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滑坡要素

滑坡要素
滑坡要素

一、滑坡及其种类

滑坡灾害是指自然地质作用和人类活动造成的恶化地质环境,直接或间接的危害人类安全和生态环境平衡,并给社会和经济建设造成一定损失的斜坡变形破坏乃至整体移动事件。影响因素常见的有河流冲刷、降雨、地震、人工切坡等,其特征是土层或岩层整体或分散地顺斜坡向下滑动。滑坡也叫地滑,群众中还有“走山”、“垮山”或“山剥皮”等俗称。

通常,根据滑动力学特征可分为牵引式、推移式、平推式与混合式几种;按照岩土体性质分为土层和岩石两种;按照滑体厚度可分为浅层(小于10米)、中层(10-30米)、深层(大于30米)三类;按照滑体体积又可分为小型(小于30万m3)、中型(30-100万m3)、大型(100-1000万m3)及巨型(大于1000万m3)四类;根据构造特征还可分为顺层与切层滑坡等。

滑坡的工程治理原则一般是排水、减重、支挡。其治理方法有多种。

二、滑坡要素

一个滑坡从孕育到形成,一般都有一个从量变到质变的过程,即经历从孕育、蠕变、剪切、形成四个阶段。这个过程因滑坡形成环境和影响因素的不同而有长有短。通常斜坡上的地质体进入蠕变阶段即可视为滑坡。而当滑坡已经发展到了一定的阶段并出现明显的标志时(如滑面已经贯通、滑体发生了明显位移),都具有一些可以测量的特征,这些特征就是滑坡要素。当然具体到每一个滑坡并非所有要素都是齐全的。了解滑坡要素是认识、分析滑坡的基础,也是不同滑坡间相互对比的前提。

滑坡体(滑体):就是发生滑动的岩土体。滑体两侧、前后缘和滑动面附近的物质,在滑动时不可避免地会发生崩塌、揉皱和土石翻滚等扰动现象,但主体一般仍能保持相对完整状态,特别是在滑移距离不远、地形坡度较缓的情况下。此外,在滑动过程中,由于大量裂缝的出现和岩土体孔隙的增加,常会使滑体体积“增大”,增大比例与岩性、滑面形态和滑移速率有关,一般情况下是滑动前体积的1.1~1.3倍。

滑动面:指滑坡体沿不动体下滑的分界面。常循地质软弱面发育而成,如地层中的软弱夹层、断层面、裂隙面、岩/土分界面等。有些滑坡具有多级滑面,在剖面上形成向下收敛的滑面组,最下面的一条称主滑面,其它称次滑面。滑动面上部受滑动揉皱而形成一定厚度的扰动带称滑动带,其厚数毫米至数米不等。滑面剖面形态可以是直线状、曲线状、折线状或其它不规则状。滑坡发生后,滑面多数情况下上部裸露、下部被滑体掩盖,偶尔也可见到全部滑面都裸露出来的实例。

滑坡床(滑床):滑坡体下面没有滑动的岩土体(其表面就是滑动面)。

滑坡周界:滑动面在平面上的展布范围,也就是滑坡体与周围不动体在平面上的分界线。

滑坡壁:滑体移动后,因后缘拉开而暴露在外面的拉裂面。一般平面上呈弧形,倾角多大于50°,滑坡壁上有时可见垂向擦痕。滑坡壁向下延伸倾角变缓并与滑动面相连。

滑坡台阶:由于滑体上、下各部分滑动速度的差异,或滑动时间先后不同,在滑体表面形成的略向后倾的阶状错台。错台上如果生长有树木,常因滑体旋转而倾斜、弯曲,形成所谓的“醉汉林”或“马刀树”。

封闭洼地:滑坡体与滑坡壁间拉开后形成四周高、中间低的沟槽。沟槽中积水时称滑坡积水洼地。当滑体上、下部之间发生较大差异滑动时,封闭洼地和滑坡积水洼地也可在滑坡体的中部出现。

