斜坡變形破壞工程地質(zhì)研究

1、本章概述介紹基本概念，斜坡應(yīng)力分布特征，斜坡變形破壞形式及機(jī)理，崩塌形成條件及基本特征滑坡形態(tài)要素及分類、穩(wěn)定性影響因素及評(píng)價(jià)，斜坡變形破壞預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)及防治。重難點(diǎn)：加強(qiáng)對(duì)斜坡變形破壞形式及機(jī)理的理解，重點(diǎn)掌握野外識(shí)別滑坡及分析判別斜坡穩(wěn)定性的方法，掌握治理滑坡的設(shè)計(jì)原則及各種措施的適應(yīng)性。第六章斜坡變形破壞工程地質(zhì)研究第一節(jié)概述斜坡系指地殼表部一切具有側(cè)向臨空面的地質(zhì)體，是地表廣泛分布的一種地貌形式。斜坡一般可分為天然斜坡和人工邊坡，所謂天然斜坡是指未經(jīng)人工破壞改造的斜坡，如溝谷岸坡、山坡、海岸等；而人工邊坡是指經(jīng)人工開挖或改造了形狀的斜坡，如渠道邊坡、基坑邊坡、路塹邊坡和露天礦邊坡等。斜坡具

2、有坡面、坡頂、坡肩、坡腳、坡角和坡高等形態(tài)要素。斜坡的臨空斜面稱為坡面；斜坡的頂部緩坡面或水平面稱為坡頂面；坡面與坡頂面的轉(zhuǎn)折部位稱為坡肩；斜坡最下部與水平地面相接部位稱為坡腳；坡面與水平地面的夾角稱為坡角；坡肩與坡腳間的垂直高度一般稱為坡高。斜坡變形破壞是內(nèi)、外動(dòng)力地質(zhì)作用下斜坡巖土體處于不穩(wěn)定狀態(tài)或失穩(wěn)的一種現(xiàn)象。隨著時(shí)間的推移，在各種地質(zhì)營(yíng)力作用下，斜坡巖土體將會(huì)經(jīng)歷各種不同的發(fā)展演化階段；與此同時(shí)，坡體內(nèi)應(yīng)力發(fā)生新的變化，由此而可能引起斜坡巖土體的位移，產(chǎn)生不同形式和規(guī)模的變形破壞。由于斜坡變形破壞釋放了應(yīng)力，變形破壞后的斜坡趨于新的平衡而逐漸穩(wěn)定下來(lái)；當(dāng)應(yīng)力調(diào)整打破了這種新的平衡，斜

3、坡又會(huì)出現(xiàn)新的變形破壞。由此可見(jiàn)，斜坡變形破壞實(shí)質(zhì)上是斜坡巖土體應(yīng)力與強(qiáng)度之間的矛盾關(guān)系所決定的。斜坡變形破壞給工程建筑帶來(lái)的危害非常廣泛，甚至造成生命財(cái)產(chǎn)的巨大損失，全世界各種典型實(shí)例不勝枚舉。我國(guó)安徽梅山水庫(kù)連拱壩的破裂事故即為斜坡變形危及工程安全的典型實(shí)例。該壩右壩肩花崗巖邊坡在大壩運(yùn)營(yíng)了6年以后發(fā)生顯著變形，巖體沿一組緩傾角裂隙向河谷方向滑移，使壩體的拱和垛受壓變形產(chǎn)生裂縫，庫(kù)水沿裂縫漏出(圖61)，后經(jīng)及時(shí)處理才保證了大壩的安全。圖61 梅山水庫(kù)連拱壩因壩肩巖體變形造成破壞(據(jù)安徽省水電設(shè)計(jì)院，1972)斜坡變形破壞常引起災(zāi)難性后果。1980年7月3日，成昆線鐵西車站發(fā)生巨大滑坡，滑

4、動(dòng)巖體總最達(dá)2.2×106m3，它掩埋鐵路、堵塞隧道入口，使鐵路營(yíng)運(yùn)中斷達(dá)40天之久，造成重大經(jīng)濟(jì)損失。1982年7月四川云陽(yáng)雞扒子滑坡，滑體總量達(dá)1.5×107m3，前緣1.8×106m3土石體被攤?cè)腴L(zhǎng)江之中，使長(zhǎng)約600m的江段普遍淤高2630m，嚴(yán)重礙航。1986年7月16日湖北省秭歸縣距長(zhǎng)江邊7km處發(fā)生了土風(fēng)巖馬家壩大滑坡，滑體約2×107m3，三條公路及許多橋涵受到破壞，四個(gè)自然村被毀。1987年8月1日，四川巫溪縣城巖崩，僅7×103m3崩塌體，竟摧毀樓房多座，致死98人。由于斜坡變形破壞常給人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)帶來(lái)巨大的損失，因此斜坡穩(wěn)

5、定性研究正日益受到重視，各國(guó)相繼成立了專門研究機(jī)構(gòu)。今天斜坡變形破壞已成為工程地質(zhì)學(xué)研究最重要的任務(wù)之一，也是環(huán)境地質(zhì)學(xué)，災(zāi)害地質(zhì)學(xué)等新興學(xué)科的主要研究?jī)?nèi)容之一。第二節(jié)斜坡應(yīng)力分布特征本節(jié)概述 斜坡巖土體內(nèi)的應(yīng)力分布是決定斜坡變形破壞形式和了解其形成機(jī)制的基本依據(jù)。雖然目前大多斜坡都假設(shè)為均質(zhì)各向同性的彈性體，用有限單元法來(lái)計(jì)算仍與實(shí)際情況有一定出入，但是這方面的分析卻有助于了解斜坡應(yīng)力分布的一般規(guī)律。圖62 主應(yīng)力等值線a主應(yīng)力gH 等值線 b主應(yīng)力gH 等值線一、應(yīng)力分布特點(diǎn) 在斜坡形成過(guò)程中，表層巖土體發(fā)生卸荷回彈，隨之引起應(yīng)力的重新分布，其應(yīng)力狀態(tài)可歸納為以下幾個(gè)主要方面的變化:(1)

6、由于應(yīng)力的重新分布，斜坡中主應(yīng)力跡線發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)。無(wú)論是在重力場(chǎng)條件下，還是在以水平應(yīng)力為主的構(gòu)造應(yīng)力場(chǎng)條件下，其總的特征表現(xiàn)為愈靠近臨空面，最大主應(yīng)力愈接近平行于臨空面，最小主應(yīng)力則與之近于正交，向坡體內(nèi)部逐漸恢復(fù)到原始應(yīng)力狀態(tài)。(2)在坡腳附近形成一個(gè)明顯的應(yīng)力集中帶(圖62)，該處最大主應(yīng)力與最小主應(yīng)力的應(yīng)力差達(dá)到最大值，形成一最大剪應(yīng)力增高帶；坡度愈陡應(yīng)力集中愈明顯。(3)在斜坡頂面和坡面的某些部位，由于水平應(yīng)力顯著降低，最小主應(yīng)力有一些是張應(yīng)力(圖62a)，形成張力帶。這些部位容易被拉裂形成與坡面近于平行的拉裂面。(4)坡面處的巖土體，由于應(yīng)力解除，側(cè)向壓力趨于零，實(shí)際上處于兩向受力

7、狀態(tài)，而向坡內(nèi)逐漸變?yōu)槿蚴芰顟B(tài)。(5)與主應(yīng)力跡線偏轉(zhuǎn)相聯(lián)系，坡體內(nèi)最大剪應(yīng)力跡線變?yōu)榻茍A弧形(圖63)，弧的下凹面朝著臨空方向。這也正是均質(zhì)巖土體中斜坡破壞面常呈圓弧狀的原因。以上所述為典型的斜坡應(yīng)力分布特點(diǎn)，在各種因素影響下實(shí)際情況要復(fù)雜得多。圖63 斜坡中最大剪應(yīng)力跡線示意圖 實(shí)線主應(yīng)力跡線；虛線最大剪應(yīng)力跡線二、影響斜坡應(yīng)力分布的因素 斜坡應(yīng)力分布受多種因索的影響，巖體中的初始應(yīng)力狀態(tài)、坡形、巖土體特征和結(jié)構(gòu)特征，都不同程度地起著作用；其中以初始應(yīng)力狀態(tài)的影響最為顯著。1.巖體初始應(yīng)力的影響在高山峽谷地區(qū)，特別是新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)較為強(qiáng)烈的地帶，巖體中常賦存有較大量級(jí)的水平地應(yīng)力，其對(duì)斜

