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震撼揭示:滑坡对人类生活的影响

时间:2023-12-05 百科知识 版权反馈
【摘要】:1985年6月10日4时15分,湖北省秭归县新滩镇姜家坡坎下西南沟槽发生70万立方米的崩滑。6月12日3时半在新滩西侧产生闷雷般的巨大响声;15分钟之后,东侧也发生巨大响声,随之发生了惊天动地的整体大滑动。经调查,崩滑的土石总方量约3000万立方米。由此可见,一个完整的滑坡应该包括以上11个部分。查明和掌握这些影响因素对了解边坡失稳的发生、发展规律,以及制定防治措施是非常必要的。调查表明:90%以上的滑坡与水的作用有关。

震撼揭示:滑坡对人类生活的影响

1985年6月10日4时15分,湖北省秭归县新滩镇姜家坡坎下西南沟槽发生70万立方米的崩滑。6月12日3时半在新滩西侧产生闷雷般的巨大响声;15分钟之后,东侧也发生巨大响声,随之发生了惊天动地的整体大滑动。600万立方米的土石从姜家坡脚下冲出,前缘主滑体沿两侧沟槽向西南直扑入江,形成高出水面的长约93米、宽250米的扇形滑舌。据水下地形测量,滑舌前缘在水下抵达对岸,使江床壅高,入江土方量约200万立方米。入江时造成强大有涌浪,对岸涌浪迹线高达54米,在上游5.5千米的香溪镇为7米,15千米的秭归县城为1米,余浪涌进香溪河2千米处还掀翻4只小木船;涌浪在下游2千米处递减为10米,10千米处递减为2米,至三斗坪坝址则递减为不足1米。

经调查,崩滑的土石总方量约3000万立方米。入江的土石堵塞江面1/3。土石垫高了航道,致使原已改善的滩险,再次成为长江汛期的一等滩。新滩镇全部被摧毁,毁房1569间;毁农田52公顷、柑橘树3.45万株、柑橘树苗50万株;涌浪冲翻和击沉新滩上下游8千米内停舶的机动船13艘、木船64条,死亡人数10人(失踪2人)、受伤人数8人,直接经济损失700万元以上。

斜坡上的部分岩体和土体在自然或人为因素的影响下沿某个滑动面发生剪切破坏向下运动的现象称为滑坡。滑动面可以是受剪应力最大的贯通性剪切破坏面或带,也可以是岩体中已有的软弱结构面。规模大的滑坡一般是缓慢地、长期地往下滑动,有些滑坡滑动速度也很快,其过程分为蠕动变形和滑动破坏阶段,但也有一些滑坡表现为急剧的滑动,下滑速度从每秒几米到几十米不等。滑坡多发生在山地的山坡、丘陵地区的斜坡、岸边、路堤或基坑等地带。滑坡对工程建设的危害很大,轻则影响施工,重则破坏建筑;由于滑坡,常使交通中断,影响公路的正常运输;大规模的滑坡,可以堵塞河道,摧毁公路,破坏厂矿,掩埋村庄,对山区建设和交通设施危害很大。

山体滑坡

滑坡的形态特征

滑坡在平面上的边界和形态特征与滑坡的规模、类型及所处的发育阶段有关。一个发育完全的滑坡,一般包括:(1)滑坡体,指滑坡发生后与母体脱离开的滑动部分;(2)滑动带,滑动时形成的碾压破碎带;(3)滑动面,滑坡体沿着下滑的表面;(4)滑坡床,滑体以下固定不动的岩土体,它基本上未变形,保持了原有的岩体结构;(5)滑坡壁,滑体后部和母体脱离开的分界面,暴露在外面的部分,平面上多呈圈椅状;(6)滑坡台阶,由于各段滑体运动速度的差异而在滑体上部形成的滑坡错台; (7)滑坡舌,又称滑坡前缘或滑坡头,在滑坡前部,形如舌状伸入沟谷或河流,甚至越过河对岸;(8)滑坡周界,指滑坡体与其周围不动体在平面上的分界线,它决定了滑坡的范围;(9)封闭洼地,滑体与滑坡壁之间拉开成沟槽,相邻滑体形成反坡地形,形成四周高中间低的封闭洼地;(10)主滑线,又称滑坡轴,滑坡在滑动时运动速度最快的纵向线,它代表滑体的运动方向; (11)滑坡裂隙,分为四类:分布在滑坡体上部的拉张裂隙;分布在滑体中部两侧的剪切裂隙;分布在滑坡体中下部的扇状裂隙;分布在滑坡体下部的鼓张裂隙。由此可见,一个完整的滑坡应该包括以上11个部分。当然,在实际的滑坡现象中,有时候很难分清楚各个部分明显的边界。

滑坡的等级划分

小型滑坡:滑坡体积小于10×104立方米;

