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西部水电工程滑坡灾变的模式及控制技术

【摘要】:图4.3-5滑坡形成前河谷形态图4.3-6滑坡失稳后斜坡形态4)滑坡失稳后,一方面使后缘岩体失去了支撑条件,为后方岩体向临空方向变形提供临空条件,另一方面导致后方岩体内发育的某些软弱结构面在临空面出露,这样伴随地表水下渗过程中,上述软弱结构面也产生进一步软化作用,从而促使上覆岩体沿软弱结构面向临空方向滑移变形,在地表沿岩体内陡倾结构面形成拉张裂缝,如图4.3-7所示。

场地发育的岩质滑坡均是沿着岩体内软弱结构面失稳下滑形成的,而在区内这种砂泥岩互层的顺层岩体内,这类软弱结构面发育有多条,当然它们的强度特性等方面存在较大差别,因而并不是任何一条软弱结构面都会构成岩体失稳的底界面,它还与坡体的临空面条件、软弱结构面的强度特性、地表水体的下渗以及区域构造,甚至地震等诸多因素有关。总体上来讲,诱发区内岩体失稳下滑的主要因素有以下几个方面:

(1)区域地质构造。如前文所述研究区所处区域构造复杂,历史上曾遭受过多期构造活动的挤压,导致区内奥陶系互层状砂泥岩岩体沿岩性相对软弱的薄层泥岩产生挤压错动,形成多层软弱层带。

(2)流沙河河谷下切。流沙河河谷下切为区内岩体沿岩体内软弱层带向河谷方向产生蠕滑变形提供了良好的临空条件,这种蠕滑变形导致区内砂岩内产生横向拉张裂缝,而这种裂缝的存在为地表水的下渗提供了通道。

(3)地表水的下渗。当地表水沿坡体拉张裂缝下渗至下伏的软弱层带后,导致构造作用形成的软弱层带进一步软化形成泥化夹层,其强度也相应地急剧降低,当强度降低到一定程度,在重力作用下上覆岩体就会沿泥化夹层失稳下滑。

当然在长期的地质历史过程中,区内的地震活动也可能成为诱发坡体失稳的另一个重要因素。

调查结果表明,随着流沙河的河谷下切,区内岩体可能发生过两次较大规模的基岩失稳下滑,早期当河谷下切至高程1120m左右时诱发了康家坪滑坡的失稳,后期当河谷下切至高程800~850m时诱发了乱石岗滑坡。

乱石岗滑坡失稳下滑的过程及机制可表述如下:

1)当流沙河下切至高程800~850m时,使得下伏的软弱结构面出露于地表,为岩体沿该软弱结构面向河谷方向产生蠕滑变形提供了临空条件,蠕滑变形的结果导致上部砂岩产生拉张裂缝,为地表水的下渗提供通道,如图4.3-5所示。

2)随着地表水的下渗,使得下伏的软弱夹层进一步软化,形成泥化夹层,其强度也随之急剧降低,当强度降低至一定程度时,上覆拉裂岩体就会在重力作用下沿软弱夹层失稳下滑,下滑过程中局部岩块解体不完整,以相对完整的形态保持下来,如图4.3-6所示。

3)由于区内软弱结构多沿层面发育,其倾角较缓,一般13°~15°,因此乱石岗滑坡的形成是河谷下切期间斜坡岩体沿下伏软弱层面长期蠕滑作用的产物,滑坡期间运移速度较慢,运移距离较短,因而滑体内局部岩体解体不完全,保留有较多的大块完整岩块。

图4.3-5 滑坡形成前河谷形态

图4.3-6 滑坡失稳后斜坡形态

4)滑坡失稳后,一方面使后缘岩体失去了支撑条件,为后方岩体向临空方向变形提供临空条件,另一方面导致后方岩体内发育的某些软弱结构面在临空面出露,这样伴随地表水下渗过程中,上述软弱结构面也产生进一步软化作用,从而促使上覆岩体沿软弱结构面向临空方向滑移变形,在地表沿岩体内陡倾结构面形成拉张裂缝,如图4.3-7所示。另一个特殊情况是在某些因素影响下,滑坡后缘岩体沿两条软弱结构面向临空方向呈“抽屉式”滑移,从而在岩体深部沿陡倾结构面产生拉裂缝,而其上覆岩体仍保持较完整状态,这类拉张裂缝一般具有不确定性和隐蔽性。