8、坡巖體的應(yīng)力分布有很大影響。它不僅使主應(yīng)力跡線的分布形式有所不同，而且明顯地改變了各應(yīng)力值的大小，使應(yīng)力分異現(xiàn)象加劇，增強(qiáng)了坡腳附近的應(yīng)力集中及坡面和坡頂張力帶的發(fā)展。如圖64為水平初始應(yīng)力=0時(shí)的張力帶分布。斜坡在坡角60o時(shí)才開始出現(xiàn)張力帶；而當(dāng)初始應(yīng)力=3gH時(shí)，斜城在30o時(shí)即出現(xiàn)張力帶(圖65)，且在坡角60o和75o時(shí)，張力帶明顯擴(kuò)大。2.坡形的影響坡形包括斜坡的坡高、坡角、坡底寬度和平面形態(tài)等幾方面，它們對(duì)斜坡應(yīng)力分布均有一定影響。據(jù)研究，坡高并不改變應(yīng)力等值線圖象，但坡內(nèi)各處的應(yīng)力值均隨坡高增高而線性增大。坡角明顯改變了應(yīng)力分布圖象，主要表現(xiàn)在坡腳應(yīng)力集中帶和坡頂、坡面張力帶的

9、變化。隨著坡角的增大，坡腳處的最大剪應(yīng)力隨之增高，張力帶也隨之?dāng)U大。坡底的寬度對(duì)坡腳的應(yīng)力狀態(tài)也有較大影響，計(jì)算表明，當(dāng)W(坡底寬)<0.8H(坡高)時(shí)，坡腳最大剪應(yīng)力隨底寬縮小而急劇增高(圖66)；而當(dāng)W>0.8H時(shí)，則保持為一常數(shù)且與一般斜坡的情況一樣。由此可見(jiàn)，高山峽谷地區(qū)特別當(dāng)存在有垂直河谷方向的較高水平地應(yīng)力時(shí)，坡腳和谷底一帶可以形成一極強(qiáng)的應(yīng)力集中帶。此外，斜坡的平面形態(tài)對(duì)應(yīng)力分布也有明顯影響。三維分析表明，圓形和橢圓形礦坑邊坡，坡腳最大剪應(yīng)力僅為一般斜坡的一半左右。當(dāng)水平地應(yīng)力平行于橢圓形礦坑長(zhǎng)軸時(shí)，應(yīng)力集中程度較平行于短軸時(shí)緩和。顯然上述特征在斜坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)時(shí)，尤其

10、在露天采坑邊坡的設(shè)計(jì)中，具有重要意義。3.斜坡巖土體特征和結(jié)構(gòu)特征的影響研究表明，巖土體的變形模量(Eo)對(duì)均質(zhì)坡體的應(yīng)力分布并無(wú)明顯影響，而泊松比()可以改變主應(yīng)力和剪應(yīng)力的分布，引起張力帶變化。隨著值的增大，坡面和坡頂張力帶逐漸擴(kuò)展；而在坡底則相反，當(dāng)值增大時(shí)，張力帶收縮(圖67)。由于巖土體的不均勻性和不連續(xù)性，使斜坡中的應(yīng)力分布也出現(xiàn)不連續(xù)現(xiàn)象；在不連續(xù)面或軟弱面的周邊成為應(yīng)力集中帶或發(fā)生應(yīng)力阻滯。這些現(xiàn)象的產(chǎn)生與結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀、性質(zhì)有關(guān)。以上討論了斜坡形成后的應(yīng)力狀態(tài)。實(shí)際上隨著時(shí)間的發(fā)展，在斜坡整個(gè)演變過(guò)程中，坡體應(yīng)力狀態(tài)也隨之調(diào)整而漸趨復(fù)雜。天然斜坡的應(yīng)力狀態(tài)調(diào)整常經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的時(shí)期，

11、而人工邊坡則時(shí)間很短。第三節(jié)斜坡變形破壞的基本形式與特征本節(jié)概述 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(guò)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(méi)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(lái)，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。由于斜坡變形破壞過(guò)程為一累進(jìn)性破壞過(guò)程，所以，雖然變形本身還不會(huì)造成斜坡的失穩(wěn)

12、，但卻說(shuō)明斜坡已趨向于破壞?？梢哉J(rèn)為：斜坡變形是斜坡破壞的準(zhǔn)備，而斜坡破壞則是斜坡變形的結(jié)果。過(guò)去，在研究斜坡穩(wěn)定性時(shí)只注重斜坡的破壞；而對(duì)于斜坡的變形則注意不夠或忽視，以致缺乏對(duì)斜坡變形破壞全過(guò)程的系統(tǒng)了解，這樣就不可能對(duì)斜坡穩(wěn)定性作出科學(xué)的評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)。只有在變形階段就注意研究，及早采取合理的對(duì)策，才可收防患于未然之效。斜坡變形破壞的形式是多樣的。變形的基本形式有：拉裂、蠕動(dòng)和彎曲傾倒；破壞的基本形式有：崩塌和滑坡。大規(guī)模的斜坡變形破壞都是上述基本形式中的一種或多種的組合。為了研究斜坡變形破壞的規(guī)律，必須對(duì)斜坡變形破壞形式有所了解。一、斜坡變形(slope deformation) 斜坡變形

13、主要有三種形式，即拉裂、蠕動(dòng)和彎曲傾倒。1.拉裂(tensile crack)斜坡巖土體在局部拉應(yīng)力集中部位和張力帶內(nèi)，形成張裂隙的變形形式稱為拉裂。拉裂形成機(jī)制有三種類型。(1)在坡面和坡頂張力帶中拉應(yīng)力集中形成拉裂高陡斜坡的坡面和坡頂附近張力帶內(nèi)拉應(yīng)力較強(qiáng)，極易產(chǎn)生與坡面近于平行的張裂面，如果坡體中存在有與坡面近于平行的構(gòu)造節(jié)理時(shí)，更易沿之發(fā)展形成上寬下窄向深處發(fā)展的裂隙，其傾角一般較陡(圖68)。(2)卸荷回彈(unloading rebound)或巖體初始應(yīng)力(地應(yīng)力)釋放產(chǎn)生拉裂當(dāng)斜坡的側(cè)應(yīng)力削弱后，由于卸荷回彈或水平地應(yīng)力釋放而形成張裂面，通常稱為卸荷裂隙。這種裂隙通常與原始谷坡坡

14、面相平行。隨著河谷的深切，卸荷裂隙逐漸向深部發(fā)展，從而引起裂隙頂部的累計(jì)變形越來(lái)越大。在塊狀巖層地區(qū)(例如花崗巖區(qū))，有時(shí)卸荷裂隙呈多層狀發(fā)育，而在斜坡坡面及坡腳處形成卸荷帶。卸荷帶向坡體內(nèi)的發(fā)育寬度與斜坡巖性和巖體有關(guān)，此外還受邊坡?tīng)顟B(tài)和初始應(yīng)力狀態(tài)的控制。斜坡愈高愈陡，水平地應(yīng)力愈大，裂隙愈發(fā)育；有時(shí)卸荷帶發(fā)育寬達(dá)100m，自地表向下的發(fā)育深度可達(dá)100m以上。圖68斜坡拉裂示意圖(3)因蠕滑形成局部應(yīng)力集中產(chǎn)生拉裂在斜坡坡體中存在有軟弱結(jié)構(gòu)面時(shí)，斜坡常沿該面有蠕滑趨勢(shì)。在平行于坡面的最大主應(yīng)力()作用下，沿緩傾角軟弱面兩側(cè)產(chǎn)生張開裂隙(圖69)。這樣逐步向上發(fā)展，就會(huì)慢慢形成由平緩的軟弱

