陕西某黄土滑坡成因机制分析

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摘要：某滑坡位于陕西省境内，为第四系全新世黄土质老滑坡。人为因素引发了老滑坡的复活，局部发生滑动变形，威胁滑坡体上居民的生命财产安全。结合滑坡的发育特征，分析该滑坡的成因和变形机制。

关键词：老滑坡；成因；变形机制

中图分类号：P642文献标识码： A

1、滑坡概况

某滑坡位于陕西省境内，为第四系全新世黄土质老滑坡，滑坡体总体呈簸箕形，为一大型缓慢变形的牵引式滑坡。滑坡长约220m，前缘宽约310m，后缘宽约160m。滑体厚度15～30m，面积8×104m2，体积11×104m3，滑坡顶底高差40m。滑体在剖面上为凹形，表面呈阶梯状；上陡下缓，整体坡度35°，坡向282°。根据野外调查及勘探资料分析，滑面总体倾向是东高西低，两侧高中间略低，为一倾向西的缓倾弧面。

从野外钻探和地质分析看，老滑坡滑面较平缓，滑坡前缘伸入河床下，没有滑动的临空条件，已处于基本稳定状态。但是，滑坡体局部仍在发生变形，建筑物多处破裂。特别是人工将河流改道后，坡脚直接受河水冲刷，使坡体局部不稳定。根据滑坡体上出现的变形现象，如局部地面下沉及裂缝，认为老滑坡局部复活。据此推断可能存在次级滑动面，将老滑坡体解体成不等速的块体，使老滑坡再次产生局部活动，危及坡体上居民的安全。

2、滑坡成因分析

滑坡产生于特定的工程地质与水文环境，是在以重力为主的自然应力作用下或在人类工程活动影响下发生发展的斜坡变形运动，是依附于其内在软弱结构面（带）的地表斜坡岩土体，在一定的地质力学机制下失去原有平衡条件而产生以水平位移为主的顺坡移动现象。

一般来说滑坡产生的原因主要有以下两个方面：一是剪切应力的增大；二是斜坡土体（或其中的软弱夹层）抗剪强度降低。前者如斜坡变陡（人工开挖、地壳上升）、超载（堆填弃土等）、震动（地震、爆破和机器震动）等；后者则较复杂，有地下水的作用、物理化学作用、分化作用、流变作用和结构破坏以及卸荷膨胀等。

调查结果综合分析认为，该滑坡是人为改造引发老滑坡复活。而目前活动性明显的滑坡后缘地段属于局部活动。

根据野外调查并综合考虑滑坡组成岩性与阶地接触关系，分析认为该老滑坡的形成时代应在晚更新世风积黄土堆积之后。由于阶地及洪积扇前缘受河流河水以及南侧冲沟洪水的冲刷作用，坡脚在河水不断侵蚀下，高耸的黄土斜坡在重力作用下向河流方向变形，产生位移，应力重新分布，斜坡周围主应力迹线发生明显偏转，前部黄土出现应力集中带。坡脚处最大主应力显著增高，而最小主应力显著降低，于表面处降为零，在坡脚上部甚至转化为拉应力，并造成黄土层表面部分部位出现拉裂缝，进而坡脚一带形成应力差最大或最大剪应力最高的现象。而在坡缘附近，坡面的径向应力和坡顶面的切向应力可转为拉应力，形成张力带。现场调查发现坡后缘黄土层出现较多的张性裂缝。加之降水在地表汇集，沿垂直节理面入渗，不仅增大了坡体的重力，而且在黄土－基岩接触面上形成饱和层，致使上覆黄土强度降低，并不断软化在黄土基岩接触带附近形成软弱带。软弱带与坡体应力集中区贯通，坡脚处挤压带、坡体内剪切带与坡顶面处拉张带不断发展，以致局部破坏面在黄土层中逐渐贯通，坡体整体失稳。在重力作用下沿其滑动，并在坡脚处剪出形成滑坡。但是经过长期的蠕动变形，基本达到了极限平衡状态。

后期在河流改道以后，前缘形成巨大临空面。而且河流河道开挖，导致老滑坡前缘段起阻滑作用的部分滑体失去了阻滑效果，滑坡的力学平衡被打破，导致了滑坡的复活。老滑坡复活后，滑体滑动使得滑坡后壁的高度增大，滑体南部表面局部的坡度也增大，在滑体自重作用，土体中应力得以重新分布，在局部形成小规模滑塌。

3、滑坡变形机制分析

有关滑坡的变形破坏机制一直是国内外研究的重要课题，我国许多学者针对不同类型的滑坡提出了不同的模式：孙玉科等将边坡变形机制分为水平剪切变形、顺层剪切变形、顺层逆剪变形及反倾逆剪变形四种类型；张倬元提出四种滑坡基本变形模式：蠕滑、拉裂、弯曲、塑流，这几种基本变形模式在空间上还有蠕滑―拉裂、滑移―压致拉裂、滑移―拉裂、滑移―弯曲、弯曲―拉裂、塑流―拉裂等不同的组合形式，且这些组合形式在空间上可以复合，在过程上可以相互转化。笔者认为该滑坡主要经历以下变形破坏阶段：

①局部失稳的蠕动挤压阶段

由于河流的冲刷作用及地下水的影响，使坡体局部应力集中，剪应力超过土体的实有抗剪强度而产生塑性变形―蠕变。随着塑性区的扩大，局部坡体向下挤压，引起坡体后部与稳定体间产生破裂甚至拉开，形成滑坡主裂缝，在主裂缝形成之后，地表水沿其入渗，进而滑体的中后部向前推挤抗滑地段，久而久之，抗滑地段的滑动面形成，滑坡进入滑动阶段。在此之前，整个滑体的稳定系数大于1。

②滑动―破坏阶段

当主滑地段已失稳，坡体向坡下发生推挤位移，坡脚处抗滑地段因受力而在坡面出现纵、横向的鼓胀裂隙。逐渐的后部拉张裂隙与鼓胀裂隙贯通，最后整个滑动面贯通滑动，随着滑移距离的增加，滑带土强度逐渐降低，阻滑力逐渐减小，加之地表水的灌入，滑坡加速下滑，最后完全破坏。

③压密稳定阶段

随着滑体前缘滑出原滑床，阻力增大，重心降低，孔隙水压力与静水压力减小，滑坡逐渐停止滑动，趋于稳定，在自重作用下，逐渐排水固结，滑体由后部向前挤压压密，逐渐恢复一定的强度。

④新滑坡孕育滑动阶段

由于前缘河流改道，临空面加大，以及河水的冲刷作用，加之降水以及坡体上居民人为活动的影响，老滑坡体重新开始蠕变变形，坡体后部产生拉张裂隙，随着裂隙扩大，滑动面逐渐贯通，滑坡滑动直至完全破坏。

⑤暂时稳定阶段

滑坡经历了再次滑动之后，由于势能的降低，前部阻力的增大，暂时趋于稳定，并逐渐压密固结。

4、总结

某滑坡属于牵引式黄土质老滑坡。对该滑坡的研究能对该地区同类型的滑坡成因机制分析提供参考。

参考文献：

[1]张咸恭、王思敬、张倬元等，中国工程地质学[M].北京：科学出版社，2000.

[2]张倬元、王士天、王兰生，工程地质分析原理（第二版）[M].北京：地质出版社，1994.

[3]《滑坡防治工程勘查规范（DZ T0218-2006）》