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三岔河镇灾害体成因机制分析

2017-06-14陈飞

环球人文地理·评论版 2017年3期
关键词:三岔河沟谷临空

陈飞

(云南岩土工程勘察设计研究院,云南 昆明 650051)

摘要:三岔河中学四周发育有数个大小不一的滑坡与不稳定边坡,直接威胁学校公共设施和师生的安全,由于地方财政原因致使该灾害点至今未能得到有效治理。三岔河镇古滑坡形成年代早,其具体形成细节难以求证,本文根据整体地貌、揭露地层之间覆盖情况来研究其滑坡成因机制。

关键词:三岔河;滑坡灾害体;成因;地貌

1.三岔河地质构造与地层岩性

三岔河地處印度、欧亚板块碰撞带的喜马拉雅山断裂的南延带,属岗底斯-念青唐古拉褶皱系的昌宁—孟连褶皱带,次一级构造体系为凤庆-雪华北西向构造带西亚带,构造体系范围内岩性主要为澜沧群变质岩,勐佑以南、雪华以西发育一组较大规模北西向断裂,断裂延伸与变质岩片理方向基本一致,构造体系南延受北东—南西向构造阻隔而止,区内控制性构造为三岔河断裂。

根据工程地质测绘和钻探揭露情况,工程区出露地层包括:第四系堆积层①(Q4)、上三叠系三岔河组(T3sc)、前奥陶系习谦组地层(AnOxq)共3组地层,其中第四系堆积层分为第四系泥石流堆积(Q4df)、第四系滑坡堆积(Q4del)、第四系冲洪积(Q4al+pl)及第四系残坡积(Q4el+dl)4个亚组。

2.三岔河滑坡灾害体成因分析

2.1 地貌和构造。三岔河地处构造强烈抬升区域,河流切割作用强烈,河谷岸坡临空面良好。

岩性与地下水的综合作用:三岔河镇地处三岔河骨干断裂核心部位,历史上受到强烈的挤压作用,使得岩体破碎;这些破碎岩土体因构造裂隙发育的连通更容易形成地下水的流通空间,地下水流通区范围内这些破碎带的风化速度加快,故受地下水影响,最低侵蚀基准面以上的断层两侧破碎带的岩土逐渐形成了一个受构造控制的强烈风化破碎带;同时该区域母岩以片岩、泥岩为主,其风化后的物质含较多的粘土矿物,使得强烈风化后的破碎带岩土体力学性质差;因此,构造、岩性和地下水共同造成断层两侧范围较大的破碎岩土体堆积物,为滑坡形成提供了必要的物源条件。

2.2 沟谷的切割及岸坡再造。受松花河及其支沟的强烈切割作用,使得受切割的沟谷两侧物质失去支撑,这种开挖卸荷作用将使沟谷两侧坡体的岩土体往临空方向回弹(即卸荷回弹作用),这种回弹作用使应力重分布影响范围内的岩土体往临空方向产生一个拉应力集中区(该拉应力集中区受控于岩体的强度大小、产状、节理裂隙的发育程度、切割深度等),导致沟谷两侧坡体的应力重新分布,两侧斜坡应力往沟谷底部集中。从岸坡发展来看,松花河两岸的堆积体岸坡长期处于工程力学性质较差的断层破碎带堆积体长期处于极限稳定状态。

2.3 气候及地下水因素。三岔河镇气候具有雨季集中的特点,部分时段单日降雨量大,导致滑坡内地下水丰富。地下水加速破碎带岩土体风化;雨季时节雨水深入提升滑坡体地下水位,增加堆积体重力,并带来较大的动水和静水压力,水位的陡然升降带来的渗流梯度变大并带来较大的渗透压力;存在较大渗透压力的地下水径流过程往往伴随潜蚀作用,而潜蚀作用使得滑坡滑动带的力学参数降低,这种作用对土石分界线为滑面的滑坡表现的较为明显,第四系覆盖层为相对透水含水层而下伏强风化基岩为相对隔水地层,故地下水沿两者之间的界面集中汇流,在接触面上潜蚀作用最为强烈,故接触带力学性质最低,使得土石接触带为相对软弱的层位。

由此,地下水是滑(边)坡稳定性的重要控制因素之一。

2.4 沟谷的切割及岸坡再造。受松花河及其支沟的强烈切割作用,使得受切割的沟谷两侧物质失去支撑,这种开挖卸荷作用将使沟谷两侧坡体的岩土体往临空方向回弹(即卸荷回弹作用),这种回弹作用使应力重分布影响范围内的岩土体往临空方向产生一个拉应力集中区,导致沟谷两侧坡体的应力重新分布,两侧斜坡应力往沟谷底部集中。随着上述边界条件的影响和改变,当沟谷两侧斜坡体物质中相对软弱部位的强度不能满足上部坡体自身重力作用产生的应力时,为满足平衡需求,软弱部位以上坡体将在其自重作用下沿软弱部位往临空方向产生位移(蠕动)来满足新的应力平衡需求,即通过坡体的变形协调重新达到的应力平衡;伴随着坡体蠕动变形的发展,坡体沿软弱部位往临空方向的位移量逐步增加到一定程度,直到蠕动坡体在相对软弱层内形成一条贯通滑动面(即滑坡形成),滑坡形成后沿滑动面向沟谷内滑动,最终达到新的平衡状态(岸坡再造作用)。

2.5 偶然因素。根据滑坡堆积层与下伏地层关系推测,古滑坡的剧滑形成属于偶然因素。

钻探揭露学校的古滑坡堆积体覆盖在河床堆积体上,且界线分明,揭露河床堆积物标高逐渐往南侧加深,而河床堆积物以下均直接为相对完整的基岩地层特征,由此可以认定的是河床堆积物形成在前、滑坡堆积物形成在后,学校位置目前尚可见滑坡解体形成的厚壁残余部分。合理解释为学校滑坡发生过一次强烈的滑动,古滑坡原始剪出口位于学校食堂一带,该位置是古河床堆积区与原始河谷岸坡的交界区,在这种前提下滑坡发生如此大规模的剧滑只能推测为偶然的地震、暴雨(洪水)等外载因素。

古滑坡形成后因其特殊的凹槽形态使得其成为小范围内的汇水区,因此滑坡体中部逐渐演变为为一条冲沟(C1)。

滑坡体前部的解体带来新的临空面,使得古滑坡体后部的岩土体出现新的应力平衡,进而诱发H1、H2滑坡的形成,同时在地下水等因素的偶合作用下加速滑坡体上新滑坡的发展。同样类似的还有H3、H4滑坡,该两处滑坡也是发育在自然状态下极限稳定的斜坡体中,其滑坡物质均为第四系残坡积物质,都是由于受人工开挖影响出现新的应力平衡而诱发的坡体物质滑动。

滑坡体前部的解体带来新的临空面,使得古滑坡体后部的岩土体出现新的应力平衡,进而诱发H1、H2滑坡的形成,同时在地下水等因素的偶合作用下加速滑坡体上新滑坡的发展。同样类似的还有H3、H4滑坡,该两处滑坡也是发育在自然状态下极限稳定的斜坡体中,其滑坡物质均为第四系残坡积物质,都是由于受人工开挖影响出现新的应力平衡而诱发的坡体物质滑动。

参考文献

[1]万园. 火山泥石流动力学及灾害研究[D].中国地震局地质研究所,2012.

[2]樊明. 陇南市暴雨成因分析及引发泥石流滑坡灾害研究[D].南京信息工程大学,2006.

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