水工程地质缺陷常用加固技术-岸崩与崩塌形成条件

2023-11-04 理论教育版权反馈

【摘要】：当其崩塌产生在河流、湖泊或海岸上时，称为岸崩。形成崩塌的内在条件和外界因素。坡体中裂隙越发育，越易产生崩塌。地震引起坡体晃动，破坏坡体平衡，从而诱发崩塌。如开挖坡脚、地下采空、水库蓄水、泄水等改变坡体原始平衡状态的人类活动，都会诱发崩塌活动。崩塌体边界的确定主要依据坡体的地质结构。对于可能发生的崩塌体主要根据坡体的地形地貌和地质结构的特征进行识别。

（1）崩塌的概念与分类。崩塌（崩落、垮塌或塌方）是较陡斜坡上的岩土体在重力作用下突然脱离母体崩落、滚动、堆积在坡脚（或沟谷）的地质现象。

崩塌大小不等、零乱无序的岩块（土块）呈锥状堆积在坡脚的堆积物，称为崩积物，也可称为岩堆或倒石堆。

按崩塌体的物质组成分为两大类：一是产生在土体中的，称为土崩；二是产生在岩体中的，称为岩崩。当其岩崩的规模巨大、涉及到山体者，又俗称山崩。当其崩塌产生在河流、湖泊或海岸上时，称为岸崩。

按照崩塌体的规模、范围、大小可以分为剥落、坠石和崩落等类型。剥落的块度较小，块度大于0.5m者占25%以下，产生剥落的岩石山坡一般在30°～40°；坠石的块度较大，块度大于0.5m者占50%～70%，山坡角在30°～40°范围内；崩落的块度更大，块度大于0.5m者占75%以上，山坡角多大于40°。

（2）形成崩塌的内在条件和外界因素。形成崩塌的内在条件有：

1）岩土类型。岸、土是产生崩塌的物质条件。一般而言，各类岩、土都可以形成崩塌，但不同类型，所形成崩塌的规模大小不同。通常，岩性坚硬的各类岩浆岩、变质岩及沉积岩类的碳酸盐岩、石英砂岩、砂砾岩、初具成岩性的石质黄土、结构密实的黄土等形成规模较大的崩塌，页岩、泥灰岩等互层岩石及松散上层等往往以小型坠落和剥落为主。

2）地质构造。各种构造面，如节理、裂隙面、岩层界面、断层等，对坡体的切割、分离，为崩塌的形成提供脱离母体（山体）的边界条件。坡体中裂隙越发育，越易产生崩塌。与坡体延伸方向近于平行的陡倾构造面，最有利于崩塌的形成。

3）地形地貌。江、河、湖（水库）、沟的岸坡及各种山坡、铁路、公路边坡、工程建筑物边坡及其各类人工边坡都是有利崩塌产生的地貌部位，坡度大于45°的高陡斜坡、孤立山嘴或凹形陡坡均为崩塌形成的有利地形。

