1、地质构造什么是黏土滑坡
1、黏土滑坡指发生在尚未成岩或成岩不良的各种成因的粘土、砂质复粘土中的滑坡。滑坡体以粘性土为主,有时有薄层状或透镜状的碎石、卵石、砂砾石等粗碎屑物质夹在粘性土中或者伏于粘性土层之下。粘土滑坡多成群出现,在风化剥蚀残丘和低缓丘陵状的宽阔堆积阶地地区最发育。滑体多沿基岩表面或软弱夹层滑动,滑床坡度平缓,一般规模较小,滑速较慢。根据粘土的成因类型,粘土滑坡可进一步划分为残坡积粘土滑坡、制冰水沉积粘土滑坡、海相粘土滑坡、河湖相粘土滑坡等亚类。其中以河湖相粘土滑坡较为常见。
2、滑坡是在一定的地形地质条件下,由于破坏力学平衡的各种自然或人为因素的影响,山坡上的不稳 定土(岩)体在重力作用下,沿着山坡内部某一软弱面(带)作整体、缓慢、间歇性滑动的 变形现象称为“滑坡”。由于山区铁路、公路及其他工程设施的兴建,需要开山动土,滑坡的危害也就更加突出了。严重的滑坡灾害不但摧毁工程设施,甚至造成人员伤亡。滑坡是世界常zd见的一种不良地质现象。
2、滑坡的分类
目前滑坡的分类方案很多,各方案所侧重的分类原则不同。有的根据滑动面与层面的关系,有的根据滑坡的动力学特征,有的根据规模、深浅,有的根据岩土类型,有的根据斜坡结构,还有根据滑动面形状和滑坡时代等。由于这些分类方案各有优缺点,所以仍沿用至今。
(一)按滑动面与层面的关系分类
1.均质滑坡
又称无层滑坡,发生在同一岩性的岩体或土体中的滑坡,滑动面不受层面的控制,而是决定于斜坡的应力状态和岩土的抗剪强度,滑动面呈圆弧形或其他曲面(图3-3)。在黏土、黏性土和黄土等土体斜坡中较为常见。
图3-3 质滑坡(据李治平,2002)
图3-4 层滑坡(据孔思丽,2001)
2.顺层滑坡
这种滑坡一般沿着岩层层面或平行层面的裂隙面发生滑动,特别是有软弱岩层存在时,易成为滑动面。顺层滑坡是自然界分布较广的滑坡,而且规模较大(图3-4)。1963年10月9日发生在意大利的Vajont水库滑坡即为一大型顺层滑坡,滑动体积为2.6×108m3。该滑坡使当时世界上最大的双曲拱坝失效,并造成坝下游2600人丧生。
3.切层滑坡
滑移面切过岩层面而发生的滑坡称为切层滑坡。此类滑坡受结构面组合,裂隙和软弱夹层的控制。滑动面常呈圆柱状或对数螺旋曲线(图3-5)。
图3-5 层滑坡(据孔宪立,1997)
(二)按滑坡的动力学性质分类
这种分类法又称为巴普洛夫分类,可分为推动式滑坡、牵引式滑坡、混合式滑坡和平移式滑坡(图3-6)。
图3-6 坡的不同动力学类型(据巴普洛夫,1903)
1.推动式滑坡
这种滑坡主要是由于斜坡上部张开裂隙发育或因堆放重物施加荷载或在坡上部进行建筑等,引起上部失稳而推动下部滑动。
2.牵引式滑坡
这种滑坡首先是斜坡下部先滑动,然后逐渐向上扩展,引起由下而上的滑动,往往发生在坡脚掏空的斜坡,一级一级错落。例如,四川省云阳镇大桥沟内侧长江阶地沉积的黄褐色黏性土,由于东西两沟流水掏蚀坡脚,引起黏土滑动,由下至上逐渐形成五个滑动面和五个滑坡台阶(图3-7)。
3.混合式滑坡
这种滑坡一般是始滑部位上下结合,共同作用,这种类型较为常见。
4.平移式滑坡
这种滑坡的滑动面一般较平缓,始滑部位分布于滑动面的许多点,这些点同时移动,逐渐连接形成统一滑面。
图3-7 型牵引式滑坡示意图(重庆云阳大桥沟滑坡)(据李智毅,1990)
(三)按滑坡形成时间分类
1.新滑坡