15、面與陡傾的張裂面組成的階梯狀變形裂面(圖610)。四川省榮縣雙河石拱壩左壩肩開挖時(shí)就揭露了這種階梯狀裂面，當(dāng)時(shí)尚未發(fā)展到壩頂。圖69沿軟弱面蠕滑 圖610拉裂發(fā)展示意圖由于斜坡巖土體的拉裂，使其原有的整體性和連續(xù)性受到破壞，強(qiáng)度降低；為雨水、地下水的滲入、運(yùn)移提供了通道，使坡體進(jìn)一步松弛，拉裂面逐漸擴(kuò)展與其它結(jié)構(gòu)面形成貫通性破裂面，使斜坡產(chǎn)生各種不同形式的破壞。拉裂本身雖僅是一種變形，但卻為斜坡破壞創(chuàng)造了條件。大規(guī)模的斜坡破壞無(wú)不與拉裂面的發(fā)育有關(guān)。2.蠕滑(creep slip)斜坡巖土體沿軟弱面(層)局部向臨空方向的緩慢剪切變形稱為蠕滑。蠕滑可以在不同情況下受不同機(jī)制的作用而發(fā)生，一般主要

16、有三種形式。(1)受最大剪應(yīng)力面控制的蠕滑這種情況在均質(zhì)土坡中較為常見(jiàn)。圖611表示了均質(zhì)土坡內(nèi)的應(yīng)力場(chǎng)特征及斜坡蠕滑情況。(2)受軟弱結(jié)構(gòu)面控制的蠕滑巖體中常含有各種軟弱結(jié)構(gòu)面，如節(jié)理、斷層、軟弱夾層等，當(dāng)這些結(jié)構(gòu)面近水平或傾向坡外時(shí)，斜坡蠕動(dòng)變形常易沿之發(fā)生。這類變形其進(jìn)程取決于該結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀與特征。當(dāng)局部地段上覆坡體的下滑力達(dá)到或超過(guò)該面的實(shí)際抗滑阻力時(shí)，即出現(xiàn)一系列小的剪裂，逐步產(chǎn)生緩慢蠕動(dòng)。如長(zhǎng)江葛洲壩工程二江電廠基坑邊坡蠕滑即屬此類(圖6l2)，葛洲壩工程壩基巖層為白堊系下統(tǒng)紅色河流相碎屑巖，巖層產(chǎn)狀近于水平，夾有多層粘土巖類軟弱夾層，水輪機(jī)機(jī)窩開挖后形成高4050m的基坑邊坡，由

17、于出觀臨空面水平地應(yīng)力釋放及卸荷回彈，使巖體松弛變形，沿各臨空面的軟弱夾層發(fā)生向基坑的蠕滑位移；開始位移較快，隨著時(shí)間的延續(xù)，應(yīng)力逐漸釋放，位移趨于停止。一般來(lái)說(shuō)這種卸荷型的蠕動(dòng)總是十分緩慢的，是一種減速蠕變(圖613)。圖611均質(zhì)土坡蠕滑分析圖12最大剪應(yīng)力1潛在滑動(dòng)面 斜坡邊緣分界面處的變形值 D潛在滑動(dòng)面以上的坡體厚度 h坡頂沉降量(據(jù)Q·扎魯巴，1972) 圖612葛洲壩工程二江電廠基坑邊坡蠕滑剖面圖1基巖面線；2第一年基坑開挖線；3第二年基坑開挖線；4原地面線；14、17、28、29、35為大口徑鉆孔編號(hào)；212、214、215、218為軟弱夾層編號(hào)(3)受軟弱基座控制的

18、蠕滑和塑流由于斜坡基座具有較厚的軟弱巖層，在上覆巖體的作用下，基座軟巖受壓，承載力不夠，發(fā)生塑性變形，向臨空方向或減壓方向流動(dòng)和擠出，引起斜坡的變形?；泿r的擠出在侵蝕河谷和挖方地段最為常見(jiàn)。與前述蠕動(dòng)形式不同的是，蠕滑和塑流不是沿一個(gè)統(tǒng)一的滑面，而是受整個(gè)軟弱基座層控制。軟巖基座通常為厚層粘土巖、泥灰?guī)r、炭質(zhì)頁(yè)巖及煤系地層等；而斜坡則往往由堅(jiān)硬厚層且裂隙發(fā)育的巖層構(gòu)成，坡高而陡。如厚層砂巖、灰?guī)r、玄武巖、流紋巖等組成的斜坡最易發(fā)生這類變形。例如阿爾及爾由珊瑚灰?guī)r構(gòu)成的陡坡，由于下面的泥灰?guī)r浸水軟化，使斜坡產(chǎn)生蠕動(dòng)，最后經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期變形轉(zhuǎn)變?yōu)閴K體滑坡，裂隙發(fā)育的灰?guī)r也形成大塊體陷進(jìn)軟化的泥巖中(

19、圖614)。斜坡的蠕動(dòng)變形，雖然位移較小，但由于實(shí)際上已成為斜坡失穩(wěn)的初期階段，在一定的觸發(fā)因素條件下，如暴雨、地震、人類工程活動(dòng)等，極易迅速轉(zhuǎn)為加速蠕變直至破壞。所以對(duì)斜坡蠕動(dòng)變形應(yīng)高度重視。圖613葛洲壩工程二江電廠基坑邊坡側(cè)向位移長(zhǎng)觀曲線圖614阿爾及爾由軟巖基座蠕滑面發(fā)展成的滑坡結(jié)晶片巖；中新統(tǒng)砂巖及礫巖；泥灰?guī)r；海綠石泥灰?guī)r；厚層珊瑚灰?guī)r；浸水軟化的泥灰?guī)r；下沉的石灰?guī)r塊體3.彎曲傾倒(bend toppling)由陡傾或直立板狀巖體組成的斜坡，當(dāng)巖層走向與坡面走向大致相同時(shí)，在自重的長(zhǎng)期作用下，由前緣開始向臨空方向彎曲、折裂，并逐漸向坡內(nèi)發(fā)展，這種變形通常稱為彎曲傾倒。陡傾的板狀巖

20、體，在自重產(chǎn)生的彎矩作用下向臨空方向作懸臂梁式的彎曲，彎曲的板梁之間被拉裂或錯(cuò)動(dòng)，形成平行于走向的槽溝或反坡臺(tái)坎；前傾的板梁彎曲最強(qiáng)烈的部位也往往被折裂。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外所發(fā)現(xiàn)的斜坡彎曲傾倒的實(shí)例很多，如我國(guó)甘肅自龍江地區(qū)，湖南五強(qiáng)溪壩址以及甘肅金川露天礦等處均相繼發(fā)現(xiàn)。金川露天礦位于強(qiáng)烈構(gòu)造變動(dòng)區(qū)，巖層為前震旦紀(jì)變質(zhì)巖系，單斜似層狀，傾角70o左右，邊坡由性質(zhì)及結(jié)構(gòu)各不相同的巖體組成(圖615)，其中存在多條斷層及斷層密集的破碎帶，使邊坡形成硬、軟巖層相間的介質(zhì)結(jié)構(gòu)。邊坡最大開挖深度310m。在圖6l5所示剖面方向存在較大的構(gòu)造應(yīng)力，在邊坡開挖深處約10Mpa，邊坡屬反傾型，坡角37o左右。邊坡

21、開挖之初變形較小，最大水平變形速率為l.3mmd，垂直變形速率1.7mmd，隨著邊坡繼續(xù)開挖開始出現(xiàn)明顯的彎曲傾倒變形，其發(fā)展過(guò)程如圖616所示。其力學(xué)性質(zhì)主要是巖體沿反傾措層層面產(chǎn)生逐層滑動(dòng)；由于變形的累積效應(yīng)，變形范圍不斷擴(kuò)大，傾倒陡坎高差達(dá)4m，坡腳部位的階段平臺(tái)向采坑傾斜l020o左右；因巖層嚴(yán)重傾倒，平臺(tái)大量破壞，邊坡呈現(xiàn)一坡到底，坡面上局部滾石不時(shí)發(fā)生。圖615金川露天礦上盤邊坡地質(zhì)剖面 這類變形主要有如下特征：巖層向臨空方向彎曲，與巖層原有的層面約成2050o夾角；彎曲傾例的程度自地面向深處逐漸減小，深度可達(dá)40m,但一般不低于坡腳高程；下部巖層折斷，張裂隙發(fā)育，層序一般不亂，但

