影响斜坡稳定的主要因素有哪些?

影响斜坡稳定的因素分两方面:

一是内在因素,如地质条件(岩性、地质构造)与地貌条件;

二是内外营力(动力)和人为作用的影响,也称为诱发因素。

在现今地壳运动的地区和人类工程活动的频繁地区是滑坡多发区,外界因素和作用,可以使产生滑坡的基本条件发生变化,从而诱发滑坡。

主要的诱发因素有:

地震、降雨和融雪、地表水的冲刷、浸泡、河流等地表水体对斜坡坡脚的不断冲刷;

不合理的人类工程活动,如开挖坡脚、坡体上部堆载、爆破、水库蓄(泄)水、矿山开采等;还有如海啸、风暴潮、冻融作用等。

1.地形地貌

一般深切的峡谷,陡峭的岸坡地形容易发生边坡变形和破坏。例如,我国西南山区沿金沙江、雅砻江及其支流等河谷地区边坡岩体松动破裂、蠕动、崩塌、滑坡等现象十分普遍。通常地形坡度越大、坡高越大,对边坡稳定越不利。

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。一般江、河、湖(水库)、海、沟的斜坡,前缘开阔的山坡、铁路、公路和工程建筑物的边坡等都是易发生滑坡的地貌部位。坡度大于10°、小于45°,下陡中缓上陡、上部呈环状的坡形是产生滑坡的有利地形。

2.岩石性质

岩性直接影响斜坡岩体的稳定及其变形破坏形式。由坚硬块状及厚层状岩石(如花岗岩、石英岩、石灰岩等)构成的斜坡,一般稳定性程度较高,变形破坏形式以崩塌为主;由软弱岩土体(如松散覆盖层、黄土、红黏土、煤系地层、页岩、泥岩、片岩、千枚岩、板岩及火山凝灰岩等)构成的斜坡,岩石易风化且抗剪强度低,在产状较陡地段,易产生蠕动变形现象;当岩层层面(或片理面、裂隙面等)倾向与坡面的坡向一致,岩层倾角小于坡角且在坡面出露时,极易形成顺层滑坡。

黄土具有垂直节理,疏松透水,在干燥时,黄土斜坡直立陡峻;浸水后易崩解湿陷,产生崩塌或塌滑现象。如三门峡水库岸边的黄土地带,水库蓄水 4 天后,岸坡坍塌范围约200km。

3.地质构造

在褶皱、断裂发育地区,岩层倾角较大,节理、断层纵横交错,是产生崩塌、滑坡的有利因素。在新构造运动强烈上升区,由于侵蚀切割,往往形成高山峡谷地形,斜坡岩体中广泛发育有各种变形和破坏现象。

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,才有可能向下滑动。同时,构造面又为降雨等水流进入斜坡提供了通道,故各种节理、裂隙、层面、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。

4.水的作用

地面水的侵蚀冲刷作用,可改变斜坡外形,造成坡脚掏空,影响斜坡岩体的稳定性。如河岸发生的塌岸和滑坡多在受流水侵蚀的岸边。

地面水的入渗和地下水的渗流,对斜坡岩体的稳定性影响很大。它的作用主要表现在:地下水不仅增加了斜坡岩体的重量,产生静水压力和渗透压力,还使渗流面上的岩石软化或泥化,降低其抗剪强度,潜蚀岩、土,对透水岩层产生浮托力等,尤其是对滑面(带)的软化作用和降低强度的作用最突出,导致岩体变形或滑动破坏。

水的作用还体现在降雨对滑坡的影响很大。降雨对滑坡的作用主要表现在:雨水的大量下渗,边坡中的地下水流量大大增加,地下水和雨水联合作用,导致斜坡上的土石层饱和,甚至在斜坡下部的隔水层上积水,从而增加滑体的重量,降低土石层的抗剪强度,更进一步促进了崩塌滑坡的发生。据统计,有80%的斜坡失稳发生在雨季,特别是雨中和雨后不久;连续降雨时间越长,暴雨强度越大,崩塌次数就越多;阴雨连绵天气比短促的暴雨天气崩塌次数多;长期大雨比连绵细雨时崩塌次数多,不少滑坡具有“大雨大滑、小雨小滑、无雨不滑”的特点。

5.风化作用

风化作用会对斜坡岩体稳定产生较大影响。如物理风化作用使边坡岩体产生裂隙或使斜坡前缘各种成因的裂隙加深、加宽,黏聚力遭到破坏,促使边坡变形破坏;如在干旱、半干旱气候区,由于物理风化强烈,导致岩石机械破碎而发生斜坡失稳。高寒山区的冰劈作用也有利于崩塌的形成。生物风化作用使边坡岩体遭受机械破坏(如裂隙中树根生长,促使边坡岩体崩塌),或岩体被分解腐蚀而破坏。岩体风化程度不同,边坡的稳定性差异也很大,如微风化岩石,常可保持较陡的自然边坡,而强风化及全风化岩石,难以保持较陡的边坡,常需处理。

6.地震

发生地震时,地震波引起的地震力是推动边坡滑移的重要因素。此外,在地震的作用下可使边坡岩体的结构发生破坏,出现新的结构面或使原有结构面张裂松弛,在地震力的反复作用下,边坡岩体易沿结构面发生位移变形,加上地下水也有较大变化,特别是地下水位的突然升高或降低对斜坡稳定是很不利的。在砂土边坡中,易形成振动液化,边坡失稳。另外,一次强烈地震的发生往往伴随着许多余震,在地震力的反复振动冲击下,斜坡土石体就更容易发生变形,最后就会发展成滑坡。汶川地震就诱发了大量崩塌和滑坡,毁坏了房屋和公路。

7.人为因素

人类活动对边坡稳定性的影响越来越严重,主要表现在人类修建各种工程建筑使边坡岩体承受工程荷载作用,在这些荷载作用下边坡会变形破坏。例如,边坡坡肩附近修建大型工程建筑或废弃的土石堆积,使坡顶超载而导致边坡变形或破坏等。又如,人工开挖边坡,从底部向上开挖,会引起边坡失稳,造成人身事故。还有不合理的爆破工程,也会导致岩体松动,边坡失稳;水渠和水池的漫溢和渗漏,工业生产用水和废水的排放、农业灌溉等;在山坡上乱砍滥伐,使坡体失去保护,便有利于雨水等水体的入渗从而诱发滑坡等。这些在施工中应特别注意。

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