近期发生的滑坡,一般易发生在处于河谷发育时期的沟谷中。滑坡形态特征明显,具活动性。
2.老滑坡
形成时间较久,滑坡堆积物掩覆在河漫滩之上的滑坡。滑坡形态特征较清晰,暂时稳定,但易复活。
3.古滑坡
形成时间久远,一般发生在河流接地侵蚀时期或稍后,滑坡前缘高程与河流侵蚀基准面相当。滑坡形态特征受到严重改造,但依稀可辨,一般较为稳定,不易复活。
(四)按组成滑坡的主要物质成分分类
1.堆积层滑坡
发生在各种松散堆积层中的滑坡称堆积层滑坡。其多出现在河谷缓坡地带或山麓的坡积及其他重力堆积层中。它的产生往往与地表水、地下水的直接参与有关。滑坡体一般多沿下伏的基岩顶面,或不同成因的堆积物的接触面,以及堆积层本身的松散层面滑动。滑坡体厚度一般为几米到几十米。
2.黄土滑坡
发生在黄土层中的滑坡称黄土滑坡。它的产生常与黄土固有的垂直裂隙及黄土的湿陷性有关,多见于河谷两岸高阶地的前缘斜坡上,常成群出现。其中有些滑坡的滑动速度很快,变形剧烈,破坏力极强。
3.黏土滑坡
发生在均质或非均质黏土层中的滑坡称黏土滑坡。黏土滑坡的滑动面呈圆弧形,滑动带呈软塑状。黏土的干湿效应明显,干缩时多张裂,遇水作用后呈软塑或流动状态,抗剪强度急剧降低,多发生在久雨或受水作用后。
4.基岩滑坡
发生在各种基岩岩层中的滑坡属基岩滑坡。它多沿岩层层面、裂隙面、断层面或其他构造软弱面滑动。岩层滑坡多发生在由砂岩、页岩、泥岩、泥灰岩以及片理化岩层(片岩、千枚岩等)组成的斜坡上。
(五)按滑动面深度分类
1.浅层滑坡
多指滑动面最大深度小于6m的滑坡。
2.中层滑坡
多指滑动面最大深度为6~20m的滑坡。
3.深层滑坡
多指滑动面最大深度为20~50m的滑坡。
4.超深层滑坡
指滑动面最大深度大于50m的滑坡。
(六)按滑坡体规模大小分类
按滑坡体规模大小,可分为:①小型滑坡,滑坡体<1×105m3;②中型滑坡,滑坡体介于1×105~1×106m3;③大型滑坡,滑坡体介于1×106~1×107m3;④巨型滑坡,滑坡体>1×107m3。
3、滑坡的形态
(一)滑坡的形态因素滑坡常常以其独有的地表形态与一般坡地地貌形态相区别,不同的滑坡可以有不同的形态特征,反映了它们处于不同的发展阶段,并显示地质条件的差异。
一个发育完全的典型滑坡,会在外貌上留下许多现象或特征,具有许多形态要素(图3-2)。
1.滑坡体
斜坡上整体向下滑动的那部分土体或岩体叫滑坡体,简称滑体。由于滑坡是岩土体整体性的滑移,所以滑坡体内部可大体保持原先的地层层序特征和结构特征,但因经过变形阶段,又会形成新的裂缝和明显的松动现象。
2.滑坡床
滑动面以下的稳定土体或岩体叫滑坡床,简称滑床。在滑坡形成时,其基本未发生变形,而保持原先的结构,只是在其前缘因受到滑坡体挤压而产生一些挤压裂隙。
图3-2 坡形态要素示意图
3.滑动面
滑坡体移动时,滑坡体与滑床之间形成一个分界面并沿其下滑,此面叫滑动面,简称滑面。由于滑动时的错动碾压,滑动面一般较光滑,有时可见到擦痕。滑动面上下的土石因滑动揉皱,破坏较剧烈,形成一个碾压破坏带,此带称滑动带,带上可发生片理和糜棱化的现象,其厚度可达数十厘米甚至达数米。
滑动面的形态多种多样。有前后坡度基本一致的平面状,有后陡中缓前部反翘的勺状,还有近于半圆柱面状的滑动面。它在断面上分别表现为直线状、折线状和圆弧状。
4.滑坡周界