22、巖層位移明顯；常產(chǎn)生沿層面或反坡向裂隙，裂隙面閉合，有錯(cuò)動(dòng)跡象，錯(cuò)動(dòng)方向是上盤向下，下盤向上，塊體受重力作用向外彎曲傾倒。斜坡彎曲傾例變形一般經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間演變。如金川礦初始變形階段起于1964年，1980年，才發(fā)展成為坍塌、滾石；但是有時(shí)速度也相當(dāng)快，如白龍江碧石水電站，在溢洪道的開挖面上35天內(nèi)即形成12m厚的傾倒體斜坡彎曲傾倒變形，雖然在坡面上可以表現(xiàn)出十分明強(qiáng)的變形破壞，但是由于不存在明顯的總體滑面，所以在通常情況下一般不會(huì)出現(xiàn)大規(guī)模的、突然的整體性滑動(dòng)。如金川露天礦，邊坡的累計(jì)垂直位移及水平位移雖達(dá)到10m以上，但仍未產(chǎn)生大規(guī)模整體滑動(dòng)破壞。綜上所述，斜坡不但具有不同的變形形式，而且具

23、有不同的變形性質(zhì)。從變形的連續(xù)性來(lái)看，拉裂和傾倒變形屬于不連續(xù)變形，而蠕動(dòng)變形通常屬于連續(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)際上也包含拉裂等不連續(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(lái)分析，而不應(yīng)孤立地將其割裂開來(lái)。斜坡變形表明其已趨于不穩(wěn)定態(tài)勢(shì)，發(fā)展結(jié)果必然導(dǎo)致斜坡的破壞。二、斜坡破壞(Slope failure) 斜坡巖土體中的局部變形滑移，使分裂面逐漸發(fā)展，互相連接，并與外界貫通，使部分巖土體沿一連續(xù)的分離面與坡體分離，分離的巖土體在連續(xù)降雨、地震或坡腳掏空等觸發(fā)因素影響下，以一定的加速度進(jìn)行運(yùn)動(dòng)

24、，此時(shí)斜坡就完成了變形至破壞的轉(zhuǎn)變。斜坡破壞的形式很多，主要介紹崩塌和滑坡這兩種常見(jiàn)的形式。1.崩塌(falling)斜坡巖土體中被陡傾的張性破裂面分割的塊體突然脫離母體并以垂直運(yùn)動(dòng)為主，翻滾跳躍而下，這種現(xiàn)象和過(guò)程稱為崩塌。根據(jù)崩塌物質(zhì)的不同，可分為土崩和巖崩；按其規(guī)模大小不同，又可分山崩和墜落石；如這種現(xiàn)象發(fā)生在海湖、河岸邊者則稱為岸崩。崩塌主要發(fā)生在60o以上的高陡斜坡處。厚層脆性巖石中的陡傾張裂縫，將坡體切割成孤立塊體，在一定條件配合下即可崩塌。湖北省遠(yuǎn)安縣境內(nèi)鹽池河磷礦災(zāi)難性山崩即為典型實(shí)例。該區(qū)位于峽谷中，巖層中發(fā)育兩組垂直節(jié)理，使崩塌山體三面臨空；軟弱的泥質(zhì)白云巖及薄層板狀白云巖

25、，構(gòu)成崩塌山體的追蹤滑動(dòng)面；地下采礦使地表開裂，沿兩組垂直節(jié)理追蹤發(fā)展，切割山體成為孤立的山頭；最后整個(gè)山頭沿層面滑出形成崩塌(圖617)。一些土質(zhì)斜坡也常發(fā)生崩塌，例如高陡且垂直裂隙發(fā)育的黃土斜坡，常見(jiàn)的破壞方式就是崩塌(圖618)。2.滑坡斜坡上的巖土體，沿著貫通的剪切破壞面(帶)，產(chǎn)生以水平運(yùn)動(dòng)為主的現(xiàn)象，稱為滑坡。與崩塌相比，滑坡在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中基本保持了巖土的完整性，且在較平緩的斜坡中仍可發(fā)生。當(dāng)斜坡巖土體發(fā)生沉陷式的運(yùn)動(dòng)時(shí)，稱為錯(cuò)落性滑坡(我國(guó)鐵路部門命名為錯(cuò)落)，如圖619所示，該處蓋層系巨厚的石英砂巖，它具傾向臨空的陡立裂面，下伏軟弱破碎的粘上質(zhì)巖。當(dāng)侵蝕基準(zhǔn)面切割至軟巖附近時(shí)，它

26、因支持不了蓋層巖體的重壓而變形(圖619a)，隨之坡腳下沉向河道傾斜，使坡頂陡裂面張開與母巖分開。由于分離的巖體全部重量壓在已變形的軟巖上而使其向外擠出，導(dǎo)致蓋層巖體沿陡立的張裂面錯(cuò)落和向前滑動(dòng)(圖619b、c)。圖616邊坡巖體變形過(guò)程圖617鹽池河崩塌山體地質(zhì)剖面圖1灰黑色粉砂質(zhì)頁(yè)巖；2磷礦層；3厚層塊狀白云巖；4薄至中厚層白云巖；6裂縫編號(hào)；6白云質(zhì)泥巖及砂質(zhì)頁(yè)巖；7薄至中厚層板狀白蕓巖；8震旦系上統(tǒng)燈影組；9震旦系上統(tǒng)陡山沱組。圖618黃土陡坡崩塌圖619錯(cuò)落性滑坡發(fā)育過(guò)程示意圖在斜坡破壞形式中，滑坡分布最廣，危害最大，是山區(qū)主要的地質(zhì)災(zāi)害。世界上多山國(guó)家的滑坡都很發(fā)育，如阿爾卑斯山區(qū)

27、的瑞士、奧地利，意大利、南斯拉夫等；美國(guó)和蘇聯(lián)每年因滑坡而造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)數(shù)億美元；日本也是一個(gè)多滑坡國(guó)家。尤其沿海地區(qū)更為常見(jiàn)。我國(guó)滑坡分布相當(dāng)廣泛，主要集中在西南、西北地區(qū)。三、斜坡變形破壞的地質(zhì)模型 研究斜坡變形破壞地質(zhì)模型，主要是利用典型的斜坡變形破壞實(shí)例，以地質(zhì)背景為基礎(chǔ)，考慮各種人為及天然動(dòng)力因素的影響，分析斜坡的變形形式及其相應(yīng)的破壞方式，進(jìn)而抽象概括建立典型地質(zhì)模型。建立斜坡變形破壞地質(zhì)模型的目的，在于把握斜坡變形破壞的基本規(guī)律；在人類工程經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中可以根據(jù)斜坡的地質(zhì)模型預(yù)報(bào)斜坡變形的發(fā)展趨勢(shì)及可能的破壞方式，進(jìn)行穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。同時(shí)也為建立物理模型，數(shù)學(xué)模型打下基礎(chǔ)。斜坡變形破壞

28、的地質(zhì)模型是影響斜坡穩(wěn)定性各種因素的綜合體現(xiàn)，應(yīng)能反映斜坡變形破壞的全過(guò)程。因此，斜坡變形破壞的地質(zhì)模型應(yīng)該具有較為廣泛的內(nèi)容，不但包括與斜坡有關(guān)的地質(zhì)條件；而且包括斜坡的變形特點(diǎn)及相應(yīng)的破壞方式，以及影響斜坡穩(wěn)定性的各種人為的及天然的動(dòng)力因素，其基本內(nèi)容可參閱下面的方框圖(圖620)。圖620邊坡地質(zhì)模型主要內(nèi)容框圖 (據(jù)孫玉科等，l983)近年來(lái)國(guó)內(nèi)外研究者都很重視斜坡變形破壞地質(zhì)模型的研究，成都地質(zhì)學(xué)院王蘭生、張倬元提出蠕滑-拉裂-滑移-壓致拉裂、彎曲-拉裂、塑流-拉裂和滑移-彎曲等5種斜坡變形的地質(zhì)模型(圖621)。中科院地質(zhì)研究所孫玉科等將我國(guó)的邊坡變形破壞概括為:傾倒變形破壞，(金