岩土类型、地质构造、地形地貌三个条件，又统称地质条件，它是形成崩塌的基本条件。能够诱发崩塌的外界因素很多，主要有：

1）地震。地震引起坡体晃动，破坏坡体平衡，从而诱发崩塌。一般烈度大于Ⅶ度以上的地震都会诱发大量崩塌。

2）融雪、降雨。特别是大雨、暴雨和长时间的连续降雨，使地表水渗入坡体，软化岩、土及其中软弱面，产生孔隙水压力等，从而诱发崩塌。

3）地表水的冲刷、浸泡。河流等地表水体不断地冲刷坡脚或浸泡坡脚、削弱坡体支撑或软化岩、土，降低坡体强度，也能诱发崩塌。

4）不合理的人类活动。如开挖坡脚、地下采空、水库蓄水、泄水等改变坡体原始平衡状态的人类活动，都会诱发崩塌活动。

还有一些其他因素，如冻胀、昼夜温差变化等，也会诱发崩塌。

（3）确定崩塌体边界的依据。崩塌体的边界特征对崩塌体的规模大小起着重要的作用。崩塌体边界的确定主要依据坡体的地质结构。

首先，应查明坡体中所发育的节理、裂隙面、岩层面、断层等构造面的延伸方向、倾向和倾角大小及规模、发育密度等，即构造面的发育特征。通常，平行斜坡延伸方向的陡倾构造面，易构成崩塌体的后部边界；垂直坡体延伸方向的陡倾构造面或临空面常形成崩塌体的两侧边界；崩塌体的底界常由倾向坡外的构造面或软弱带组成，也可由岩、土体自身折断形成。(www.chuimin.cn)

其次，调查各种构造面的相互关系、组合形式、交切特点、贯通情况及它们能否将或已将坡体切割，并与母体（山体）分离。

最后，综合分析调查结果，那些相互交切、组合可能或已经将坡体切割与其母体分离的构造面就是崩塌体的边界面。其中，靠外侧、贯通（水平及垂直方向上）性较好的构造面所围的崩塌体的危险性最大。

例如，如1980年6月3日发生在湖北省远安县盐池河磷矿区的大型岩石崩塌体的边界面就是由后部垂直裂隙、底部白云岩层理面及其他两个方向的临空面组成的。黄土高原地区常见的黄土崩塌体的边界面多由具90°交角的不同方向的垂直节理面、临空面及底面黄土与其他相异岩性的分界面组成。此外，明显地受断层面控制的崩塌体也是非常多见的。

（4）崩塌发生的时间规律。崩塌发生的时间大致有以下规律：

1）降雨过程之中或稍微滞后。这里说的降雨过程主要指特大暴雨、大暴雨、较长时间连续降雨。这是出现崩塌最多的时间。

2）强烈地震过程之中。主要指在震级6级以上的强震过程中，震中区（山区）常有崩塌集中出现。地震过程之后发生崩塌很少。

3）开挖坡脚过程之中或滞后一段时间。因工程（或建设场）施工开挖坡脚，破坏了上部岩体（上体）的稳定性，常常发生崩塌。崩塌的时间有的就在施工中，这以小型崩塌居多，较多的崩塌发生在施工之后一段时间里。

4）水库蓄水初期及河流洪峰期。水库蓄水初期或库水位的第一个高峰期，库岸岩土体首次浸没（软化），上部岩土体容易失稳产生崩塌。

5）强烈的机械震动及大爆破之后。

（5）识别崩塌体的方法依据。对于可能发生的崩塌体主要根据坡体的地形地貌和地质结构的特征进行识别。通常，可能发生崩塌的坡体在宏观上有如下特征：

1）坡度大于45°，且高差较大，或坡体成孤立山嘴，或为凹形陡坡。

2）坡体内部裂隙发育，尤其垂直和平行斜坡延伸方向的陡裂缝发育或顺坡裂隙或软弱带发育，坡体上部已有拉张裂缝发育，并且切割坡体的裂隙、裂缝即将可能贯通，使之与母体（山体）形成了分离之势。

3）坡体前部存在临空空间，或有崩塌物发育，这说明曾经发生过崩塌，今后还可能再次发生。

具备了上述特征的坡体，就是可能发生的崩塌体。尤其当上部拉张裂缝不断扩展、加宽，速度突增，小型坠落不断发生时，预示着崩塌很快会发生，处于一触即发状态之中。

位于长江兵书宝剑峡出口岸的链子崖危岩体就是闻名全国的可能崩塌体。组成坡体的灰岩形成高达100m左右的陡壁，陡崖被众多宽大裂缝深深切割，致使临江绝壁大有摇摇欲坠之势，对长江航运构成了很大的威胁。据史记记载，该处历史上几千年来曾多次发生崩塌堵江断航事件。这说明崩塌作用具有多发性特点，在预测崩塌的可能性时，应考虑这个特点。

水工程地质缺陷常用加固技术-岸崩与崩塌形成条件

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