斜坡巖體變形的基本地質(zhì)力學(xué)模式(編輯修改稿)
2024-08-31 00:18 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 力集中帶。陡緩轉(zhuǎn)角處的嵌合體逐個被剪斷、壓碎并伴有擴容，致使坡面隆起，后緣拉裂轉(zhuǎn)向閉合。此時變形進(jìn)入不穩(wěn)定破裂階段，一旦階狀滑移面被貫通，則導(dǎo)致滑坡。圖2滑移一壓致拉裂變形演進(jìn)圖式圖3某前震旦紀(jì)花崗巖斜坡中的滑移一壓致拉裂變形跡象（b為①處放大圖） 類似的變形在某些土質(zhì)斜坡中亦可見到（如黃土斜坡、龍羊峽超固結(jié)粘土質(zhì)斜坡等）。圖4所示為渭河黃土塬邊斜坡中所見變形跡象，平緩滑移面沿黃土與砂礫石土接觸面發(fā)育，陡傾壓致拉裂面受黃土中的垂直裂隙所牽制，轉(zhuǎn)角處可見羽狀裂隙或壓碎帶。（傾倒）這類變形主要發(fā)育在由直立或陡傾坡內(nèi)的層狀巖體組成的陡坡中，且結(jié)構(gòu)面走向與坡面走向夾角應(yīng)小于30176。，變形多半發(fā)生在斜坡前緣部分。陡傾的板狀巖體在自重彎矩作用下，于前緣開始向臨空方向作懸臂梁彎曲，并逐漸向內(nèi)發(fā)展。彎曲的板梁之間互相錯動并伴有拉裂，彎曲體后緣出現(xiàn)拉裂縫，形成平行于走向的反坡臺階和槽溝。板梁彎曲劇烈部位往往產(chǎn)生橫切板梁的折裂。滲入裂隙中水的空隙水壓力作用、水的楔入作用、高寒地區(qū)滲水反復(fù)凍融產(chǎn)生的膨脹力和震動等，是促進(jìn)這類變形的主要因素。 硬而厚的板梁，其演變可劃分如圖5所示各階段，即： （1）卸荷回彈陡傾面拉裂階段（圖5，a）； （2）板梁彎曲，拉裂面深向擴展、后向推移階段（b）。如坡度陡，常伴有坡緣、坡面局部崩落； （3）板梁根部折裂、壓碎階段。一旦失去平衡，巖塊轉(zhuǎn)動、傾倒導(dǎo)致崩塌。 由于隨板梁彎曲發(fā)展，作用于板梁的力矩也隨之增大。所以一旦板梁發(fā)生了明顯彎曲，變形實際已進(jìn)入累進(jìn)性破壞階段。圖4 黃土塬邊斜坡中所見滑移一壓致拉裂變形跡象圖5彎曲一拉裂（厚層板梁）變形演進(jìn)圍式 薄而軟的“板梁”，由于變形的角度可以很大，在最大彎折帶通常形成傾向坡外的斷斷續(xù)續(xù)的拉裂面（表1圖h），或使原來垂直層面的近于水平的裂隙轉(zhuǎn)為向坡外傾斜（圖6）。在這種情況下繼續(xù)的變形將主要受傾向坡外的裂隙面所控制，實際上已轉(zhuǎn)化為滑移一拉裂最終發(fā)展為滑坡。 這類變形主要發(fā)育在較陡傾坡外層狀體坡體中，尤以薄層狀及柔性較強的碳酸鹽類層狀巖體中最常見。層狀坡體沿滑移面下滑，由于下部受阻，在順滑移方向的壓應(yīng)力作用下發(fā)生縱彎曲（“褶皺”）變形。下部受阻的原因多因滑移面并未臨空（如表1圖e），或滑移面下端雖已臨空，但滑移面呈“靠椅”狀(勺狀)，上部陡傾，下部轉(zhuǎn)為近于水平而顯著增大了滑移阻力(表1圖f)。調(diào)查統(tǒng)計表明，許多巨型滑坡常與這類變形相連系。瓦伊昂水庫災(zāi)難性滑坡就是由勺狀滑移面構(gòu)成的滑移一彎曲變形發(fā)展而成的?；泼嫫街钡倪@類變形可劃分為如圖7所示三個階段：(1)輕微彎曲階段(圖7a)彎曲部位僅出現(xiàn)順層拉裂面、局部壓碎；坡面輕微隆起，巖體松動。野外觀測表明，彎曲隆起通常發(fā)生在近坡腳而又略高于坡腳的部位，這可能是由于該處順層壓應(yīng)力與垂直層面方向的壓應(yīng)力之壓力差較大所致；(2)強烈彎曲、隆起階段(圖7b)彎曲顯著增強，并出現(xiàn)剖面x錯動，其中一組逐漸發(fā)展為滑移切出面。由于彎曲部位顯著擴容，致使坡面明顯隆起。有的斜坡上還可觀察到縱向甚至放射狀隆褶。坡體松動解體進(jìn)一步加劇，可發(fā)生局部的崩落或滑落，這種坡腳附近的“自動卸載”更加促進(jìn)了深部變形的發(fā)展。此時變形已進(jìn)入累進(jìn)性破壞階段；(3)切出面貫通階段(圖7c)滑移面貫通并發(fā)展為滑坡，多為崩滑。在巖層傾角明顯大于斜坡坡角的斜坡中，也可發(fā)現(xiàn)這類變形。圖8所示為一十分典型的實例，沿層面下滑的巖體擠壓下部巖層發(fā)生隆褶和撓曲形成一弧形潛在滑移面(見圖8中老滑動體范圍和剖面1，2)。由于采石場恰好設(shè)在強烈隆褶帶，使這一帶卸載而引起上部巖體隨采石進(jìn)展而逐漸增加下滑速度，因而在老滑動體中形成一個規(guī)模較小的新的滑移一彎曲變形體。值得注意的是，由于采石場兩側(cè)巖體對下滑巖體的阻力較中間被采石場擾動的部位高，因而下滑巖體擠壓兩側(cè)(圖8a⑤)使它們隆起并產(chǎn)生拉裂縫。觀測資料證明兩側(cè)隆起帶在發(fā)生滑坡前常有脫落的塊石崩落。同時兩側(cè)這種擠壓隆起帶如像是兩座橋墩一樣使中部下滑巖體遭受兩側(cè)的擠壓而形成縱向和放射狀褶皺?；掳l(fā)生后采石場被毀，經(jīng)強烈隆褶的放射狀“背斜”群(圖8a⑥)仍清晰可見，它就像一個以兩側(cè)隆起帶為支墩的平拱支撐著后側(cè)下滑巖體?！翱恳巍毙位泼娴淖冃吻闆r與上述實例相近，其強烈彎曲部位發(fā)生在滑移面轉(zhuǎn)折處附近。但它不需形成潛在切出面，整體沿原有“靠椅”形軟面滑移。5．塑流一拉裂主要發(fā)育在以軟弱層(帶)為基座的軟弱基座型斜坡中。軟層在上覆體壓力作用下壓縮變形和軟巖(土)或壓碎物質(zhì)向臨空或減壓方向的塑流擠出，導(dǎo)致上覆較硬層拉裂、解體和不均勻沉陷。圖8 四川涼山鐵西滑坡平面、剖面示意圖（參照鐵道部第二設(shè)計院資料）a. 平面圖：1老滑移—彎曲滑
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