白龍江下游某順層滑坡不同分區(qū)的成因機制分析

荀曉慧 賀詠梅 謝曄

【摘 要】在現場調查、平面測繪的基礎上，根據地形特征、變形破壞程度等對白龍江下游某順層滑坡進行了平面分區(qū)，并對順層滑坡各分區(qū)的成因機制進行了分析。分析成果表明，地形上有利的臨空條件、傾坡外巖層中順層發(fā)育的弱帶形成的滑移底面、各類切層發(fā)育硬性結構面形成的分離邊界等要素的綜合作用，促使順層斜坡發(fā)生了滑移-彎曲破壞，形成了滑坡，而變形體則處于滑移-彎曲破壞的孕育階段。

【關鍵詞】順層斜坡；滑移-彎曲；成因機制

中圖分類號： P642.22 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）12-0082-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.12.036

Mechanism analysis on the different zone of a bedding landslide in Bailong river

XUN Xiao-hui1，2 HE Yong-mei1，2 XIE Yie1，2

（1.State Key Laboratory of Geohazard Prevention and Geoenvironment Protection （Chengdu University of Technology）， Chengdu 610059， China； 2.College of Environment and Civil Engineering，Chengdu University of Technology，Chengdu 610059，China）

【Abstract】On the basis of field survey， the plane zoning of a landslide in the Bailong river is divided into 3 areas according to topographic features， damage degree， and so on. Then we analyzed the formation mechanism of each subarea of the bedding landslide. The results show that the favorable conditions on the terrain， the slippage bottom surface formed by the weak zone developed in the rock mass and the separation boundary formed by the structural surface， cause the failure of the slope， while the formation mechanism is sliding-bending.

【Key words】Bedding landslide； Sliding-bending； Formation mechanism

順層坡或順向坡是指坡面走向和傾向與巖層走向和傾向一致或接近一致的層狀結構巖質斜坡，自然界中廣泛分布。這類斜坡的坡體結構類型易于發(fā)生滑坡災害，常給給工程建設和人民生命財產造成危害[1]，因此順層斜坡也是工程技術人員和科研工作者較為關注的一類斜坡。對介質本身特性如傾角、剛度等對破壞程度影響的研究較多[2-3]，在成因機制研究研究也較為深入，建立的力學模型有滑移-彎曲、滑移-拉裂、滑移-壓致拉裂、沿層面、或層間弱帶剪切滑移等多種破壞類型[4-7]。

白龍江下游左岸發(fā)育有一處較為典型的滑坡。受地形臨空條件、構造發(fā)育特征等因素限制，在滑坡區(qū)域內不同地段的成因機制、破壞程度均不相同。在前人研究成果的基礎上，本文通過現場調查、測繪，對該滑坡進行了平面分區(qū)，對各分區(qū)的成因機制進行了分析。

1 滑坡基本特征及分區(qū)

該滑坡位于白龍江下游河段?；滤趨^(qū)域出露的基巖以中厚層狀灰綠色變質凝灰?guī)r為主，巖層產狀197～205°∠45～56°，單層厚度20～30cm；夾薄層狀灰白色砂質泥質板巖，砂質泥質板巖單層厚約2～5cm。根據河谷岸坡出露的基巖巖性和巖層產狀關系推斷，滑坡所在的河谷岸坡為典型的順向坡。

該滑坡平面呈不規(guī)則形狀，前緣高程780m，后緣分布高程1100m，垂直高差240m，縱長平均330m，面積約11×104m2。根據滑坡形態(tài)，將之分為三個區(qū)（圖1），其中Ⅰ、Ⅲ區(qū)為滑坡，Ⅱ區(qū)為變形體。

Ⅰ區(qū)上游側沖溝兩個勘探平硐揭露，坡體中巖層破碎，局部硐段垮塌嚴重，巖體解體呈塊狀，拉裂現象普遍，且多數拉裂縫與地表貫通，有通風現象。在兩個平硐內均發(fā)現滑動底滑面，因此Ⅰ區(qū)為滑坡區(qū)。Ⅰ區(qū)上游側邊界應為小沖溝左岸；其下游側Ⅰ區(qū)與Ⅱ區(qū)之間為一凹槽，凹槽內基巖出露，而Ⅰ區(qū)坡體上巖塊呈疊瓦狀堆積，可以準確確定下游側邊界；前緣根據剪出口位置確定邊界，后緣1120m高程局部可見滑坡形成的破裂壁，傾向、傾角與層面相同。

Ⅱ區(qū)坡表地形較為平直，下游側邊界為一切割較淺的沖溝，沖溝左岸多有基巖出露，巖體完整性好，無變形跡象，而沖溝右岸的Ⅱ區(qū)山體中巖體在地表露頭上有變形跡象，變形由上至下程度程度減輕，勘探平硐揭露，坡體內巖體有輕微拉裂，整體上完整性較好，仍保持層狀結構，無明顯解體現象，也未見整體滑移的跡象。Ⅱ區(qū)變形體平均縱長380m，橫寬120m，平面面積4.1×104m2。

Ⅲ區(qū)為滑坡區(qū)，地形上為坡體前部突出山脊，因沖溝切割，已與Ⅱ區(qū)分離，Ⅲ區(qū)范圍為坡表山脊突出部分，因形成年代久遠，上、下游邊界僅隱約可見滑動形成的凹槽。中部勘探平硐已垮塌，在洞深30m處見滑帶土。