中型滑坡;滑坡体积为10×104~100×104立方米;

大型滑坡:滑坡体积为100×104~1000×104立方米;

特大型滑坡(巨型滑坡):滑坡体体积大于1000×104立方米。

滑坡的分类

对于一个滑坡,从不同的角度可以有不同的分类,从研究山坡发展形成历史出发,可以分为古滑坡、老滑坡、新滑坡、现代滑坡等类型;按滑坡的发展阶段,将滑坡分为幼年期、青年期、壮年期和老年期;按滑坡的滑动力学特征,则可分为推动式、平移式和牵引式滑坡。在实践中,可以根据突出因素对滑坡进行分类,分类的原则就是看对我们认识、防治和处理此滑坡是否有帮助。

滑坡的形成条件

要探讨滑坡的形成条件,就必须考虑影响边坡稳定性的因素,影响边坡稳定性的因素有内在因素和外在因素两个方面。内在因素有组成边坡岩土体的性质、地质构造、岩体结构、地应力等。它们常常起着主要的控制作用。外在因素有地表水和地下水的作用、地震、风化作用、人工开挖、爆破以及工程荷载等。其中地表水和地下水是影响边坡稳定最重要、最活跃的外在因素,其他大多起触发作用。查明和掌握这些影响因素对了解边坡失稳的发生、发展规律,以及制定防治措施是非常必要的。

1.滑坡形成的内部条件

产生滑坡的内部条件与组成边坡的岩土的性质、结构、构造和产状等有关。不同的岩土,它们的抗剪强度、抗风化和抗水侵蚀的能力都不相同,如坚硬致密的硬质岩石,它们的抗剪强度较大,抗风化的能力也较高,在水的作用下岩性也基本没有变化,因此,由它们所组成的边坡往往不容易发生滑坡。反之,如页岩、片岩以及一般的土则恰好相反,因此,由它们所组成的边坡就比较容易发生滑坡。从岩土的结构、构造来说,主要的是岩(土)层层面、断层面、裂隙等的倾向对滑坡的发育有很大的关系。同时,这些部位又易于风化,抗剪强度也低。当它们的倾向与边坡坡面的倾向一致时,就容易发生顺层滑坡以及在堆积层内沿着基岩面滑动;否则反之。边坡的断面尺寸对边坡的稳定性也有很大的关系,边坡也陡,其稳定性就越差,越容易发生滑动。如果坡高和边坡的水平长度都相同,但一个是放坡到顶,而另一个却是在边坡中部设置一个平台,由于平台对边坡的反压作用,就增加了边坡的稳定性。此外,滑坡若要向前滑动,其前沿就必须要有一定的空间,否则滑坡就无法向前滑动。山区河流的冲刷、河谷的深切以及不合理的大量切坡都能形成高陡的临空面,而为滑坡的发育提供良好的条件。总之,当边坡的岩性、构造和产状等有利于边坡的发育,并在一定的外部条件下引起边坡的岩性、构造和产状等发生变化时,就能发生滑坡。

2.滑坡形成的外部条件

滑坡发育的外部条件主要有水的作用,不合理的开挖和坡面上的加载、振动、采矿等,以前两者为主。调查表明:90%以上的滑坡与水的作用有关。水的来源不外乎大气降水、地表水、地下水、农田灌溉的渗水、高位水池排水管道等的漏水等。不管来源怎样,一旦水进入斜坡岩土体内,它将增加岩土的重度并产生软化作用,降低岩土的抗剪强度,产生静水压力和动水力,冲刷或侵蚀坡脚,对不透水层上的上覆岩土层起润滑作用,当地下水在不透水层顶面上汇集成层时,它还对上覆地层产生浮力作用等等。总之,水的作用将会改变组成边坡的岩土的性质、状态、结构和构造等。因此,不少滑坡在旱季原来接近于稳定,而一到雨季就急剧活动,形成“大鱼大滑,小雨小滑,不雨不滑”。这也说明了雨水和滑坡的关系。山区建设中还常由于不合理的开挖坡脚或不适当的在边坡上填放弃土、建造房屋或堆置材料,以致破坏斜坡的平衡条件而发生滑动。此外,振动对滑坡的发生和发展也有一定的影响,如大地震时往往伴有大滑坡发生,爆破有时也会引发滑坡。

影响滑坡活动强度的主要因素

滑坡的活动强度,主要与滑坡的规模、滑移速度、滑移距离及其蓄积的位能和产生的功能有关。一般讲,滑坡体的位置越高、体积越大、移动速度越快、移动距离越远,则滑坡的活动强度也就越高,危害程度也就越大。具体讲来,影响滑坡活动强度的因素有:

