书城自然科学滑波、泥石流防范与自救
14056500000003

第3章 认识滑坡(3)

(1)地层本身是软弱岩层,很有可能是松散堆积物。即使是硬质岩层,在它的里面一定包含着软弱岩层。这些岩层抗风化能力差,风化产物含有泥质颗粒、大量的黏土。如半成岩的昔格达组页岩中的黏粒含量可达30%,在泥岩中含量甚至超过51%。这些岩石在遇到水之后就会变软,或者变成泥,形成一层很薄的黏粒层,随着水流走,即使水量减少,它的抗剪强度也会急剧下降很多。(2)黏粒中含有绢云母、石墨(或炭质)、绿泥石、滑石、水云母、蒙脱石、高岭石,还有石膏等黏土矿物,这些容易形成薄层状定向排列。吸附水的能力相对比较大,而且胀缩性、崩解性很强,这样就会导致地层抗剪强度很低。2.偶滑岩组(又称偶滑地层)由偶夹软弱岩的硬质岩组成的岩性组合被称为偶滑岩组,硬岩石沿着某一层软弱的夹层滑动的情况很少发生。在硬岩层内很难发生滑坡。3.稳定岩组

稳定岩组是指那些永远也不可能发生滑坡的岩性组合。换句话说,就是稳定岩组的内部结构很牢固,不可能形成主滑动面而发生滑动。不过稳定岩层会成为一个整体,沿着下伏易滑岩组或偶滑岩组的顶面发生滑动,或被“驮着”随下伏的易滑岩组或偶滑岩组,就像是被易滑岩组或偶滑岩组背着走一样发生滑动。但这绝不能说明它具有容易形成滑坡的特性。

滑坡的诱发原因

地质条件与地貌条件

1.岩土类型岩浆岩又称火成岩,是岩浆通过地壳运动,沿地壳薄弱地带上升冷却凝结后形成的岩石。岩石中的矿物在空间的排列、配置和充填方式不同,形成岩浆岩的构造也不同。沉积岩是在地壳表层常温常压条件下,由风化产物、有机物质和某些火山作用产生的物质,经风化、搬运、沉积和成岩等一系列地质作用而形成的层状岩石。变质岩是地壳中原有的岩浆岩或沉积岩,由于地壳运动和岩浆活动等造成物理化学环境的改变,使原来岩石的成分、结构和构造发生一系列变化而形成的新的岩石。一般来说,各类岩、土都有可能构成滑坡体,其中结构松散、抗剪强度和抗风化能力较低,在水的作用下性质可以发生变化的岩、土,如松散覆盖层、黄土、红黏土、页岩、泥岩、煤系地层、凝灰岩、片岩、板岩、千枚岩以及软硬相间的岩层所构成的斜坡易发生滑坡。

2.地质构造条件地质构造是指组成地壳的岩层和岩体在内、外动力地质作用下发生的变形,从而形成诸如褶皱、节理、断层、劈理以及其他各种面状和线状构造等。组成斜坡的岩(土)体只有被各种构造面切割分离成不连续状态时,才有可能形成向下滑动的条件。在此同时,这些构造面又成为降雨、融化雪流通的通道,这样就会形成各种节理、裂隙、断层发育的斜坡,特别是当平行和垂直斜坡的陡倾角构造面及顺坡缓倾的构造面发育时,最易发生滑坡。

3.地形地貌条件地形,是指地势高低起伏的变化,即地表的形态。分为高原、山地、平原、丘陵、裂谷系、盆地六大基本地形(地貌形态)等。地貌分为山地、盆地、丘陵、平原、高原等。只有处于一定的地貌部位,具备一定坡度的斜坡,才可能发生滑坡。一般前缘开阔的山坡、铁路、公路和工程建筑物的边坡,江、河、湖(水库)、海、沟的斜坡等都是易发生滑坡的地貌部位。坡度大于10°、小于45°,下面比较陡峭,中间平缓,上面陡峭的,或者是上面形成环状坡形的很容易形成滑坡。