2 滑坡各分區(qū)成因機制分析

2.1 Ⅰ區(qū)-滑坡區(qū)成因機制

Ⅰ區(qū)滑坡所在地段為典型順向邊坡。現場調查發(fā)現，巖層中分布有數量較多的層間弱帶或順層發(fā)育斷層，正是由于這些層間弱帶存在，為順層邊坡滑動提供了滑移控制面，使上覆巖體具備了沿弱面下滑的條件。因這些弱帶未臨空，故至底部滑移受阻，造成坡角附近順層板梁承受縱向壓力而發(fā)生彎曲變形，進一步發(fā)展折斷后剪出，使滑坡發(fā)生滑移。

現場在滑坡周邊正常巖體中進行了大量的結構面統(tǒng)計工作，等密圖如圖3，表1為統(tǒng)計的結構面優(yōu)勢方位。

由圖、表中的統(tǒng)計結果分析可知：

（1）第②組結構面傾向與巖層傾向接近，但為陡傾角，該組結構面的存在，為Ⅰ區(qū)滑體沿與傾向斜交方向滑動提供了后緣分離面；

（2）第③組結構面傾坡內，延伸較好，是Ⅰ、Ⅱ區(qū)滑體間沖溝形成的主要原因，亦構成了Ⅰ區(qū)滑體下滑的下游分離面；

（3）第④組結構面為形成了上游邊界沖溝的控制因素，因此該組結構面構成了滑坡滑動的上游分離面；

（4）第⑤組結構面走向與巖層走向近垂直，傾角近直立，在滑坡滑動過程中，其存在導致滑體中巖層發(fā)生解體，滑體中多數的拉裂縫亦是沿此組結構面產生；

綜上所述，滑坡Ⅰ區(qū)的成因機制為滑移-彎曲，現場調查中發(fā)現的滑移-彎曲破壞模式（圖4），為滑坡機制分析提供了充足的證據。

2.2 Ⅱ區(qū)-滑坡區(qū)成因機制

Ⅱ區(qū)內斷層發(fā)育，其中f19-7、f19-11為規(guī)模較大的順層斷層（圖5），斷層的錯動會直接導致巖體變形或加劇其變形程度。

Ⅱ區(qū)變形體與Ⅰ區(qū)位置相鄰，巖性組合及巖層產出狀態(tài)相同，結構面發(fā)育程度及優(yōu)勢方位相同，坡體形態(tài)接近，因此其成因機制與Ⅰ區(qū)滑坡的成因機制相似，處于滑移-彎曲孕育階段（圖6）：

2.3 Ⅲ區(qū)-滑坡區(qū)成因機制

突出山脊表部出露巖性以薄～中層狀凝灰?guī)r為主，相對于深部的厚層狀變質凝灰?guī)r（圖7），其抗風化、抗變形能力要弱，加之Ⅱ、Ⅲ區(qū)分布有數條規(guī)模較大的斷層，這些條件為Ⅲ區(qū)滑坡的孕育、形成提供了條件。但是從Ⅲ區(qū)目前的坡表形態(tài)以及原有勘察平硐揭露的厚度來看，其規(guī)模很小，如此厚度的滑體，其高差也很小，結合地形條件，Ⅲ區(qū)為薄～中層狀巖體內發(fā)生的單滑面順層滑坡。

3 結論

通過以上的分析論述可知，盡管整個滑坡區(qū)域為順向坡，但破壞程度、破壞階段有所不同。根據調查結果對滑坡劃分了3個區(qū)，其中Ⅰ區(qū)為為滑移-彎曲破壞所形成的滑坡；Ⅱ區(qū)成因機制與Ⅰ區(qū)機制相似，但破壞程度較輕，未發(fā)生整體滑移破壞，為處于滑移-彎曲孕育階段的變形體；Ⅲ區(qū)為薄～中層狀巖體內發(fā)生的單滑面順層滑坡。地形上有利的臨空條件、傾坡外巖層中順層發(fā)育的弱帶形成的滑移底面、各類切層發(fā)育硬性結構面形成的分離邊界等因素的綜合作用，是順層斜坡發(fā)生變形和破壞的根本原因。

圖7 滑坡Ⅲ區(qū)坡體淺部與深部巖體結構對比

【參考文獻】

[1]白云峰，周德培，王科，李安洪.順層滑坡的發(fā)育環(huán)境及分布特征[J].自然災害學報，2004（03）：39-43.

[2]成永剛，王玉峰.層面傾角對順層巖質滑坡貢獻率研究[J].巖土力學，2011，32（12）：3708-3712.

[3]程圣國，方坤河，羅先啟，劉德富.基于巖體剛度的順層巖質滑坡破壞特性研究[J].巖土力學，2006，27（S2）：1141-1144.

[4]張倬元，王士天，王蘭生.工程地質分析原理（第二版）[M]. 北京：地質出版社，1994：321-338.

[5]鄒宗興，唐輝明，熊承仁，吳益平，劉曉，廖少波.大型順層巖質滑坡漸進破壞地質力學模型與穩(wěn)定性分析[J].巖石力學與工程學報，2012，31（11）：2222-2231.

[6]魏玉峰，聶德新，呂生弟，楊永明，趙海營.潰曲軟硬相間順層斜坡滑移-彎曲破壞機制分析[J].成都理工大學學報（自然科學版），2009，36（03）：287-291.

[7]任光明，李樹森，聶德新，左三勝.順層坡滑坡形成機制的物理模擬及力學分析[J].山地研究，1998（03）：182-187.