29、川模式)、水平剪切變形(葛洲壩模式)、順層高速滑動(dòng)(塘巖光模式)，追蹤平推滑移(白灰廠模式)和張裂順層追蹤破壞(鹽池河模式)等5種模式。這些地質(zhì)模型是國(guó)內(nèi)目前比較系統(tǒng)的模型系列。此外，根據(jù)各個(gè)具體斜坡變形破壞實(shí)例而總結(jié)出來(lái)的模式尚有許多，此處不一一介紹。應(yīng)當(dāng)指出的是，這些模式基本上是大量野外實(shí)際資料的經(jīng)驗(yàn)性概括和典型化抽象。由于地質(zhì)體的復(fù)雜性，這些地質(zhì)模型都需要進(jìn)一步修改和補(bǔ)充。因此，在實(shí)際工作中應(yīng)針對(duì)具體的研究對(duì)象進(jìn)行具體分析，而不能簡(jiǎn)單地套用。圖621斜坡變形的基本組合形式圖解(據(jù)王蘭生、張倬元，1980)第四節(jié)崩塌崩塌是斜坡破壞的一種形式。它對(duì)崖壁下的房屋、道路和其它建筑物常帶來(lái)威脅，尤

30、其對(duì)各種線性工程的危害最嚴(yán)重。如我國(guó)成昆線、寶成線、襄渝線等鐵路沿線崩塌就很發(fā)育。影響鐵路的正常運(yùn)營(yíng)。因此，研究崩塌的形成條件、運(yùn)動(dòng)學(xué)特點(diǎn)，進(jìn)行合理的分類，制訂評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)其威脅性的方法，是斜坡破壞研究的一項(xiàng)重要內(nèi)容。本節(jié)主要對(duì)崩塌的形成條件進(jìn)行介紹。崩塌一般發(fā)生在厚層堅(jiān)硬巖體中?；?guī)r、砂巖、石英巖等厚層硬脆性巖石常能形成高陡的斜坡，其前緣常由于卸荷裂隙的發(fā)育而形成陡而深的張裂縫，并與其它結(jié)構(gòu)而組合，逐漸發(fā)展而形成連續(xù)貫通的分離面，在觸發(fā)因素作用下發(fā)生崩塌(圖622)。此外，由緩傾角軟硬相間巖層組合的陡坡，由于軟弱巖層被風(fēng)化剝蝕而形成凹龕，使上部的堅(jiān)硬巖層失去依托，故也常發(fā)生局部崩塌(圖623)

31、。圖622堅(jiān)硬巖石組成的斜坡前緣卸荷裂隙導(dǎo)致崩塌示意圖 圖623軟硬巖性互層的陡坡局部崩塌示意圖灰?guī)r；砂頁(yè)巖；石英砂巖1砂巖；2頁(yè)巖構(gòu)造和非構(gòu)造成因的巖石裂隙對(duì)崩塌的形成影響很大。硬脆性巖石中往往發(fā)育兩組或兩組以上陡傾節(jié)理，其中與坡面平行的一組常演化為張裂縫。此時(shí)裂隙的切割密度對(duì)崩塌塊體的大小起控制作用。當(dāng)坡體被稀疏但貫通性較好的裂隙切割時(shí)，常能形成較大塊體的落石，這種崩塌具有更大的危險(xiǎn)性；當(dāng)巖石裂隙密集而極度破碎時(shí)，僅能形成小巖塊，一般只能在坡腳處形成倒石堆。崩塌的形成又與地形直接相關(guān)。在地形強(qiáng)烈切割的山區(qū)，高陡斜坡分布區(qū)和深開挖的基坑中，崩塌現(xiàn)象多見(jiàn)。發(fā)生崩塌的地面坡度一般大于45o，而大

32、部分分布在大于60o的斜坡上。地形切割愈強(qiáng)烈，高差愈大，形成崩塌的可能性和能量也就愈大。崩塌的動(dòng)能(即破壞力)可由下式確定：(61)式中：m為崩落巖體(巖塊)的質(zhì)量；V為崩落速度。自由崩落的速度取決于它開始崩落的高度，示即：(62)式中：H為巖體(巖塊)崩落高度；g為重力加速度。可見(jiàn)，崩塌的危險(xiǎn)性不僅取決于崩落塊體的大小，而且也取決于它們墜落位置的高度。此外，氣候條件對(duì)崩塌形成也起一定的作用。在干旱、半干旱氣候區(qū)，由于物理風(fēng)化強(qiáng)烈，導(dǎo)致巖石機(jī)械破碎而發(fā)生崩塌，季節(jié)凍結(jié)區(qū)斜坡巖石裂隙水的凍脹作用，解凍時(shí)亦可導(dǎo)致崩塌的發(fā)生。在上述諸條件制約下，當(dāng)有短時(shí)裂隙靜水壓力，以及地震或爆破等震動(dòng)等觸發(fā)因素作

33、用下，崩塌會(huì)突然發(fā)生，尤其是強(qiáng)烈的地震，可引起大規(guī)模崩塌，以致釀成嚴(yán)重災(zāi)禍。第五節(jié)滑坡本節(jié)概述 滑坡的分布極為廣泛，不僅可以發(fā)生在陸地，而且也可以發(fā)生在海洋中。正因?yàn)槠鋸V為分布，且與人類工程-經(jīng)濟(jì)活動(dòng)密切相關(guān)，所以受到各國(guó)學(xué)者的高度重視?；卵芯孔钤绲膱?bào)道是海姆(A·Heim)在1882年發(fā)表的一篇關(guān)于瑞士阿爾卑斯山區(qū)某處滑坡的文章。100余年來(lái)滑坡研究方興未艾，目前正形成為一門成熟的獨(dú)立學(xué)科，即以滑坡現(xiàn)象、滑坡作用過(guò)程以及滑坡防治為研究對(duì)象的滑坡學(xué)。一、滑坡形態(tài)要素 滑坡現(xiàn)象常以自己獨(dú)有的地貌形態(tài)與其它類型的坡地地貌形態(tài)相區(qū)別?；滦螒B(tài)既是滑坡特征的一部分，又是滑坡力學(xué)性質(zhì)在地表的

34、反映。不同的滑坡有不同的形態(tài)特征?；碌牟煌l(fā)育階段也有各自的形態(tài)特征。因此在滑坡工程地質(zhì)研究中，識(shí)別滑坡形態(tài)特征是認(rèn)識(shí)滑坡的極其重要的方面?；滦螒B(tài)要素如圖624所示，各部位特點(diǎn)如下：圖624滑坡形態(tài)要素示意圖后緣環(huán)狀拉裂縫；滑坡后壁；橫向裂縫及滑坡臺(tái)階；滑坡舌及隆張裂隙；滑坡側(cè)壁及羽狀裂隙；滑坡體；滑坡床；滑動(dòng)面(帶)(1)滑坡體(簡(jiǎn)稱滑體)它指與母體脫離經(jīng)過(guò)滑動(dòng)的巖土體。因系整體性滑動(dòng)，巖土體內(nèi)部相對(duì)位置基本不變，故還能基本保持原來(lái)的層序和結(jié)構(gòu)面網(wǎng)絡(luò)，但在滑動(dòng)動(dòng)力作用下又產(chǎn)生了新的裂隙，使巖土體明顯松動(dòng)。(2)滑坡床(簡(jiǎn)稱滑床)它指滑坡體之下未經(jīng)滑動(dòng)的巖土體。它基本上未發(fā)生變形，完全保持

35、原有結(jié)構(gòu)。只有在前緣部分因受滑坡體的擠壓而產(chǎn)生一些擠壓裂隙，在滑坡壁后緣部分出現(xiàn)弧形張裂隙，兩側(cè)有剪裂隙發(fā)育。 (3)滑動(dòng)面(簡(jiǎn)稱滑面帶)它是滑坡體與滑坡床之間的分界面，也就是滑體沿之滑動(dòng)而與滑坡床相接觸的面。由于滑動(dòng)時(shí)的摩擦，滑動(dòng)面一般是光滑的，有時(shí)還可看到擦痕?；瑒?dòng)面上的士石破壞比較劇烈，形成一個(gè)破碎帶，土石受到揉皺，發(fā)生片理和糜棱化的現(xiàn)象，其厚度可達(dá)數(shù)十厘米，甚至達(dá)數(shù)米，故常稱之為滑動(dòng)帶。(4)滑坡周界滑坡體與其周圍不動(dòng)體在平面上的分界線稱為滑坡周界。它圈定了滑坡的范圍。(5)滑坡壁滑坡后部滑下所形成的陡壁。對(duì)新生滑坡而言，這實(shí)際上是滑動(dòng)面的露出部分。平面呈圈椅狀，其高度視位移與滑坡規(guī)模