4.水文地质条件水文地质指自然界中地下水的各种变化和运动的现象。地下水活动,在滑坡形成中起着主要作用。它的作用主要表现在:对透水岩层产生浮托力、软化岩、土,侵蚀岩、土,增大岩产生动水压力和孔隙水压力,土容重,降低岩(土)体的强度等,尤其是对滑面(带)的软化作用和降低强度的作用最为突出。

人为作用的影响

在人类工程活动的频繁地区和地壳运动的地区是滑坡多发区,外界因素和作用可以改变产生滑坡发生的基本条件,从而诱发滑坡的发生。滑坡灾难的发生不仅仅有自然因素的原因,某些不合理的人类活动也促使了滑坡灾害的发育和发生。

常见不合理的人为因素有以下几种:

(1)不合理的开挖工程是导致滑坡发生的最常见因素。为了建造生活设施,在挖掘施工的时候没有进行合理的考察,因此破坏了山体或者坡体的平衡。(2)大肆采矿。不注重管理而引发的崩塌和滑坡事件屡见不鲜。(3)孔隙水的变化:人类活动引起土石体含水量增高是一种改变孔隙水状态的方式。如加利福尼亚州帕洛斯威尔德丘陵区的波德格斯本德滑坡于20世纪50年代复活,可能与草地水和化粪池的溢出物有关。水库水位变动也会引起孔隙水压力,以及地下水位的变化。这是导致水坝滑坡的重要原因(4)在坡体上堆积重物,使坡体负重量加大,致使滑坡、崩塌灾害的发生。

(5)在自然界中地震引发滑坡的主要原因是因为地震力的作用,人类随意使用大量的炸弹爆破,就像是我们人工制造了炸弹一样,使边坡表部松动,引发滑坡和崩塌。

(6)植被变化:传统伐木使森林退化,削减了树根的固着强度,改变了地表的水文状况,加速了山坡的侵蚀,另外,土地管理者为改善流域汇水条件和野生动物的生活条件,调整植物品种而出现问题。犹他州锡普溪流域在草地上植树和种灌木,增大了土壤含水量,减低了植根固着力,导致滑坡活动增大了三倍。

(7)山坡平衡失调:公路建设采取的削坡常常会成为滑坡的发育场地。意大利科圣札省调查了104个滑坡,都是由公路建设引起的。美国每年用于整治和控制公路滑坡的费用超过1亿美元。沿山坡采矿危及山坡稳定而诱发的滑坡后果严重。如1881年瑞典的埃姆岩崩,就是由于露天采矿造成的。1908年1月8日,在纽约州哈维斯敦挖掘黏土时,也曾引发滑坡,造成20人死亡和巨额的财产损失。

从上面的条件中,我们可以看出,对于滑坡的诱发原因,人类有不可推卸的责任。不注重自然条件的平衡,任意滥砍滥伐;只关心水库的存水量,忽略了水流管理;无休止地开发煤矿和山路,最后导致了悲剧的产生。

值得注意的一点是并不是所有表面看起来是自然因素引起的滑坡或者是其他灾害,人们就可以推卸责任,因为许多时候,自然因素的形成,首先是人为因素促成的。比如说商人为了工业的发展和获取高额的经济利润,对山体的开挖和矿物的乱采最终破坏了山体的重力平衡。人们任意开荒种粮,砍伐树木,导致水土流失,还因为灌溉农田致使水下渗,对坡体产生作用,从而诱发滑坡。

滑坡已经慢慢逼近人类的生活圈子,一个个案例已经为我们敲响了警钟,城市中发生滑坡灾害的系数已经大幅度上升,如果不按照城市整体规划而自行施工或者城市开发建设过于迅猛等都会诱导下一次滑坡的发生。

