黄土滑坡的形成机理与防治措施

2012 NO.15Science and Technology Innovation Herald科技创新导报黄土滑坡的形成机理与防治措施

李晓芳 赵文博

(长安大学 陕西西安 710061)

摘 要:黄土滑坡是公路工程地质中常见的问题,它的危害大,治理困难,一直都是公路工程中亟待解决的问题。本文论述了黄土滑坡的分类、诱因及演变过程,并总结了几点防治措施,对实际工程有一定的指导意义。关键词:公路地质 黄土滑坡 演变 防治措施中图分类号:U4文献标识码:A文章编号:1674-098X(2012)05(c)-0093-01

我国黄土面积广泛,约占陆地面积的6.6%。主要分布在陕西、甘肃、山西以及宁夏等黄土高原地区。黄土高原地区土质疏松、孔隙大、且含有较高的可溶盐,又受地貌条件及人类活动影响,水土流失严重,地质灾害频频发生。而黄土滑坡是黄土地区最严重的地质灾害类型之一。其规模大、危害性强已严重影响当地居民的生命财产安全,并制约经济的发展。本文主要介绍一下黄土滑坡的分类、形成机理,提出了几种防治的措施。并对未来研究的方向作了简单的展望。

1 黄土滑坡类型

黄土滑坡是黄土高原地区的一种特殊的地貌,其分布有一定的群集性,各群集黄土滑坡的形成受地层结构、水文地质条件、侵蚀强度与深度、区域性地貌等组合因素。按黄土滑坡地区的地层与结构的不同,黄土滑坡可分为:1.1黄土内滑坡

该滑坡滑动面(带)在地层内部,沿软弱夹层滑动。如古土壤的顶部,有上层滞水润滑;或新老黄土的接触面不整合时,常会形成此类滑坡。黄土内滑坡规模较小,一般小于10×104m3。1.2黄土—基岩接触面滑坡

该滑坡又可分为黄土—基岩顺层滑坡和黄土—基岩切层滑坡。其滑动面(带)位于下伏基岩的顶面。此类滑坡规模较大,多超

过10×104m3

。

2 滑坡形成条件

黄土滑坡的发生,是斜坡土体平衡条

件遭到破坏的结果。由于土体的特性不同,滑动面的形状有各种形式,基本为平面形和圆柱状两种。

当土体沿平面AB滑动时,其平衡条件为土体重力G所产生的侧向滑动力T等于或小于滑动面抗滑阻力F。以稳定系数K表

示,即K

总抗滑力总下滑力F

T

,若K1,斜坡平衡

条件遭破坏形成滑坡。若K1,则斜坡处于稳定或极限平衡状态。

当土体沿圆弧AB滑动时,其平衡条件是滑动部分对O点的滑动力矩M1等于或小于随动部分对O点的抗滑力矩M2与滑动面上的抗滑力矩ABR之和。其稳定系数

K总抗滑力矩M2ABR总下滑力矩M。同样若1

K1,形成滑坡。

若K1,则斜坡处于稳定或极限平衡状态。

3 黄土滑坡的诱因

从黄土滑坡的地质结构特征及其分布

规律分析,可归纳出黄土滑坡的诱因主要滑坡体会造成地面隆胀、路面缩窄等破坏。

有以下几点:

经历上述过程后,坡体逐渐稳定且滑3.1地震诱发黄土滑坡

动面附近的土体收到挤压,固结程度提高,地震荷载是诱发滑坡形成的主要动因。整个滑坡的稳定性也有所提高。

由于黄土结构疏松,在振动作用下孔隙水压力会增大出现液化现象。这样在地震力作用5 滑坡的治理

下,土体结构发生破坏,形成地震滑坡。防治滑坡的工程措施大致可以分为排3.2河流侵蚀或持续降雨影响

水,力学平衡及改变滑动带土体性质三类。河流侵蚀包括下蚀、侧蚀和溯源侵蚀,选择合理的防治措施必须针对滑坡的成这三种侵蚀都会使土体结构发生破坏,诱发因、性质及发展变化的具体情况而定。黄土滑坡。持续降雨或暴雨是会使黄土地层5.1完善预警系统

