滑坡形成的力學條件及成因分析

2023-02-12 04:48:05 字數 2812 閱讀 7378

[摘要]滑坡是在山區地域範圍內一種較為常見的自然災害,常伴隨重大財產損失和人員**事故的發生。本文對滑坡的形成條件進行了推理剖析,並對其成因做了較為全面的剖析,僅供同業參考。

[關鍵詞]滑坡形成條件力學模式成因

[中圖分類號] p642.22 [文獻碼] b [文章編號] 1000-405x(2014)-6-278-2

0前言我國是世界上滑坡、泥石流災害較為嚴重的國家之一。從我國地形結構可以看出,山區陡坡面積佔總面積的2/3強,這種地形和地貌特徵為山體滑坡、泥石流等自然災害提供了前提條件,再加上近年來颱風、暴雨、**等強對流天氣頻發,使得滑坡、泥石流活動更為頻繁。多年來,國內外專家學者在整治滑坡方面做了大量調查研究工作,試圖從研究數表、力學曲線、經驗公式等各方面進行深入研究,以便更加全面地了解滑坡體形成條件與形成因素,為人類造福。

1滑坡的形成條件

滑坡的發生是斜坡巖(土)體平衡條件遭到破壞的結果。由於斜坡巖(土)體的特性不同,滑動面的形狀有各種形式,基本的為平面形和圓柱狀兩種。二者表現雖有不同,但平衡關係的基本原理還是一致的。

(1)當滑動面沿ab滑動時的力系如圖1所示。其平衡條件為

e=kgsinα-gcosαtgψ-cl。

式中:g―滑體總重量,kn/m;α―滑面與水平面間的夾角,。;l―滑面長度,m;c―滑面上的單位粘聚力,kpa;ψ―滑體的內摩擦角,。;k―安全係數;e―滑體下滑力,kn/m。

很顯然,若e>0,斜坡平衡條件將遭破壞而形成滑坡;若e≤0,則滑坡處於穩定或極限平衡狀態。

(2)當滑動面沿圓柱面滑動時的力系如圖2所示。圖中ab為假定的滑動圓弧面,其相應的滑動中心為o點,r為滑弧半徑。過滑動圓心o作一垂線oo』,將滑動體分成兩部分,oo』右側部分為「下滑部分」,具有向下滑動的趨勢; oo』左側為「阻滑部分」,起著阻止滑動的作用。

平衡條件為e=k∑g1isinαi―tgψ(∑g1icosαi +∑g2jcosαj)―c(∑li+∑lj)― g2jsinαjs。

式中:g1i―滑體下滑部分第i個條塊的重量,kn/m;g1j―滑體阻滑部分第j個條塊的重量,kn/m;αi―滑體下滑部分第i個條塊所在圓弧段中心點的半徑線與通過圓心的豎線之間的夾角,。;j―滑體阻滑部分第j個條塊所在圓弧段中心點的半徑線與通過圓心的豎線之間的夾角,。

;c―滑面上的單位粘聚力,kpa;ψ―滑體的內摩擦角,。;li―滑體下滑部分第i個條塊所在圓弧段滑面的長度,m;lj―滑體阻滑部分第j個條塊所在圓弧段滑面的長度,m;e―滑體下滑力,kn/m.

若e>0,斜坡平衡條件將遭破壞而形成滑坡;若e≤0,則滑坡處於穩定或極限平衡狀態。

2影響滑坡的主要因素與發生機理分析

從上述分析可以看出,滑坡平衡條件的破壞與否,取決於下滑力(矩)與滑力(矩)的關係。因此,凡是引起改變斜坡外形和使岩土性質惡化的所有因素,都將是影響滑坡形成的因素。而要對滑坡穩定性、**滑坡變形破壞趨勢做出正確的評價,首先要弄清滑坡變形破壞的機理。

因為坡體產生變形破壞不單單與外部因素有關,還與決定斜坡坡體產生的內在條件相輔相承。

2.1地形地貌特徵

地形地貌特徵是形成滑坡的前提和基礎。一般的,坡度大於10度,小於45度,下陡中緩上陡、上部成環狀的坡形是產生滑坡的有利地形。如果坡體處於溝谷凹槽地段的陡坡處,斜坡坡度大,滑坡體前後緣相對高差較大,原始地形上表現為坡體中上部陡峻,中下部較為平緩,形成的陡坎為堆積體區域性失穩準備了基本條件。

2.2岩性特徵及地質條件

滑坡主要發生在易於親水軟化的土層中和一些結構鬆散的軟質岩層中,當堅硬岩石或岩體內存在有利於滑動的軟弱麵時,在適當的條件下極易形成滑坡。在地質方面,組成斜坡的巖、土體只有被各種構造面切割分離成不連續狀態時,才有可能向下滑動的條件。同時構造面又為降雨等水流進入斜坡提供了通道。

故各種節理、裂隙、層面、斷層發育的斜坡,特別是當平行和垂直斜坡的陡傾角構造面及順坡緩傾的構造面發育時,最易發生滑坡。

2.3暴雨、**、山洪等強對流天氣影響

我國是地質災害多發國家。近年來,隨著全球氣候惡劣化程度的加重,我國暴雨天氣頻發,僅2023年,除西北個別省區外,幾乎都有暴雨出現。加之我國處於亞歐板塊與太平洋板塊交界,**災害不斷。

從滑坡發生的時間分析:絕大多數滑坡都發生於夏季,原因是我國南方山區夏季平均降雨量大,且降雨較集中,強度大,多暴雨。這種長時間的暴雨使斜坡土體飽和,碎塊石土由於碎塊石含量高,塊徑大,區域性還有架空現象,地表水易沿碎塊空隙下滲,特別是當滑坡後緣邊界地表植被遭破壞時,地表水將直接滲入滑帶,滑帶強度將大大降低,隨著滑面的逐步形成,最終發展為整體滑動。

2.4人為活動影響

為了滿足人們的經濟活動需要,人類對我們生存的星球進行大肆破壞和無度開發,在坡體上開發梯田進行耕種,破壞了原地表植被,同時灌溉加強了地表水滲入滑帶土的強度,軟化滑帶土,降低了滑帶土的強度,不利於滑坡的穩定。在山體中間開鑿隧道,破壞了其整體穩定性,埋下無窮隱患。山路修建時,不合理的人為開挖使坡體前部出現臨空面,卸荷作用使坡體鬆弛範圍擴大,原有的結構面進一步張開,有利於地表水的下滲,軟化結構面強度,加劇了坡體的變形。

3結束語

綜上所述,滑坡的發生除了與地貌、地質等內在的原因有關,還與自然環境(氣候環境、地質環境、生態環境、水環境等)和人類活動引起環境(水環境、工程環境、生態環境)變化等外在原因有關。因此,對滑坡體影響因素進行綜合考慮,通過對滑坡區進行了野外地形測圖、地球物理探查、工程地質填圖及鑽孔勘探,以及必要的岩石力學試驗,才能夠做出準確的判斷,以便實行徹底有效的治理措施。

參考文獻

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