滑坡舌:滑坡体前缘呈舌状的部分。

滑坡鼓丘:滑坡体前缘因滑动受阻而隆起的小丘。

拉张裂缝:滑坡体上部的弧形开放性裂缝,与滑坡壁走向大致平行。通常将其最外一条称滑坡主裂缝或破裂缘。在主裂缝上部的斜坡中,由于滑体移动造成的卸荷作用,常形成一系列拉张裂缝,这些裂缝形态、产状与主裂缝相近,但无明显垂向位移,称之为卸荷-引张裂缝,滑坡范围可能循这些裂缝进一步扩大。

剪切裂缝:位于滑坡体中部两侧,系坡体下滑时与两侧不动体相对剪切作用所致,常呈羽毛状或雁行排列。在滑体纵向滑移速度差异明显时,滑体内部也可形成与滑动方向相近的以水平错动为主的剪切裂缝。

扇形裂缝:位于滑坡体下部,平面呈扇骨状,系滑坡前部挤压或侧向扩离所形成。

鼓张裂缝:位于滑坡体下部,平面上往往呈断续弧形,并与扇形裂缝大致垂直,系滑坡体前部挤压拱起所形成。

滑坡泉:滑坡发生后,改变了原有斜坡的水文地质结构,在滑体内或滑体周缘形成新的地下水集中排泄点,称为滑坡泉。

剪出口:滑动面与斜坡下部原始地面的交线,一般情况下被滑体覆盖。

滑坡坝和滑坡湖:滑体进入河(沟)道,阻断河水的滑坡堆积体称为滑坡坝,坝上游壅水成湖称为滑坡湖。

滑坡轴(主滑线):滑坡体滑动速度最快的纵向线。代表整个滑坡的滑动方向,一般位于推力最大,滑面埋深最大(滑体最厚)的纵断面上。在平面上为直线或曲线。

主滑方向:滑坡轴指向坡下的方向。

滑动距离:分为总滑距、水平滑距和垂直滑距。总滑距是指滑体中的某一点在位移前后位置变化的最大距离;水平滑距是指总滑距在水平面上的垂直投影;垂直滑距是指总滑距在垂直于主滑方向的平面上的水平投影。

1滑坡壁;2滑坡洼地;

3和4滑坡台阶;

5醉树;6滑坡舌;

7鼓张裂缝;

8羽状裂缝

9滑动面;10滑坡体;

11滑坡泉。

滑坡块状示意图

三、滑坡的识别

地形地貌依据:当斜坡上发育有圈椅状、马蹄状地形或多级不正常的台坎,其形状与周围斜坡明显不协调;斜坡上部存在洼地,下部坡脚较两侧更多地伸入河床;两条沟谷的源头在斜坡上部转向并汇合;上述地貌现象说明,这些地段可能曾经发生过滑坡。斜坡上有明显的裂缝,裂缝在近期有加长、加宽现象;坡体上的房屋出现了开裂、倾斜;坡脚有泥土挤出、垮塌频繁;上述地貌现象可能是滑坡正在形成的依据。

地层依据:曾经发生过滑坡的地段,其岩层或土体的类型、产状往往与周围未滑动斜坡有着明显的差异。与未滑动过的坡段相比,滑动过的岩层或土体通常层序上比较凌乱,结构上比较疏松。

地下水依据:滑坡会破坏原始斜坡含水层的统一性,造成地下水流动路径、排泄地点的改变。当发现局部斜坡与整段斜坡上的泉水点、渗水带分布状况不协调,短时间内出现许多泉水或原有泉水突然干涸等情况时,可以结合其它证据判断是否有滑坡正在形成。

植被依据:斜坡表面树木东倒西歪,一般是斜坡曾经发生过剧烈滑动的表现;而斜坡表面树木主干朝坡下弯曲、主干上部保持垂直生长,一般是斜坡长时间缓慢滑动的结果。

1滑坡壁;2滑坡洼地;

3~6滑坡台阶;

7滑坡体;

8扇形和鼓张裂缝;

9羽状裂缝;

10滑坡泉。

滑坡俯视平面示意图

四、如何预防、躲避滑坡灾害

(一)注意日常活动不诱发滑坡灾害

选择安全场地修建房屋:选择安全稳定地段建设村庄、构筑房舍,是防止滑坡危害的重要措施。村庄的选址是否安全,应通过专门的地质灾害危险性评估来确定。在村庄规划建设过程中合理利用土地,居民住宅和学校等重要建筑物,必须避开危险性评估指出的可能遭受滑坡危害的地段。