(1)地形:坡度、高差越大,滑坡位能越大,所形成滑坡的滑速越高。斜坡前方地形的开阔程度,对滑移距离的大小有很大影响。地形越开阔,则滑移距离越大。

(2)岩性:组成滑坡体的岩、土的力学强度越高、越完整,则滑坡往往就越少。构成滑坡滑面的岩、土的性质,直接影响着滑速的高低,一般讲,滑坡面的力学强度越低,滑坡体的滑速也就越高。

(3)地质构造:切割、分离坡体的地质构造越发育,形成滑坡的规模往往也就越大越多。

(4)诱发因素:诱发滑坡活动的外界因素越强,滑坡的活动强度则越大。如强烈地震、特大暴雨所诱发的滑坡多为大的高速滑坡。

滑坡的活动时间规律

滑坡的活动时间主要与诱发滑坡的各种外界因素有关,如地震、降温、冻融、海啸、风暴潮及人类活动等。大致有如下规律:

(1)同时性:有些滑坡受诱发因素的作用后,立即活动。如强烈地震、暴雨、海啸、风暴潮等发生时和不合理的人类活动,如开挖、爆破等,都会有大量的滑坡出现。

(2)滞后性:有些滑坡发生时间稍晚于诱发作用因素的时间。如降雨、融雪、海啸、风暴潮及人类活动之后。这种滞后性规律在降雨诱发型滑坡中表现最为明显,该类滑坡多发生在暴雨、大雨和长时间的连续降雨之后,滞后时间的长短与滑坡体的岩性、结构及降雨量的大小有关。一般讲,滑坡体越松散、裂隙越发育、降雨量越大,则滞后时间越短。此外,人工开挖坡脚之后,堆载及水库蓄、泄水之后发生的滑坡也属于这类。由人为活动因素诱发的滑坡的滞后时间的长短与人类活动的强度大小及滑坡的原先稳定程度有关。人类活动强度越大、滑坡体的稳定程度越低,则滞后时间越短。

滑坡的空间分布规律

滑坡的空间分布主要与地质因素和气候等因素有关。通常下列地带是滑坡的易发和多发地区:

(1)江、河、湖(水库)、海、沟的岸坡地带,地形高差大的峡谷地区,山区、铁路、公路、工程建筑物的边坡地段等。这些地带为滑坡形成提供了有利的地形地貌条件;

(2)地质构造带之中,如断裂带、地震带等。通常地震烈度大于7度的地区,坡度大于25度的坡体,在地震中极易发生滑坡;断裂带中的岩体破碎、裂隙发育,则非常有利于滑坡的形成;

(3)易滑(坡)的岩、土分布区。如松散覆盖层、黄土、泥岩、页岩、煤系地层、凝灰岩、片岩、板岩千枚岩等岩、土的存在,为滑坡的形成提供了良好的物质基础;

(4)暴雨多发区或异常的强降雨地区。在这些地区,异常的降雨为滑坡发生提供了有利的诱发因素。

上述地带的叠加区域,就形成了滑坡的密集发育区。如中国从太行山秦岭,经鄂西、四川、云南到藏东一带就是这种典型地区,滑坡发生密度极大,危害非常严重。

1991年9月26日云南省昭通市盘河乡日前发生高位高速特大山体滑坡,造成死216人,伤7人,经济损失近百万元。

2000年4月9日晚8时左右,位于西藏林芝地区波密县境内的易贡藏布河扎木弄沟发生大规模的山体滑坡,历时约10分钟。致使波密县易贡、八盖两乡和易贡茶场与外界的交通中断,4000多人被围困。此次大规模山体滑坡滑长约8千米,高差约3330米。滑坡体截断了易贡藏布河,形成长约2500米、宽约2500米、平均高约60米的滑坡堆积体,体积约2.8亿~3.0亿立方米。

2004年5日13时50分,重庆市万盛区万东镇新华村胡家沟社一山体由于暴雨形成的山洪冲刷,致使山体和南桐矿务局东林煤矿煤矸石渣场拦堤被冲垮,山体及矿渣约20万立方米沿坡地向前推移约500米,覆盖山脚14户村民住房,房屋被土石方压塌,夷为平地,造成多人死亡及失踪。(www.xing528.com)

2007年6月16日~20日,重庆云阳县遭受暴雨袭击,6月22日,距离云阳新县城8千米的云阳县双江镇建民村,突然发生重大山体滑坡。造成当地农户房屋垮塌30余间、损毁家具100多件、活埋牲畜50多头,以及电源、通讯、公路、水利等基础设施破坏严重,直接经济损失达50余万元。

2008年1月3日中午,涪陵区第五中学附近(桥南天子殿社区)发生大规模山体滑坡,连绵滑坡山体顶点高约130米,整体方量约250万土石方,滑坡超过16万土石方,“吞噬”迎宾大道长达360米。

2009年5月16日下午,兰州市九洲开发区石峡口小区发生山体滑坡。由于滑坡剪出口高出地面30多米,滑动势能大,破坏力强,而居民楼离山体很近,崩塌的2万余立方米黄土将小区内4号楼两个单元的楼体全部摧毁,冲倒在7米多深的排洪沟内,30余户居民受灾。