滑坡体与周围不动体在平面上的分界线称为滑坡周界,它圈定了滑坡的范围。滑坡周界的形状一般呈椭圆形或纵长形(即上下方向长度远大于左右方向长度),但不同土石和不同深浅的滑坡又有些差异,如浅层的黄土滑坡和黏土滑坡,则多呈等长形和横长形(即左右方向长度大于上下方向长度)。
5.滑坡后壁
滑坡后缘的陡壁,又称主滑壁,实际上是滑动面的露出部分,平面上多成圈椅状。滑壁的形态、坡度、高度,以及延伸特点主要取决于滑坡类型,同时也与滑坡规模有一定关系。其高度一般数米至几十米,有的可达百米,如甘肃东乡县洒勒山滑坡的滑壁高220~240m;滑坡壁坡度多为35°~80°,而顺层滑坡的滑壁坡度有时可缓至30°以下,主要与滑动所依附的岩层层面倾角大小有关。
6.滑坡侧壁
滑坡侧壁是滑坡体滑动时两侧露出的滑床部分。侧壁的坡度一般较主滑壁为缓,在平面上向两侧延伸时呈喇叭状展开。岩质滑坡的滑坡侧壁一般受裂隙面控制,可以作直线状延伸,而且左右侧壁彼此平行。
滑坡侧壁上常可见到滑体移动时留下的擦痕,其倾角(滑动擦痕与水平面的夹角)大小,表示在相应横断面上滑动面的坡度。
7.滑坡台阶
某些滑坡,整个滑坡体由坡上到坡下可分成几段,每段因滑动的速度不同,形成了台阶一样的地形外貌,这就是滑坡台阶。常出现数个台阶和数个陡坎。
滑坡台阶也可分别叫平台及陡坎,即为滑坡滑落后形成的宽大平缓的台地。平台前缘陡坡称为滑坡台坎。平台的大小与完整程度反映了滑体厚度的大小。简单滑坡只有一个平台(甚至无明显平台),复杂滑坡可有几个平台。
8.滑坡舌
滑坡体在移动过程中,当前部具有开阔的临空空间(如河道、堑道或其他开阔场地)时,其土体向这些空间扩散,并覆盖在前部地面,平面上一般呈现为舌状,故称滑坡舌,亦称滑坡前缘。
9.滑坡洼地和滑坡湖
滑坡体与滑坡后壁间的低洼地形称为滑坡洼地。当其有地下水补给或接受降雨而积水成潭时,又称为滑坡湖。
滑坡洼地的底面代表了滑动面的位置,洼地底部与滑坡平台顶面之间的垂直高差即为洼地深度,其深度一般为数米至数十米,也有接近甚至超过百米的。由于滑坡壁的不断坍塌,土石堆积物逐渐充填于洼地中,致使洼地会被逐渐填平。
10.鼓丘和土垄
滑坡在向前滑动时,因滑床起伏不平而受阻碍,从而在地表形成隆起丘地,称为滑坡鼓丘;当滑床前部为反坡时,则会在滑坡体前部形成与滑动方向垂直的隆起横亘,称为土垄。所以,可以根据地表鼓丘和土垄的是否存在以及存在位置,可以推断滑床的起伏变化,也可以推断前部滑床有无反坡(抗滑)段存在。
11.滑坡裂缝
滑坡发生时,由于各部分土体运动速度和受力情况不同,因而在滑坡体四周和滑坡体上、中、下部会出现许多性质不同的裂缝,统称为滑坡裂缝。按力学成因及性质,可将裂缝分为拉张裂缝、挤压裂缝、扭剪裂缝、压张裂缝、张扭裂缝等。各种裂缝都有一定的形态特征和分布位置。
(1)拉张裂缝
当主滑部分缓慢移动时,滑坡体的后部因受到拉力作用而出现张开裂缝,长度为十数米至数百米,方向与滑坡壁大致吻合或平行的裂缝,称为拉张裂缝。拉张裂缝在平面上多呈上弯之弧形或近直线形。
拉张裂缝既可以在滑坡体内出现,也可以出现在滑坡壁以外的坡体中。
(2)挤压裂缝
滑坡体向前移动时,其前缘部分滑体将对前部稳定岩(土)体造成挤压,并形成裂缝,称挤压裂缝。当它产生在土体中时一般很少张开,甚至无裸露。当产生在岩石或人工建筑构件上时明显张开,有时裂缝宽度可达数厘米至十余厘米。挤压裂缝在平面上往往呈现为向前(外)弧形凸出。
(3)扭剪裂缝
