黃土滑坡發育的普遍規律和穩定性判斷

劉祖典  郭增玉  夏旺民

(西安理工大學巖土力學研究所710048  西安)

    滑坡是黃土地區地質內外動力現象重要類型之一，主要分布在黃土高原河流兩側階地邊坡及山區河流兩側基巖邊坡上，滑坡按其組成物質可分為土質滑坡，巖質滑坡。黃土滑坡在黃河流域分布面積較廣，數量最多，是危害最大的地質現象，是內外動力地質作用的結果。因此在探討滑坡發育規律時，不僅要分析外動力地質作用，而且要研究內動力地質作用對外動力作用的控制。綜合黃土滑坡主要影響因素有：地質構造、地質巖性、地形地貌、氣象水文以及人類活動等。

    黃土滑坡主要影響因素，新構造運動控制了本區滑坡的發育發展進度，也是滑坡的主要內動力因素，如大的地震作用，這一動力特性在黃河中上游比較顯著。如1920年寧夏的海原8.5級地震，l954年7月21日甘肅天水8級地震等。

    地質構造及地形控制滑坡的分布，在構造交匯部位和大斷裂帶附近滑坡特別發育，形成較多滑坡發育區，如六盤山兩側滑坡分布面積廣，發育成度強烈。在大斷裂附近造成巖土破碎，在地下水靜動力作用下，形成嚴重滑坡現象。一般講溝壑越發育，切割越嚴重，則滑坡越發育。溝壑越深，坡度愈陡峻，再加上其基巖有較弱地層分布和地下水活動，就極易發生滑坡。

    地層巖質、巖性是滑坡發育的物質基礎，也是控制滑坡發育的重要因素。黃土地區滑坡除受地形切割比較嚴重外，黃土地層巖性特殊也具有重要影響，如疏松、裂隙、垂直節理發育等都是形成滑坡的原因。

    黃土滑坡的發育與黃土巖性特征，下伏地層特性關系密切。例如黃土巖性比較均一，結構疏松，多孔隙，垂直節理發育，富含碳酸鈣，有濕陷性，巖體變形特殊，巖體力學強度隨含水量的增加急劇下降，在浸水飽和狀態，軟化崩解、甚至泥化為流塑體，形成滑坡或泥石流。另外黃土地層下有一個廣泛分布的軟弱結構面，如早更新粘土，上更新粘土，上更新泥巖、頁巖以及其它具有阻水作用的易軟化的風化殼等，這些地層遇水軟化為塑性夾層，其物理力學性質在各種因素觸發下，形成剪切滑動面，使上部黃土層發生滑動。

    人類活動也是觸發滑動、加劇滑坡發生的重要原因。如在原邊坡腳開挖窯洞和坡頂加荷等不合理建筑都是促進滑坡發生的主要原因。

    以上簡敘述了黃土滑坡形成和發生的地質構造、內外動力、物質基礎及初始條件。下面再簡單說明黃土滑坡發生的觸發因素：(1)黃土強度受水濕影響急劇下降；(2)下伏軟弱地層結構和不透水粘土層構成滑坡發生的初始條件；(3)地下水靜動力壓力(即孔隙水壓力和吸力的變化)是滑坡的重要觸發因素；(4)人類活動、暴雨和地震等形成天然觸發因素。

    再如，開挖渠道或路塹切割自然坡面，地表形成較陡斜坡，其坡比一般比原天然坡面要陡，使坡體內部原有應力狀態有顯著變化，在天然應力及人類活動的影響下，隨著自然應力的演變而不斷變化，出現坡體應力重新分配，主應力方向發生偏移、應力集中與漸進破壞，這些應力狀態在自然應力及人類活動的影響下，隨著斜坡的演變而不斷變化，當坡體應力達巖土體極限強度時，由漸進破壞形成貫通滑動面，滑動體推力超過滑動面的抗滑力，便發生滑坡，尤其當土質的峰、殘強度比大時還會發生高速脆性滑坡。

    判斷滑坡穩定性的理論和方法，首先應深入研究地質、地形地貌形態的演變及發展，通過不同地質條件對比，分析各方面的差異與共同點，滑動因素隨外部條件的變化的情況，如坡腳巖土受力情況，應力與含水量的積聚，有否壓碎帶的出現，有否垂直與水平位移跡象等，這些都是滑坡發生的先兆，應及時采取相應的防治措施，避免大滑坡發生。

    其次還應注意下列情況：

    (1)坡高與坡比和坡形在一定的土質條件下，三者有一定的相關性，若坡高H很大，而坡比很小時，由于側向減壓或水濕變化，坡體將會失隱。

    (2)坡體下面有否傾斜的軟弱夾層，如泥頁巖、粘土不透水層等，水濕情況變化會形成天然的滑動面而滑動。

    (3)地下水位經常有較大的幅度變化，以及雨水人滲情況，而使坡體土的容重增加，使滑動力與抗滑力有相應的變化，失去平衡而滑動。

    (4)坡側向卸荷，坡體內土發生剪脹，坡腳剪應力增大，發生剪切變形以及松馳軟化現象，坡體發生向外轉動，引起坡肩裂縫，雨水浸入，強度降低孔壓增大而滑動。

    滑坡的防治措施應緊密結合生產建設實際，首先通過勘探，查清滑坡的地質特征，滑坡的類型、土質和巖質、新、老滑坡、滑坡的類型(如粘性土滑坡，黃土滑坡，堆積或堆填土滑坡等)形成條件、作用因素、發生與運動的機理和規模，又要查清是順層面滑坡，構造面滑坡，牽引式或推動式滑坡，淺層或厚層和巨厚層滑坡等，以便識別判斷提出治理方案。

    值得指出的是：在西部開發大規模建設中，大規模工程建設會形成誘發性滑坡的重要營力。人類活動形成的滑坡愈來愈多，如公路、渠道開挖、采空塌陷等。如何合理控制人類活動對自然環境破壞已成為防治滑坡的重要方向。

    滑坡的防治應以防為主，首先采取措施，不讓其滑動，事先采取預防措施，減小災害損失。過去認為滑坡難以認識和預防，待其發生后去搶險治理，處于被動狀態。現在科學技術發展，人們已經能預測其發生和發展規律，做到預防和治理相結合，以防為主，采取相應措施不讓其滑動，加強其穩定性。

    今后研究治理的方向，一定要把滑坡災害防治與經濟建設持續發展緊密結合，解決生產實踐中的滑坡問題，減小生產損失等。

    大力普及防災減災知識，提高人們的防災意識：深入研究開發滑坡防治新理論、新技術、新方法。現在對大型滑坡治理方案由重力式擋墻發展到抗滑樁、預應力錨索抗滑樁；由砌石護面發展為鋼筋骨架加網格護面、掛網噴錨砼護面，再加上治坡治水的綜合治理，尤其防治雨水入滲重要。在滑坡治理之先一定要查清上述情況，一次徹底治理不留后患。

    以上簡略地敘述了黃土滑坡發生和發展的普遍規律，當然每一個滑坡只能表現上述一種或兩種以上的情況，應根據具體情況作實際分析，采取具體防治措施，提出相應的防治方法，會取得實際效果。

參考文獻：

[1]羅樞運孫遜  陳永宗《黃土高原自然條件研究>陜西人民出版社1998年

[2]劉祖典《巖土力學與工程》陜西科學技術出版社1997年

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：文徑 尹維維 編輯  劉真 審核)