滑坡前的异常现象

不同类型、不同性质、不同特点的滑坡,在滑动之前,均会表现出不同的异常现象。显示出滑坡的预兆(前兆)。归纳起来,常见的有如下几种:

(1)大滑动之前,在滑坡前缘坡脚处,有堵塞多年的泉水复活现象,或者出现泉水(井水)突然干枯,井(钻孔)水位突变等之类的异常现象。

(2)在滑坡体中,前部出现横向及纵向放射状裂缝,它反映了滑坡体向前推挤并受到阻碍,已进入临滑状态。

(3)大滑动之前,滑坡体前缘坡脚处,土体出现上隆(凸起)现象,这是滑坡明显的向前推挤的现象。

(4)大滑动之前,有岩石开裂或被剪切挤压的声音。这种现象反映了深部变形与破裂。动物对此十分敏感,有异常反映。

(5)临滑之前,滑坡体四周岩(土)体会出现小型崩塌和松弛现象。

(6)如果在滑坡体有长期位移观测资料,那么大滑动之前,无论是水平位移量或垂直位移量,均会出现加速变化的趋势。这是临滑的明显迹象。

(7)滑坡后缘的裂缝急剧扩展,并从裂缝中冒出热气或冷风。

(8)临滑之前,在滑坡体范围内的动物惊恐异常,植物变态。如猪、狗、牛惊恐不宁,不入睡,老鼠乱窜不进洞树木枯萎或歪斜等。

滑坡的识别方法

在野外,从宏观角度观察滑坡体,可以根据一些外表迹象和特征,粗略地判断它的稳定性。

已稳定的老滑坡体有以下特征:

(1)后壁较高,长满了树木,找不到擦痕,且十分稳定;

(2)滑坡平台宽大、且已夷平,土体密实,有沉陷现象;

(3)滑坡前缘的斜坡较陡,土体密实,长满树木,无松散崩塌现象。前缘迎河部分有被河水冲刷过的现象;

(4)目前的河水远离滑坡的舌部,甚至在舌部外已有漫滩、阶地分布;

(5)滑坡体两侧的自然冲刷沟切割很深,甚至已达基岩;

(6)滑坡体舌部的坡脚有清晰的泉水流出。

不稳定的滑坡体常具有下列迹象:

(1)滑坡体表面总体坡度较陡,而且延伸很长,坡面高低不平;

(2)有滑坡平台、面积不大,且有向下缓倾和未夷平现象;

(3)滑坡表面有泉水、湿地,且有新生冲沟;

(4)滑坡表面有不均匀沉陷的局部平台,参差不齐;

(5)滑坡前缘土石松散,小型坍塌时有发生,并面临河水冲刷的危险;

(6)滑坡体上无巨大直立树木。

滑坡的防治

滑坡的防治要贯彻“及早发现,预防为主;查明情况,综合治理;力求根治,不留后患”的原则并结合边坡失稳的因素和滑坡形成的内外部条件。治理滑坡可以从以下两个大的方面着手:

1.消除和减轻地表水和地下水的危害

滑坡的发生常和水的作用有密切的关系,因此,消除和减轻水对边坡的危害尤其重要,其目的是:降低孔隙水压力和动水压力,防止岩土体的软化及溶蚀分解,消除或减小水的冲刷和浪击作用。具体做法有:防止外围地表水进入滑坡区,可在滑坡边界修截水沟;在滑坡区内,可在坡面修筑排水沟。在覆盖层上可用浆砌片石或人造植被铺盖,防止地表水下渗。对于岩质边坡还可用喷混凝土护面或挂钢筋网喷混凝土。排除地下水的措施很多,应根据边坡的地质结构特征和水文地质条件加以选择。常用的方法有: (1)水平钻孔疏干;(2)垂直孔排水;(3)竖井抽水;(4)隧洞疏干;(5)支撑盲沟。

2.改善边坡岩、土体的力学强度

通过一定的工程技术措施,改善边坡岩土体的力学强度,提高其抗滑力,减小滑动力。常用的措施有:

(1)削坡减载:用降低坡高或放缓坡角来改善边坡的稳定性。削坡设计应尽量削减不稳定岩、土体的高度,而阻滑部分岩、土体不应削减。此法并不总是最经济、最有效的措施,要在施工前作经济技术比较。

(2)边坡人工加固:常用的方法有:①修筑挡土墙、护墙等支挡不稳定岩体;②钢筋混凝土抗滑桩或钢筋桩作为阻滑支撑工程;③预应力锚杆或锚索,适用于加固有裂隙或软弱结构面的岩质边坡;④固结灌浆或电化学加固法加强边坡岩体或土体的强度等。

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