稳定和不稳定的滑坡分辨

已稳定的老滑坡体的特征有以下6个方面:

(1)后壁较高,长满了树木,找不到擦痕,且十分稳定。(2)滑坡平台宽大且已夷平,土体密实,有沉陷现象。(3)滑坡前缘的斜坡较陡,土体密实,长满树木,无松散崩塌现象,前缘迎河部分有被河水冲刷过的现象。(4)目前的河水远离滑坡的舌部,甚至在舌部外已有漫滩、阶地分布。(5)滑坡体两侧的自然冲刷沟切割很深,甚至已达基岩。(6)滑坡体舌部的坡脚有清晰的泉水流出等。

不稳定的滑坡体常具有下列迹象:(1)滑坡体表面总体坡度较陡,而且延伸很长,坡面高低不平。(2)有滑坡平台、面积不大,且有向下缓倾和未夷平现象。(3)滑坡表面有泉水、湿地,且有新生冲沟。(4)滑坡表面有不均匀沉陷的局部平台,参差不齐。(5)滑坡前缘土石松散,小型坍塌时有发生,并面临河水冲刷的危险。(6)滑坡体上无巨大直立的树木。

其他灾害引起的山体滑坡

自然界中,滑坡并不是单独存在的,能够诱导自然灾害发生的原因很多:鼠害(如高原鼠兔)、虫害(如白蚁)、地震、暴雨、洪涝等,它们又会相继形成各式各样的滑坡链。

地震—崩塌灾害链和地震—滑坡灾害链

地震—崩塌灾害链和地震—滑坡灾害链是发生数目最多的灾害链。它们最终是以滑坡的形式带来灾害。

(1)1976年四川松潘—平武地震时,因为当时的预报准确,人们准备妥当,地震没有引起太大伤亡,但是崩塌和地震滑坡却导致数十人丧生。(2)1976年唐山7.8级地震不仅在山区引发了山体滑坡,而且在平地造成了大量的液化滑坡。

暴雨—崩塌灾害链和暴雨—滑坡灾害链暴雨—崩塌灾害链和暴雨—滑坡灾害链是最常见的自然灾害链。滑坡往往发生在暴雨期间或者是暴雨之后。尤其是20世纪80年代以来更为突出。

1981~1985年四川省的一次暴雨过程诱发大小滑坡统计表

滑坡次数发生县的数目1000次以下28个1000次以上14个2000次以上3个山洪—崩塌灾害链和山洪—滑坡灾害链

山区沟谷内的洪水具有山洪或过境洪水的特性。洪水突然暴发的时候,淘刷岸坡是主要原因;洪水猛然来临,水流来不及向四面八方疏散和地下渗入,产生巨大的压力,从而引发岸坡滑坡、崩塌。因此,山洪—滑坡灾害链常发生在山地、丘陵区的防洪堤上和江河岸坡。

涝灾—崩塌灾害链和涝灾—滑坡灾害链

洪灾是由于江、河、湖、库水位猛涨,堤坝漫溢或溃决,使客水入境而造成的灾害。涝灾—崩塌灾害链和涝灾—滑坡灾害链主要发生在大江大河中下游的防洪堤和岸坡上。涝灾—崩塌灾害链和涝灾一滑坡灾害链常与暴雨—崩塌灾害链和暴雨—滑坡灾害链、山洪—崩塌火害链、山洪—滑坡灾害链共生,难以严格区别开来。但是,洪涝灾害诱发滑坡的主要原因是浸泡坡脚,其次才是淘刷作用。

滑坡引起的次生灾害

滑坡—堵江灾害链和滑坡—堵江淹没—溃决洪水灾害链

滑坡—堵江灾害链和滑坡—堵江淹没—溃决洪水灾害链主要发生在我国西部高山峡谷区。

按河谷断面的堵塞程度,堵江可分为完全堵江和不完全堵江。因为堵江形成的堰塞湖分为完全堰塞湖和不完全堰塞湖。不管是完全堵江还是不完全堵江,都能够使回水淹没上游、溃决,然后使洪水的危害形成一连串新的灾害。