滑动体与两侧稳定体之间的相对位移所产生的呈雁状排列的裂缝带,叫剪切裂缝。有时在剪切裂缝中还存在有一条或几条与滑坡侧界一致的(或平行侧界的)裂缝,称主扭剪裂缝。
(4)压张裂缝
滑体表面隆起部分(鼓丘、土垄)常可见到因滑体局部或整体被阻受挤压而造成的裂缝,当滑坡体停止运动后,受压状态即改变为受张状态,故形成先压后张的压张裂缝,也称鼓胀裂缝。
(5)张扭裂缝
这是滑坡体前部土体在向空间扩散时出现的与局部移动方向一致的裂缝。它一般呈张开状,且裂缝两侧表现有相对位移,按力学成因,属兼具张性的扭裂缝,故称张扭裂缝。平面上表现为放射状,故又称放射状裂缝,或称扇张形裂缝。它们一般出现在滑坡舌部和滑坡前缘陡坡地段。
滑坡的形态特征是判断斜坡是否受过滑动的重要指标,也是滑坡研究的一项重要指标。上述形态一般在发育完全的新滑坡才具备。当站在滑坡对岸高处观察时,可见到整个较顺直的山坡出现圈椅状的陡坎或陡壁,其下为沟槽或封闭洼地,再向下则地形突起,表现为上凹下凸的陡形,还可见到台阶状平地。更低的部位则为凹凸起伏的舌形坡地,其前端逼近河岸将河水向对岸推移,两侧则有沟谷发育,并有双沟围绕的趋势,而且这个部分的树木与周围不同,树木歪斜呈醉汉状或弯曲呈马刀状。坡面有翻滚痕迹,并有裂隙,说明该斜坡曾经滑动受到破坏。
4、滑坡各形态要素的发育特征
对于一个发育完整的典型滑坡,一般可具有以上各形态要素。但由于发育程度的不同,上述形态要素并非总是表现得那样清楚,而且不同类型和性质的滑坡,这些形态要素各具有不同的特征。
滑坡周界的形状与滑坡类型有关,它们的形状是多种多样的。对于岩质滑坡,由于主滑壁和左右侧壁一般受到岩体内地质构造面的明显控制,其周界一般呈现矩形、角形、梯形等簸箕状。非均质土滑坡,如堆积土滑坡和黄土滑坡,其周界以纵长的圈椅状为主,也有横展的几近等长的圈椅状;均质土,如黏土滑坡,其周界一般表现为几近等长的圈椅状;滑体含水量大的土质滑坡(包括土夹石滑坡)呈现长度很大的纵长式圈椅状。
滑坡体内部地形起伏特点不同。岩质滑坡的滑体主要以一个平台为主,地面平均坡度与滑动面坡度接近一致。当滑坡体内存在有次一级破裂面时,滑体被分割为若干小块,这些小块的边界受次一级破裂面,如构造节理的产状控制。土质滑坡的地面起伏明显受到下伏滑床地形的制约。对于由许多单个滑坡组成的复杂滑坡群来讲,滑坡体内部有几条鼓起的纵向脊梁,即反映有几个滑坡。
滑坡平台的数量和完整程度,与滑坡性质有关。在同一个滑坡周界内,滑坡体上平台越少,平台越完整,其规模越大,说明滑体厚度大,滑床深。这种情况主要发生在岩质滑坡条件下。反之,如果滑体内平台多且规模小,平面表面裂缝密集,裂缝宽度也大,则反映了滑体厚度小,滑床浅,这主要发生在土质滑坡条件下。
裂缝的分布、形态及发展速度与滑坡性质有关。滑体内部裂缝的分布主要与受力状态有关。在岩质滑坡中,滑体内部及表面的裂缝还常常与岩体内原有的软弱结构面的分布有关。
在土质滑坡条件下,滑坡裂缝的性质和分布位置一般与受力状态密切相关。裂缝的宽度、缝壁的陡度、裂缝密集度与滑坡体厚度有很大关系。一般说,厚度大的滑坡,地面上裂缝分布稀少,延伸长度大,宽度小,缝壁陡;而厚度小的滑坡,滑坡表面裂缝密集,每条裂缝的长度小,宽度大,缝壁较平缓。
滑动面的形态、滑动带的性质与滑坡类型有关。岩质滑坡的滑动面形态经常受构造面控制,常常是沿着岩层层面或软弱构造面滑动,常具有平面状形态,滑面前后部分坡度变化较小。