36、而定，一般數(shù)米至數(shù)十米，有的達(dá)200多米，陡度多為3680o，形成陡壁。(6)滑坡臺(tái)地又稱滑坡臺(tái)階，即滑體因各段下滑的速度和幅度不同而形成的一些錯(cuò)臺(tái)，常出現(xiàn)數(shù)個(gè)陡坎和高程不同的平緩臺(tái)面。(7)封閉洼地滑坡體與滑坡壁之間常拉開成溝槽或陷落成洼地，四周高中間低，地下水流出或地表水匯集成濕地沼澤，甚至成為水塘。老滑坡因后壁及坡體坍塌，洼地可逐漸填平而消失。(8)滑坡舌滑坡體前部伸出如舌狀的部位，前端往往伸入溝谷河流。舌根部隆起部分稱為滑坡鼓丘。(9)滑坡裂隙滑坡體在滑動(dòng)過(guò)程中各部位受力性質(zhì)和移動(dòng)速度不同，受力不均而產(chǎn)生力學(xué)屬性不同的裂隙系統(tǒng)。一般可分為拉張裂隙、剪切裂隙、羽狀裂隙、鼓張裂隙和扇形張裂

37、隙等。拉張裂隙主要出現(xiàn)在滑坡體后緣，受拉而形成，延伸方向與滑動(dòng)方向垂直，往往呈弧形分布。剪切裂隙分布在滑坡體中下部?jī)蓚?cè)，因滑坡體與其外的不動(dòng)體之間產(chǎn)生相對(duì)位移，在分界處形成剪力區(qū)并出現(xiàn)剪切裂隙，它與滑動(dòng)方向斜交，其兩邊常伴生有羽狀裂隙。鼓張裂隙又稱隆張裂隙，常分布在滑體前緣，受張力而形成，其延伸方向垂直于滑動(dòng)方向。扇形裂隙也分布在滑坡體的前緣，尤以舌部為多；是因土石體擴(kuò)散而形成的，作放射狀分布呈扇形。(10)滑坡軸(主滑線)滑坡在滑動(dòng)時(shí)，滑體運(yùn)動(dòng)速度最快的縱向線。它代表整個(gè)滑坡滑動(dòng)方向，位于滑床凹槽最深的縱斷面上，可為直線或曲線。應(yīng)該注意的是，上述的形態(tài)要素一般在發(fā)育完全的新生滑坡才具備。自然

38、界許多新老滑坡由于要素發(fā)育不全或經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期剝蝕及堆積作用，常常會(huì)消失掉一種或多種要素，應(yīng)注意觀察?；碌男螒B(tài)特征是判斷斜坡是否受過(guò)滑動(dòng)的重要標(biāo)志，是滑坡研究的一項(xiàng)重要內(nèi)容。二、滑坡識(shí)別方法 滑坡的識(shí)別是研究滑坡的最基礎(chǔ)工作，在此基礎(chǔ)之上才能探討形成機(jī)制并提出合理的整治措施。雖然由于地質(zhì)條件的差異，滑坡形態(tài)繁多，同時(shí)又因后期改造而使其更趨復(fù)雜，但是，對(duì)滑坡的研究也還是有一定規(guī)律可循的。人們通過(guò)長(zhǎng)期研究，目前對(duì)滑坡識(shí)別已逐步形成了一套行之有效的方法?；伦R(shí)別方法主要有三種：利用遙感資料，如航片、彩虹外照片來(lái)解釋；通過(guò)地面調(diào)查測(cè)繪來(lái)解決；采用勘探方法來(lái)查明。應(yīng)用遙感圖象識(shí)別滑坡，主要應(yīng)用航空遙感所提供

39、的大比例尺(1：100001：15000)全色、彩虹外象片。另外也輔之以其它航空遙感圖象，如多光譜攝影，多光譜掃描，側(cè)視雷達(dá)掃描等。航空象片(簡(jiǎn)稱航片)上的色調(diào)、色彩、陰影所構(gòu)成的各種形態(tài)、大小、結(jié)構(gòu)、紋影圖案，把一定范圍內(nèi)的地表景觀按一定比例尺真實(shí)地、客觀地顯示出來(lái)，使我們能夠迅速判別此地是否存在滑坡及其規(guī)模和性質(zhì)等。在航片上識(shí)別滑坡，實(shí)質(zhì)上就是識(shí)別滑坡的形態(tài)要素，然后結(jié)合收集研究地區(qū)的地質(zhì)資料進(jìn)行綜合分析，從而確認(rèn)滑坡。據(jù)研究，由于滑坡過(guò)程是由陡坡變?yōu)榫徠碌奈荒茚尫胚^(guò)程，所以滑坡體的總體坡度較周圍山體平緩，有的甚至成為平地地形或凹地。由于巖性、構(gòu)造、地下水活動(dòng)和滑坡體積等條件不同，滑坡以不

40、同形狀下滑，最典型的是滑坡體與后壁兩側(cè)壁構(gòu)成的圈椅狀地形，其它如舌形，梨形、三角形、不規(guī)則形等也很普遍?；麦w的這些形狀在航空照片上均有清晰的影象，容易被識(shí)別?；麦w征滑動(dòng)前及滑動(dòng)過(guò)程中，滑體前，后緣、兩側(cè)及中部均會(huì)產(chǎn)生裂縫；首次滑動(dòng)以后這些裂縫在地表水和其它營(yíng)力作用下發(fā)育成大小不同的沖溝。這些沖溝在航片上表現(xiàn)為明顯的帶狀陰影和色調(diào)差異。因而，在航片上可以判讀滑坡體上溝谷的展布規(guī)模、條數(shù)、切割深度、寬度、溝內(nèi)分布物等。同理，滑坡體上的其它水體如水田、沼澤、池塘等在航片上也都容易識(shí)別。在航片上可以看到滑坡體上不規(guī)則的階梯狀地面，即平臺(tái)與陡坎相間的地形。因此，根據(jù)航片上滑坡臺(tái)地的形狀，大小、級(jí)數(shù)和

41、位置，可以間接地推測(cè)滑坡體上再次滑動(dòng)次數(shù)，滑動(dòng)區(qū)段，范圍等情況?；略谙蚯盎瑒?dòng)時(shí)如果受阻就會(huì)形成隆起的丘狀地形即滑坡鼓丘，鼓丘在航片上常較清楚。當(dāng)然，多數(shù)滑坡不一定具備所有這些判讀特征。各項(xiàng)判讀特征在各個(gè)具體情況下的表現(xiàn)也不盡相同。因此必須綜合判讀各要素才能確定一個(gè)滑坡。例如雅礱江下游的大坪子滑坡。在航片上，明顯的緩坡地形與陡直的后壁、側(cè)壁組成簸箕狀緩坡的前緣向前推出，雅礱江呈明顯的異常彎道。緩坡上有三級(jí)、四處明顯的陡坎、臺(tái)地相間地形。臺(tái)地上均有深淺不同的藍(lán)色水體(水田)分布，部分呈紅色，表明有作物生長(zhǎng)。坡體上可見(jiàn)到順坡方向展布的9條沖溝，最長(zhǎng)一條幾乎貫通整個(gè)坡體，溝邊植物茂盛。結(jié)合地質(zhì)資料又

42、知該處為風(fēng)化破碎的砂、頁(yè)、泥巖互層地層，有三條斷層在坡體上通過(guò)。至此可以判斷出大坪子為一滑坡。利用遙感圖象進(jìn)行滑坡判讀，特別是區(qū)域性滑坡群的識(shí)別，優(yōu)點(diǎn)是很多的。它突出地表現(xiàn)為效率高、視野廣和準(zhǔn)確度高，是一種先進(jìn)的工作方法。但是也應(yīng)指出，滑坡是一種復(fù)雜的動(dòng)力地質(zhì)現(xiàn)象，航空遙感不可能完全代替滑坡的地面調(diào)查工作，特別在詳細(xì)研究階段，它更不能代替物探、鉆探、槽探等勘探工作及巖土力學(xué)試驗(yàn)工作?；碌孛嬲{(diào)查由于可直接觀察到滑坡各要素，并可收集到滑動(dòng)的證據(jù)，因此，仍是滑坡研究中的主要工作方法。斜坡經(jīng)過(guò)滑動(dòng)破壞之后，地形特征比較明顯，特別是站在滑坡對(duì)岸高處嘹望滑坡區(qū)時(shí)更是清楚。在整個(gè)較為順直的山坡上出現(xiàn)圈倚形