滑坡—坡面洪水灾害链

滑坡—坡面洪水灾害链主要发生在水利工程中的盘山渠道被滑坡堵塞,剩出来的水就会顺着坡流下来,从而形成灾害。它主要发生在雨季,特别是暴雨的中心。还有就是住在斜坡上面的居民从来就没有受过洪水的威胁,所以就不会想到背后盘山渠道可能会溢水,结果造成不应有的损失。

滑坡—局地干旱灾害链

滑坡—局地干旱灾害链主要发生在大型滑坡地区。因为滑坡解体,所以地表的水就变小,或者转变成了地下水。坡里面的地下水顺着滑动面移动,很难从滑坡里面流出来,这样就容易造成小范围的干旱。

滑坡的灾害等级

根据2003年国务院颁布的《地质灾害防治条例》第四条规定:地质灾害按人员伤亡、经济损失大小,分为四个等级。

特大型灾害:因灾死亡30人以上或者直接经济损失1000万元以上的。

大型灾害:因灾死亡10人以上30人以下,或者直接经济损失500万元以上1000万元以下的。

中型灾害:因灾死亡3人以上10人以下,或者直接经济损失100万元以上500万元以下的。

小型灾害:因灾死亡3人以下,或者直接经济损失100万元以下的。

滑坡灾害由人员伤亡、直接经济损失、间接经济损失和社会影响四部分组成,其中人员伤亡和直接经济损失是“条例”规定必须统计的内容,间接经济损失和社会影响是对灾害的全面分析评估,也应做调查统计。

滑坡的危害性

滑坡常常给工农业生产以及人民生命财产造成巨大损失,有的甚至是毁灭性的灾难。

滑坡的严重性

滑坡的严重性主要表现在该灾害的群发性、灾害链和社会性等方面。

1.群发性滑坡灾害的群发性表现在成片或成带地发生灾害。在具备了能够发生滑坡基本条件的区域,如果遇到了降雨、地震、洪水等诱发因素,就可能引起滑坡。这种诱发因素并不是单独存在的,往往重叠出现,所以,滑坡灾害的群发性表现得尤为突出。

2.灾害链从滑坡灾害链的发生与发展过程中可以看出,在大多数情况下,滑坡并不是单独存在的,它总是以灾害链的形式危害人类的生产生活环境,给人类带来巨大的损失,应该对此给予足够的重视。

3.社会性

2001年1月17日凌晨1时20分,重庆市云阳老县城背靠的五峰山发生大面积滑坡,整个滑坡持续约5个小时,至17日凌晨6时许才处于相对稳定状态。滑坡总体方量约为5万立方米,直接经济损失达到300万元以上。2001年5月1日20时30分左右,重庆市武隆县县城仙女路西段发生山体滑坡,一幢9层居民楼被垮塌的岩石掩埋,造成79人死亡。滑坡灾害发生时,受害的是人群,涉及的是一个局部地区,这已经成为当地的经济、社会问题。不仅如此还可能由于交通、通信、水利、电力、环境污染等问题使灾害影响扩大。另外,滑坡的发生,很大程度上跟环境的破坏息息相关,也跟人类的盲目活动破坏了自然环境有关。

滑坡灾害的具体表现

滑坡出现地具体表现乡村摧毁农田、房舍,伤害人畜,毁坏森林、道路以及农业机械设施和水利水电设施等,有时甚至给乡村造成毁灭性灾害城镇常砸埋房屋,伤亡人畜,毁坏田地,摧毁工厂、学校、机关单位等,并毁坏各种设施,造成停电、停水、停工,有时甚至毁灭整个城镇工矿区摧毁矿山设施,伤亡职工,毁坏厂房,使矿山停工停产,常常造成重大损失