中的含水量增大,稳定性降低,形成滑坡。建立完整的管理监测系统,切实做好3.3冻融作用

滑坡的预测预报工作。完善监测制度,确保冻融作用会引起斜坡体内地下水的富地质灾害的监测工作科学化、规范化。尽量集和疏散,富集可造成土体软化,而疏散又减少滑坡带来的损失。同时加强宣传教育,会引起水压力突变,这些直接影响斜坡体合理利用土地资源、做好生态育林工作。的稳定。黄土高原地区冬季寒冷干燥,而春5.2力学平衡法

季气温快升多变,季节性冻融作用强烈。因将较陡的边坡减缓或将滑坡体后缘的岩此在初春的冻融季节,黄土滑坡常常发生。土体削去一部分以减小下滑推力;也可以在3.4人类活动

滑坡体下修筑抗滑石垛、抗滑挡墙、抗滑桩等随着黄土高原地区经济发展,水利、公支挡建筑物,以增加滑坡下部的抗滑力。路、铁路、采矿、地下建设等工程活动常常5.3排水

导致滑坡发生。

通过地表排水如设置截水沟以截排来自滑坡体外的坡面径流,在滑坡体上设置4 黄土滑坡演变

树枝状排水系统汇集旁引坡面径流于滑坡黄土滑坡的形成与演化过程,既受滑坡岩体外排出。也可通过地下排水,设置渗沟、土体物理力学性质变化等内在因素的控制,又盲沟等排除地下水。受气候、地表(下)水、人类工程活动等外部因素5.4改善滑动面土体性质

的强烈影响,且各种因素都是动态变化的。总体包括焙烧,电渗排水,化学加固等,此来说,黄土滑坡的形成过程可分为三个阶段。类方法成本较高,需考虑经济因素。以上方4.1蠕动—拉裂阶段

法在黄土地区常组合采用,有主有辅。

斜坡体在自重作用下会产生下滑力。受自然和人为因素长期的影响,斜坡体强度逐6 结语

渐降低,以致抗剪强度小于下滑力而发生变(1)由于黄土对水十分敏感,它的工程

形,坡体开始蠕动,此时坡体后缘处于拉应性质变化很大,并且现在没有一种很好的力状态。随着蠕动的发展,坡体后缘处产生方法来分析黄土的力学特性,所以在很多拉裂,坡面出现断续的张拉裂缝。水分通过方面还有待于进一步研究,比如斜坡滑坡张拉裂缝渗入土体导致蠕动变形加剧,拉裂稳定性计算与分析;下滑推力的计算等。

向下逐渐加深。随着坡体进一步蠕动,坡面(2)国内外对滑坡的时间预报和滑动速上的张拉裂缝不断发展,坡体两侧也相继出率预报研究较多,而对滑坡致灾范围的预测现剪切裂缝,滑坡体雏形基本形成。相对较少,且针对性不强,这些都亟待解决。

4.2滑动—破坏阶段

随着滑坡发展,拉裂逐渐加深。当坡体参考文献

的软弱带全面贯通后,坡体后缘段与主滑段[1]王永炎,林在贯.中国黄土的结构特征及

断开,并以推动主滑段下滑。此时后缘段推物理力学性质[M].北京:科学出版社,1990.力加上主滑段下滑力的合力大于其自身的[2]窦明健,陈洪凯.公路工程地质[M].北

抗剪力时,坡体便开始整体下滑。前一级牵京:人民交通出版社,2006.

引着后一级滑体,同时后一级也推挤着前一[3]王念秦,张倬元.黄土滑坡灾害研究

级滑体。至此,滑坡出现滑动破坏现象。[M].兰州:兰州大学出版社,2005.

4.3逆掩—压密阶段

[4]徐张建,林在贯,张茂省.中国黄土与黄

在滑坡体滑移的过程,前缘坡体不断土滑坡[J].岩土力学工程学报.

挤出以消除剪应力。由于前缘地形平缓,所[5]孙秀娟,杨强.陇东某黄土滑坡地质灾

以大多数坡体选择坡内缓倾的面作为挤出害成因、特征分析及防治对策[J].勘察面,以逆掩形式沿最小阻力的地带挤出。此时

科学技术,2010(4).

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