43、的陡坎或陡壁，其下為槽溝或封閉形洼地，再向下則地形突出，表現(xiàn)出上凹下凸的坡形，還可見(jiàn)有臺(tái)階狀平地。更低一些的部位則為坑洼起伏的舌形坡地，其前端逼近河岸或?qū)⒑恿飨驅(qū)Π锻埔啤蓚?cè)有溝谷發(fā)育并有雙溝同源的趨勢(shì)(圖625)。溝谷若深切至完整基巖，則在溝壁上常可見(jiàn)到滑動(dòng)面(帶)物質(zhì)，也可觀察到巖層層序的擾動(dòng)，因此滑坡側(cè)溝的調(diào)查在識(shí)別滑坡中起著重要的作用。新生滑坡體上的植被情況與周圍有所不同，樹木歪斜零亂，可見(jiàn)到醉漢林和馬刀樹。圖625滑坡兩側(cè)邊界上的沖溝由于在階地形成期，常因下切減緩側(cè)蝕顯著，而導(dǎo)致滑坡發(fā)育。因此滑坡剪出口常與河流階地標(biāo)高相吻合。野外調(diào)查中應(yīng)注意識(shí)別與階地相對(duì)應(yīng)標(biāo)高的滑坡剪出口，滑坡出口

44、處的巖層常較破碎，可見(jiàn)反翹現(xiàn)象(圖626)，即滑體中巖層的產(chǎn)狀與正常產(chǎn)狀截然不同。此現(xiàn)象對(duì)識(shí)別順層滑坡常有重要意義，因順層滑坡層序一般不紊亂，同時(shí)滑坡壁不明顯，識(shí)別起來(lái)較困難。圖626滑坡前緣巖層反翹現(xiàn)象示意圖(單位m)通過(guò)遙感判讀和地面調(diào)查仍不能確定的滑坡，或已識(shí)別出來(lái)尚需深入研究的滑坡，則應(yīng)采取鉆探，硐探和物探等方法來(lái)進(jìn)行。勘探、物探工作的目的除了確定滑坡體的結(jié)構(gòu)、巖石破碎程度，含水性，地下水位等外，主要是為了找到滑動(dòng)面(帶)。有關(guān)這方面的內(nèi)容下面還要專門介紹?？碧?、物探工作應(yīng)該根據(jù)航片和地表測(cè)繪所了解的滑坡體的大小、形狀和地質(zhì)條件進(jìn)行布置。勘探地區(qū)應(yīng)采用不同方向的勘探線(圖627)。如果

45、坡體結(jié)構(gòu)及地質(zhì)條件簡(jiǎn)單，則僅用縱、橫兩條勘探線即可；當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件復(fù)雜時(shí)，可增加若干條勘探線。此外，在同一條勘探線上可聯(lián)合應(yīng)用不同類型的勘探、物探方法便于分析比較。圖627滑坡勘探線布置三、滑動(dòng)面(帶)研究 在滑坡的工程地質(zhì)研究中，一個(gè)重要的課題就是確定滑動(dòng)面的位置和形狀。圖為在斜坡穩(wěn)定性計(jì)算和防治措施的制定中都必須首先確定滑動(dòng)面，才能取得正確結(jié)果。1. 滑動(dòng)面(帶)的一般特征滑動(dòng)面(帶)由于遭受剪切破壞，形成厚度不大的摩擦破碎帶，其特征與斷層破碎帶有相似之處。該帶巖土一般擾動(dòng)嚴(yán)重，磨碎的細(xì)粒有定向排列的趨勢(shì)，比較軟弱，略有片理化，并可見(jiàn)到磨光面及擦痕。因摩擦而變細(xì)的滑帶土與上下層巖土在粒度成分上

46、和顏色上有所不同，其含水量也比上下巖層高，往往呈軟塑狀態(tài)。2. 滑動(dòng)面(帶)位置確定方法正確確定滑坡的滑面位置，形態(tài)及滑帶物質(zhì)的物理力學(xué)性質(zhì)，是滑坡穩(wěn)定分析及評(píng)價(jià)的必要條件，特別是滑面位置的確定更為重要。實(shí)際工作中，按照工作精度和要求可采用不同的方法。圖628滑面作圖法(1) 根據(jù)作圖法估計(jì)滑面位置當(dāng)只進(jìn)行地表測(cè)繪，未進(jìn)行勘探工程時(shí)，只能借助于作圖方法大致估計(jì)滑面位置。作圖方法如下:假定滑面為一圓弧形，根據(jù)地表測(cè)繪找出滑坡后緣陡壁并測(cè)定陡壁的產(chǎn)狀及擦痕產(chǎn)狀，同時(shí)找出滑坡前緣位置及產(chǎn)狀。在滑坡主軸剖面上，過(guò)后緣陡壁及前緣兩點(diǎn)，按其產(chǎn)狀換標(biāo)畫AC及BC(圖628，a)，過(guò)A及B分別作垂線OA及OB

47、交于O點(diǎn)，以O(shè)為圓心，以O(shè)A(或OB)為半徑作圓，即為假想滑面位置。在滑坡主軸剖面上連接后緣陡壁坡腳A和滑面出口B點(diǎn)連線AB(圖628，b.)，作AB的垂直二等分線CO，在CO上選一點(diǎn)，以O(shè)A為半徑作圓，使此圓能與任一點(diǎn)的滑面傾向線相切，此圓弧即為所求之滑面。圖629應(yīng)變管裝置示意圖圖630應(yīng)變管的彎曲(2) 根據(jù)位移觀測(cè)資料推求滑面位置在有滑坡位移觀測(cè)資料時(shí)，可根據(jù)滑坡的位移數(shù)據(jù)來(lái)推求滑面?？刹捎脩?yīng)變管法確定滑動(dòng)面位置。這個(gè)方法是按一定間距貼一對(duì)電阻應(yīng)變片的硬質(zhì)聚氯乙烯管置于鉆孔中，通過(guò)應(yīng)變片的應(yīng)變來(lái)測(cè)定聚氯乙烯管的彎曲。應(yīng)變片按2m間距貼一片。應(yīng)變片貼在應(yīng)變測(cè)管的中間，并把它和同質(zhì)的過(guò)濾管

48、的中間管連接起來(lái)，如圖629所示，電纜從管的外側(cè)引出。測(cè)管下至鉆孔內(nèi)由于斜坡的滑動(dòng)就會(huì)受到巖土體收縮和伸張變形的影響而發(fā)生彎曲(如圖630)，應(yīng)變片就會(huì)產(chǎn)生應(yīng)變。在滑動(dòng)面處彎曲最大，應(yīng)變也最顯著。應(yīng)變的傳遞距離不大，幾毫米的滑動(dòng)位移，其應(yīng)變只能傳遞到滑動(dòng)面上下50cm左右的地方，所以現(xiàn)在采用的應(yīng)變計(jì)測(cè)管，其應(yīng)變片貼附間距已縮至25cm。這種裝置的精度可達(dá)10010m，愈向深處，精度越低。應(yīng)變管裝好后應(yīng)定期進(jìn)行觀測(cè)，作出每次觀測(cè)的應(yīng)變曲線，并以其累積應(yīng)變量與觀測(cè)日期的關(guān)系曲線(圖631)，表示位移最大位置，即為滑動(dòng)面所在位置。各個(gè)觀測(cè)孔均可得到這樣的結(jié)果，由此連成滑動(dòng)面。作滑動(dòng)面聯(lián)結(jié)時(shí)，應(yīng)先聯(lián)縱