不要随意开挖坡脚:在建房、修路、整地、挖砂采石、取土过程中,不能随意开挖坡脚,特别是不要在房前屋后随意开挖坡脚。如果必须开挖,应事先向专业技术人员咨询并得到同意后,或在技术人员现场指导下,方能开挖。坡脚开挖后,应根据需要砌筑维持边坡稳定的挡墙,墙体上要留足排水孔;当坡体为粘性土时,还应在排水孔内侧设置反滤层,以保证排水孔不被阻塞,充分发挥排水功效。

不随意在斜坡上堆弃土石:对采矿、采石、修路、挖塘过程中形成的废石、废土,不能随意顺坡堆放,特别是不能在房屋的上方斜坡地段堆弃废土。当废弃土石量较大时,必须设置专门的堆弃场地。较理想的处理方法是:把废土堆放与整地造田结合起来,使废土、废石得到合理利用。

管理好引水和排水沟渠:水对滑坡的影响十分显著。日常生产、生活中,要防止农田灌溉、乡镇企业生产、居民生活引水渠道的渗漏,尤其是渠道经过土质山坡时更要避免渠水渗漏。一旦发现渠道渗漏,应立即停水修复。对生产、生活中产生的废水要合理排放,不要让废水四处漫流或在低洼处积水成塘。面对村庄的山坡上方最好不要修建水塘,降雨形成的积水应及时排干。

(二)注意发现滑坡前兆

山坡上出现裂缝:滑坡裂缝是滑坡形成过程中的一种重要伴生现象。随着滑坡的发展,滑坡裂缝会由少变多、由断续变为连贯。对于土质滑坡,张开的裂缝延伸方向常与斜坡延伸方向平行,弧形特征明显;水平扭动的裂缝顺斜坡倾向发展,多数情况下较平直。对于岩质滑坡,裂缝的展布方向常受岩层面和节理面的影响而复杂化。地面裂缝的出现,说明山坡已经处于不稳定状态。弧形张开裂缝和水平扭动裂缝圈闭的范围,就是可能发生滑坡的范围。

坡脚松脱鼓胀:有些情况下,滑坡迹象首先在坡脚处显现出来。斜坡前缘土体或岩层发生松脱、垮塌时,垮塌的土体一般较湿润,垮塌的边界不断向坡上扩展;斜坡前部有时会发生丘状鼓起,顶部常有张开的扇形或放射状裂缝分布。

斜坡局部沉陷:当地下存在洞室(如矿硐、溶洞)或地面有较厚的近期人工填土时,有时会由于洞顶失稳或填土压实导致地面沉陷,这种情况下,地面陷落必然与下伏洞室或填土范围有明显的对应关系。当斜坡上出现的局部沉陷与上述因素无关时,可能是即将发生滑坡的征兆。

斜坡上建筑物变形:斜坡变形程度不大时,在土质地面和耕地中往往不易发现变形迹象,相比之下,房屋、地坪、道路、水渠等人工构筑物却对变形较敏感。因此,当各种构筑物相继发生变形、特别是变形构筑物在空间展布上具有一定规律性时,应将之视为可能发生滑坡的前兆。

泉水井水异常变化:滑坡发展过程中,由于岩层、土层位置的变化,也会引起地下水水质和水量动态的变化。当发现原有泉水出水量突然变大、变小、甚至断流,水质突然浑浊,原来干燥的地方突然渗水或出现泉水,民井水位忽高忽低或者干涸,蓄水池塘忽然大量漏失等现象时,都可能是即将发生滑坡的表现。

地下发出异常声响:滑坡发展过程中造成的地下岩层剪断,巨大石块间的相互挤压和摩擦,都可能发出一些特殊的响声。当出现这种现象时,应该注意家禽、家畜是否也有异常反

应。因为动物对声音的感觉要比人的感觉更灵敏,往往能在人类之前更早感知危险的临近。

各种前兆的相互印证:前兆出现的多少、明显程度及其延续时间的长短,对于不同环境下的滑坡有着很大差异,有些前兆可能是非滑坡因素所引起。因此,在判定滑坡发生可能性时,要注意多种现象相互印证、尽量排除其它因素的干扰,这样做出的判断才会更准确。在无法判定是否会发生滑坡时,宁可信其有,不可信其无,先采取避灾措施,再请专业人员来诊断。

