11时34分在广东省河源市东源县(北纬23.9度,东经114.5度)发生4.8级地震,震源深度11公里。广东各地均有震感,尤其是梅州等地震感明显。

3.5水文地质条件

区内气候较温和,雨量充沛,坡体范围内地下水主要类型为覆盖层潜水及基岩裂隙水,地下水埋深变化较大,稳定水位埋深25.8m,标高为161.58m。地下水受大气降雨补给为主,以侧向径流向边坡外谷地排泄;在雨季,降水多以坡面冲刷流为主,部分沿坡面下渗流进坡体。由于水土流失造成坡体范围形成局部的负地形,呈凹形,属地下、地表水径流区,反而有利于水的汇集,雨天大量地表水冲刷浸泡坡体后通过各水力通道向坡脚排泄。

4滑坡体变形破坏与发生机理分析

(1)已有的大型、强水土流失是本次滑坡发生的先决条件。根据现场调查资料显示,区域周边未发生水土流失或者发生轻度水土流失的的山体本次均未发生滑坡现象,仅局部发生崩塌现象。由此可见在该区域,水土流失在一定程度上决定了滑坡发生的可能性。

(2)坡体岩土性质、坡体结构是水土流失形成的物质基础同时也是滑坡形成的物质基础,是本次滑坡发生的必要条件。坡体地层-元古界混合岩等,其风化土及全~强风华层厚度大,且软硬相间,砂粒含量高,多为粗砾砂,结构松散,保水性及团粒结构差,凝聚力小,内摩擦角大,抗侵蚀性差,层间胶结差,易渗水,同时发育多组密集节理裂隙,利于地表水向下渗透,下部滑床范围内风化层、中微风化混合岩相对隔水,雨水易通过渗在相对隔水层积聚,从而形成顺向不利软弱带或软弱面,使其具备了滑动的物质条件。而水土流失的发生进一步破坏了深层土体结构强度。

(3)持续干旱之后在地震影响下的连续降雨是滑坡产生的直接诱因。根据调查走访可知,2013年02月22日广东省河源市东源县(北纬23.9度,东经114.5度)发生的4.8级地震直接造成整个坡体进一步扰动,在坡脚发生多处小型崩塌,形成临空面。 2013年3月五华地区连续的较大强度的降雨导致大量雨水下渗进入坡体,坡体排水,大量雨水降低了土体强度,改变土体的静水压力、动水压力与浮托力,进一步形成了顺向不利软弱带或软弱面,同时土体自重增加,导致下滑力大于抗滑力,从而产生并形成滑坡。

5几点认识

(1)水土流失区易发生滑坡。首先,水土流失与滑坡发生的物质基础具有同源性;其次水土流失发生进一步改变土体结构,降低了土体强度;第三,水土流失侵蚀作用容易形成局部负地形,地表水排泄不畅尤其是在暴雨季节,加剧了地表水的汇集和下渗;第四,水土流失区局部伴生的滑塌、崩塌容易在坡脚形成临空面,同时对滑坡的产生起到一定牵引作用。

(2)持续干旱之后的强降雨极易引发滑坡。主要表现在短时间内土体结构强度的突变,剧烈改变土体静水压力、动水压力与浮托力,降低土体抗滑力。

(3)今后应更加重视对水体流失区的滑坡预防,尤其是持续干旱之后的强降雨更是预防的关键时段,以期为水土流失区滑坡形成机理研究和预警提供一定的理论借鉴。

参考文献

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[2] 唐淑英.广东山区水土流失特点和分布规律.自然资源,1991年05期,72~77.

[3] 崔云,孔纪名,倪振强,孙峰,蔡强. 强降雨在滑坡发育中的关键控制机理及典型实例分析.灾害学,第26卷第3期,2011年7月.

[4] 岩土工程勘察规范(GB 50021-2001)(2009年版). 北京.中国建筑工业出版社,2009.

[5] 公路工程地质勘察规范(JTG C20-2011).北京. 人民交通出版社,2011.