49、斷面，后聯(lián)橫斷面，最后作滑床等深線圖。由于孔內(nèi)觀測(cè)相對(duì)成本較高，所以一般應(yīng)用于大型滑坡的詳勘階段或長(zhǎng)期觀測(cè)。圖631累計(jì)應(yīng)變時(shí)間與應(yīng)變量關(guān)系曲線(據(jù)山田剛二等，1972)(3) 根據(jù)鉆探資料判斷滑面(帶)位置鉆探是滑面研究中常用方法之一，根據(jù)鉆探資料可較準(zhǔn)確地確定滑動(dòng)面(帶)的位置。鉆探中可作滑面分析的資料包括：在基巖滑坡滑帶以上鉆進(jìn)時(shí)，鉆具跳動(dòng)，易卡鉆，回水漏失嚴(yán)重，滑帶以下鉆進(jìn)平穩(wěn)，透水性正常。由基巖滑坡滑帶以上巖心量得的巖層傾角變化較大，巖石風(fēng)化劇烈，裂隙中多有泥質(zhì)充填，滑帶處且常有泥夾碎屑。滑帶以下巖層產(chǎn)狀正常，風(fēng)化狀態(tài)亦轉(zhuǎn)正常。在滑帶附近鉆進(jìn)時(shí)，如速度突快或發(fā)現(xiàn)孔壁收縮，孔身錯(cuò)斷，套

50、管彎曲，上下鉆具困難，此處可能為滑帶位置。在這種情況下，除可直接測(cè)量鉆孔彎曲部分外，也可在孔內(nèi)下入塑料管，定期用略小于塑料管內(nèi)徑的金屬棒下入孔內(nèi)，測(cè)棒受阻處可能為滑面位置。土質(zhì)滑坡滑帶干鉆巖心剝開后，可見(jiàn)滑動(dòng)形成的微斜層理、擦痕和鏡面，滑帶土中有上部土層的夾雜物，顏色和土質(zhì)比較復(fù)雜，巖心的微細(xì)結(jié)構(gòu)也有錯(cuò)動(dòng)現(xiàn)象。含細(xì)粒物質(zhì)時(shí)，其表面比較光亮?；鶐r滑坡滑帶從上壓水或注水試驗(yàn)時(shí)，漏水嚴(yán)重、栓塞常封堵不嚴(yán)，水泵不起壓，一般測(cè)不到地下水位，鉆孔無(wú)回水。滑帶以下基巖透水正常，可測(cè)得地下水位。下套管至基巖頂面，則鉆進(jìn)有回水。此外尚可根據(jù)鉆進(jìn)中的地下水位進(jìn)行判斷。鉆穿滑帶時(shí)，地下水位常有顯著變化。(4) 根據(jù)

51、坑探工程查明滑面位置通過(guò)坑探工程查明滑動(dòng)面(帶)的位置是行之有效的方法，特別是大型滑坡有多個(gè)滑面時(shí)常可直接觀察到。(5) 根據(jù)物探資料判斷滑面位置當(dāng)滑面與上下層有較大電性差異時(shí)，可利用電測(cè)深曲線確定滑面位置。也可根據(jù)彈性波資料、電測(cè)井或充電法資料確定滑面。用上述方法初步確定滑面位置時(shí)，尚須結(jié)合地表形態(tài)和其它地質(zhì)因素進(jìn)行分析判斷；尤其必須注意的是，大型滑坡常有幾個(gè)滑面，要區(qū)分主滑面和次級(jí)滑面。四、滑坡分類 滑坡形成于不同的地質(zhì)環(huán)境，并表現(xiàn)為各種不同的形式和特征。滑坡分類的目的就在于對(duì)滑坡作用的各種環(huán)境和現(xiàn)象特征以及產(chǎn)生滑坡的各種因素進(jìn)行概括，以便正確反映滑坡作用的某些規(guī)律。在實(shí)際工作中，可利用科

52、學(xué)的滑坡分類去指導(dǎo)勘察工作，衡量和鑒別給定地區(qū)產(chǎn)生滑坡的可能性，預(yù)測(cè)斜坡的穩(wěn)定性以及制定相應(yīng)的防滑措施。目前滑坡的分類方案很多，各方案所側(cè)重的分類原則不同。有的根據(jù)滑動(dòng)面與層面的關(guān)系，有的根據(jù)滑坡的動(dòng)力學(xué)特征，有的根據(jù)規(guī)模、深淺，有的根據(jù)巖土類型，有的根據(jù)斜坡結(jié)構(gòu)，還有根據(jù)滑動(dòng)而形狀甚至根據(jù)滑坡時(shí)代等等。由于這些分類方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，所以仍沿用至今。同時(shí)也有人提出不少綜合分類方案，但是這些方案尚未得到公認(rèn)?；路诸愑写M(jìn)一步探討。下面僅重點(diǎn)介紹幾類：1. 按滑動(dòng)面與層面關(guān)系的分類這種分類應(yīng)用很廣，是較早的一種分類?？煞譃榫|(zhì)滑坡(無(wú)層滑坡)、順層滑坡和切層滑坡三類。(1) 均質(zhì)滑坡這是發(fā)生在均質(zhì)

53、的沒(méi)有明顯層理的巖體或土體中的滑坡?；瑒?dòng)面不受層面的控制，而是決定于斜坡的應(yīng)力狀態(tài)和巖土的抗剪強(qiáng)度的相互關(guān)系?；娉蕡A柱形或其它二次曲線形。在粘土巖、粘性土和黃土中較常見(jiàn)。如陜西省陽(yáng)安鐵路中段的西鄉(xiāng)路塹滑坡即為此例(圖632)。路塹邊坡為均質(zhì)的棕紅色膨脹土組成，邊坡高23m，1981年11月20日發(fā)生滑動(dòng)，滑體長(zhǎng)72m，寬42m，最大厚度15m，線路被堵塞高達(dá)6m?；瑒?dòng)面為圓弧形，后滑壁傾角約70o，高45m，平面上形成圈椅狀。圖632西鄉(xiāng)滑坡縱剖面圖(2) 順層滑坡這種滑坡一般是指沿著巖層層面發(fā)生滑動(dòng)。特別是有軟弱巖層存在時(shí)，易成為滑坡面。那些沿著斷層面，大裂隙面的滑動(dòng)，以及殘坡積物順其與下

54、部基巖的不整合面下滑的均屬于順層滑坡的范疇。順層滑坡是自然界分布較廣的滑坡，而且規(guī)模較大。1963年10月9日發(fā)生在意大利的vajont水庫(kù)滑坡即為一大型順層滑坡，滑動(dòng)體積為2.6×108。該滑坡使當(dāng)時(shí)世界上最大的雙曲拱壩失效，并造成壩下游2600人喪生(圖633)。圖633vajont水庫(kù)滑坡剖面圖灰?guī)r：含粘土巖夾層的薄層灰?guī)r(侏羅系)；含燧石的厚層灰?guī)r(白墨系)；泥灰質(zhì)灰?guī)r；老滑坡；滑動(dòng)面；滑動(dòng)后地面線(據(jù)舍利，l964)(3) 切層滑坡滑坡面切過(guò)巖層面而發(fā)生的滑坡稱為切層滑坡?；旅娉３蕡A柱形，或?qū)?shù)螺旋曲線，如圖634所示。圖634切層滑坡(據(jù)Ward，1945)2. 按滑動(dòng)

55、力學(xué)性質(zhì)分類主要按決定于始滑位置(滑坡源)所引起的力學(xué)特征進(jìn)行分類。這種分類，對(duì)滑坡的防治有很大意義。一般根據(jù)始滑部位不同而分為牽引式，推落式、平移式和混合式(圖635)。圖635始滑部位不同的各類滑坡a擦落式滑坡；b平移式滑坡；c牽引式滑坡；o始滑部位(1) 推落式滑坡這種滑坡主要是由于斜坡上部張開裂縫發(fā)育或因堆積重物和在坡上部進(jìn)行建筑等，引起上部失穩(wěn)始滑而推動(dòng)下部滑動(dòng)。如湖北省秭歸縣境內(nèi)土鳳巖馬家壩滑坡，該處原為一古滑坡體，高3050m的后緣陡壁崩塌，約1.5×105m3崩塌體崩落到古滑坡體上，造成壓力急劇增加，從而引起古滑坡復(fù)活。(2)平移式滑坡這種滑坡滑動(dòng)面一般較平緩，始滑部位分布于滑動(dòng)面的許多點(diǎn)，這些點(diǎn)同時(shí)滑移，然后逐漸發(fā)展連接起來(lái)。如包頭礦務(wù)局的白灰廠滑坡，該處為侏羅系煤系地層，主要為砂巖、砂頁(yè)巖、灰?guī)r、油頁(yè)巖及粉砂巖，并夾有粘土巖層，傾角46o，坡體為平緩山坡?；麦w沿粘土層滑出，最大滑動(dòng)速度每天有1