(三)抑制滑坡发展、监视滑坡动态

抑制滑坡发展:滑坡前兆的存在,并不意味着必然发生滑坡。当发现滑坡前兆后,首先应该及时向政府有关部门或地质灾害防治负责人(如果有的话)报告,其次应分析有哪些因素可能影响滑坡的形成和发展,在力所能及的条件下,主动消除或抑制有利于滑坡形成的因素,就可能延缓滑坡的形成甚至避免滑坡的发生。及时填埋地面裂缝、把地表水和地下水引出可能发生滑坡的区域,在任何情况下都是抑制滑坡发展的积极措施。

监视滑坡动态:在采取上述措施的同时,还应通过简易监测密切监视斜坡变形的发展情况。一般情况下,应把变形显著的地面裂缝、墙体裂缝作为主要监测对象;通过在地面裂缝两侧设置固定标桩、在墙壁裂缝上贴水泥砂浆片、纸片等方法,定期观测、记录裂缝拉开宽度,分析裂缝变化与有关影响因素(比如降雨)的关系,就可以掌握斜坡变形的发展趋势,为防灾避灾提供依据(图3)。

滑坡裂缝的观测周期应根据季节和裂缝发展速度灵活确定。当裂缝拉开速率逐渐加快时,监测周期也应随之加密,甚至进行24小时专人值守;当裂缝拉开速率变化不大时(比如每月不超过1厘米),可数天至1个月监测1次;当裂缝拉开速率逐渐变小时,监测周期也可以逐步延长。监测周期调整的基本原则是:雨季监测周期适当加密,旱季监测周期适当延长;变形加快时监测周期适当加密,变形减缓时监测周期适当延长。

图3滑坡简易监测示意图

(a)在主要裂缝两侧设置标桩;(b)在墙体裂缝上抹砂浆或贴纸;(c)裂缝壁上安装标尺.

(四)及时躲避滑坡灾害

当地面变形速度加快、滑坡征兆越来越明显时,如果能提前主动搬迁到安全的地方,应该是防御滑坡灾害的最好办法。但在许多情况下,由于永久性搬迁场地难以找到或搬迁经费短时间内难以落实等原因,还不得不采取一些临时性的避灾措施,尽量减轻滑坡造成的损失。

临时避灾不是灾难临头才想起避灾,而是要从发现灾害征兆之时起,就要有所准备,“有备”才能“无患”。根据以往经验,躲避滑坡灾害应做好以下几方面准备:预先选定临时避灾场地:在滑坡隐患区附近事先选择一处或几处安全场地,作为群众

避灾的临时用地。选择场地时,要把安全性放在第一位,绝不能从一处危险区又迁到另一处危险区;避灾场地原则上应选在滑坡两侧边界之外,不宜选在滑坡的上坡或下坡地段。在确保安全的前提下,避灾场地距原居住地越近越好,地势越开阔越好,交通和用电、用水越方便越好。

预先选定撤离路线、规定预警信号:要通过实地踏勘选择好转移路线,转移路线要尽量少穿越危险区。要事先约定好撤离信号(如广播、敲锣、击鼓、吹号等等),同时还要规定信号管制办法,以免误发信号造成混乱。

预先公布责任人:要事先落实并公布地质灾害防灾避灾总负责人,以及疏散撤离、救护抢险、生活保障等具体工作的负责人,通过村民大会、有线广播等办法广泛宣传、家喻户晓,必要时还应进行模拟演习。

预先做好必要的物资储备:有条件时,应在避灾场地预先搭建临时住所,为群众提供基本生活条件。群众的财产和生活用品可以提前转移到避灾场所,既可方便群众生活又能有效减少经济损失。交通工具、通讯器材、雨具和常用药品等,也要根据具体情况提前做好准备。

历史经验表明,滑坡灾害绝大多数发生在雨季,夜晚发生滑坡较白天发生滑坡的损失更大。因此,雨季特别是雨季的夜晚最好不要在滑坡危险区逗留。

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