土质滑动面形态较为复杂,随土体结构的不同具有不同的形态。对于结构不均一的土质滑坡或土石滑坡,一般具有勺状滑面;而结构均一的黏性土滑坡则常具有圆柱状滑面。滑带厚度也随滑坡类型不同而有很大差异。顺层岩石滑坡的滑带薄,一般只有几厘米至十几厘米;破碎岩石滑坡和土质滑坡的滑带厚度大,有时可达一米甚至更大;只有均质黏土滑坡的滑带比较薄,一般只有几厘米至十几厘米。
5、滑坡的主要类型
根据滑坡体的物质组成,可分为土质滑坡(堆积层滑坡、黄土滑坡、人工填土滑坡)和岩质(岩层)滑坡。
土质滑坡是指发生在还没有固结的堆积土层、黄土、人工填土和风化层中的滑坡。在西北黄土地区,农田灌溉经常诱发规模较大的黄土滑坡。
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发生在土体中的土质滑坡
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黄土滑坡出现的多级滑动
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岩质滑坡又称岩层滑坡,大多沿着岩层层面、断裂破碎带发生滑动。岩质滑坡的规模有大有小,经常有大型和巨型岩质滑坡发生,造成严重的危害。
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发生在岩体中的岩质滑坡
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基岩顺层滑坡后拉开的裂缝
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各式各样的滑坡平面形状
从平面上看,滑坡表现为多种形状,有的为半圆形、有的为长条形;还有一些滑坡宽度很大,但向前滑动的距离比较短。
有时滑坡体沿着唯一的滑动面下滑;有的滑坡也会存在多级滑动面,发生多级滑动,此时滑坡体解体为几块,出现多个滑坡台阶。
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有多个滑动面的滑坡
下部为基岩、上部为松散土石的斜坡,遇到暴雨时,雨水就从土石的空隙中向下渗,当渗到不透水的基岩层面时,水就顺岩层层面向下流动,这时就可能带动上部的松散土石沿着基岩面向下滑动,表现为顺层滑坡。
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上部松散土石沿基岩层面下滑
有些滑坡,连滑带溜,呈窄条状向前滑出很远的距离。这种滑坡多数为小型、浅层滑动,往往成群发生,就像猫在人脸上抓了一下,形成多条滑痕,俗称“猫抓脸型”滑坡。
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群发性小型、浅层滑坡
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“猫抓脸型”滑坡
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6、地质灾害滑坡的形态特征有哪些?
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。