滑坡后缘裂缝发育规律及分类类别研究.pdf
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1、Science and Technology&Innovation科技与创新2023 年 第 20 期135文章编号:2095-6835(2023)20-0135-03滑坡后缘裂缝发育规律及分类类别研究李维欣1,2,3(1.华北有色工程勘察院有限公司,河北 石家庄 050021;2.河北省矿山地下水安全技术创新中心,河北 石家庄 050021;3.自然资源部金属矿山地下水灾害防治工程技术创新中心,河北 石家庄 050021)摘要:滑坡后缘裂缝是滑坡发育过程中的典型特征之一,为研究其分布数量、发育规律与分类类别,对 2 处滑坡体后缘裂缝进行了实际测量,获得其相应参数并进行深入分析。结果表明,滑体
2、抗剪强度越强,发生垮塌时形成的后缘拉张裂缝越多,反之则越少;后缘裂缝的宽度和落差随着远离坡体呈增大趋势;后缘裂缝可分为控制性裂缝和一般性裂缝,控制性裂缝宽度和落差明显大于一般性裂缝;控制性裂缝对滑体下滑起到关键性作用,是滑坡后界,一般性裂缝对滑体后缘切割破碎,降低坡体整体稳定性。关键词:滑坡;后缘裂缝;发育规律;分类类别中图分类号:P642.22文献标志码:ADOI:10.15913/ki.kjycx.2023.20.041滑坡是一定自然条件下的斜坡,由于河流冲刷、人工切坡、地下水活动和地震等影响,部分岩体或土体在重力作用下,沿坡体内一定的软弱面或带,整体、缓慢、间歇性滑动,以水平位移为主的变
3、形现象1。滑坡是中国发生频率较高的地质灾害之一,有众多学者已对滑坡的滑动机理、滑动特征、下滑过程等进行了研究。滑坡发展过程中,会形成滑坡舌、滑坡擦痕、后缘裂缝等多种典型特征,其中后缘裂缝的发育、贯通情况对滑坡发生起到关键作用。金德山2对滑坡裂缝形成的原因、类型、发展范围及对应的滑坡发展阶段进行了定性分析,并指出在有些情况下,滑坡后缘发育多条裂缝、平面上呈近似同心弧状排列。冯连昌等3利用模型试验对滑坡的发展过程进行了模拟研究,对不同阶段的裂缝进行了分类,指出不同类型的滑坡裂缝与滑坡发展阶段的关系,并将滑坡后缘裂缝分为“主弧形张开裂缝”和“不连续小弧形张开裂缝”。王思源4对某黄土滑坡后缘裂缝进行了
4、统计,分析了裂缝密集区域与滑坡边缘距离关系。高晖等5对黄土滑坡后缘裂缝参数展开研究,统计了裂缝密度、裂缝集度、裂缝强度、走向分布等参数,对裂缝发育特征与滑坡体关系进行了分析。陈菲等6在钻孔内埋设渗压和孔斜监测片,采用监测手段对滑坡后缘裂缝区域进行监测分析。杨阳7对黄土滑坡后缘裂缝进行描述并定性分析。张伟锋等8通过对大光包滑坡发生后诸多滑动标志的分析,研究了滑坡的滑动机理。郭进雪9基于分形理论采用数值模拟对滑坡变形特征进行了研究。对滑坡后缘裂缝的研究目前多采用定性分析、现场数据研究、模型试验、软件模拟等方法,其中对滑坡现场数据进行深入分析是最直接、最贴近工程实际的一种研究方法。本文对研究区内的
5、2 处滑坡体后缘裂缝进行了现场量测,深入分析后缘裂缝相关参数,研究其分布数量特征、发育规律与分类类别。1研究区概况研究区位于河北省保定市曲阳县,距离保定市77 km,属太行山东麓北段低山丘陵区,四季分明,年平均降水量 571.0 mm,地下水主要依靠大气降水补给,排泄方式主要为蒸发排泄,土壤稳定冻结期为每年12 月下旬至翌年 2 月中旬,最大冻土深底为 66 cm。研究区内存在 2 处滑坡,土质松散,坡顶发育有多条拉张裂缝,已有明显垮塌迹象,尚未发生整体性下滑。滑坡体表面植被以杂草为主,几乎无灌木及乔木自然生长,坡脚未见地下水溢出。1#滑坡自然坡度25,方量约 25 000 m3,岩土体类型为
6、粉质黏土,含水率 14.6%,坡顶存在 5 条拉张裂缝;2#滑坡自然坡度30,方量约 25 000 m3,岩土体类型为砾砂,含水率8.5%,坡顶存在 3 条拉张裂缝。根据 2 处滑坡体岩土体性质的差异,将其分别命名为 1#粉质黏土滑坡体、2#砾砂滑坡体。2 处滑坡体的颗粒级配曲线如图 1所示。2滑坡后缘裂缝发育特征采用测线法对滑坡后缘裂缝进行量测,获取后缘拉张裂缝各指标的实际数据。针对 2 处滑坡,在坡顶后缘平行滑动方向布置 6 条测线,测量后缘裂缝的宽度、深度、落差、距坡体边缘距离等参数的实测数值,以 6 条测线测量结果的平均值作为各参数代表值。滑坡体后缘裂缝现场情况如图 2 所示。科技与创
7、新Science and Technology&Innovation1362023 年 第 20 期图 1滑体颗粒级配曲线图图 2滑坡体后缘裂缝现场情况2.1滑坡后缘裂缝分布特征经现场测量,1#粉质黏土滑坡体坡顶 08 m 范围内共发育有 5 条拉张裂缝。根据距离坡顶由近及远标记为裂缝 1-1裂缝 1-5,其中裂缝 1-1 距坡顶 2.32 m,裂缝 1-5 距坡顶 7.12 m,裂缝平均密度为 1.42 条/m。2#砾砂滑坡体坡顶07 m范围内共发育有3 条拉张裂缝。根据距离坡顶由近及远标记为裂缝 2-1裂缝 2-3,其中裂缝 2-1 距坡顶 2.55 m,裂缝 2-3 距坡顶 6.43 m
8、,裂缝平均密度为 2.14 条/m。2.2滑坡后缘裂缝相关参数通过对 1#粉质黏土滑坡体、2#砾砂滑坡体坡顶后缘裂缝参数进行实地测量,得到滑坡后缘裂缝相应参数。实测发现,1#粉质黏土滑坡后缘裂缝 1-4 宽度最大,可达 18.4 cm;裂缝 1-2、裂缝 1-4 落差较大,分别为 8.8 cm、8.4 cm。2#砾砂滑坡体坡顶后缘裂缝 2-2宽度最大,为 8.17 cm;该裂缝落差同样最大,达10.17 cm。通过对 2 处滑坡裂缝深度的实际调查发现,滑坡后缘形成拉张裂缝之后,降雨形成的地表径流多通过拉张裂缝进入滑坡体内部,导致裂缝多被泥土充填,并伴有杂草生长,现场测量数值与裂缝实际深度有较大
9、偏差,不具备代表意义。2 处滑坡后缘裂缝具体数据如表 1 所示。表 1滑坡体后缘裂缝参数表滑坡体裂缝序号宽度/cm深度/cm落差/cm距离/m裂缝距缘边距离/m1#粉质黏土滑坡体裂缝 1-16.3325.837.002.322.32裂缝 1-215.8011.808.801.413.73裂缝 1-316.7619.407.801.004.73裂缝 1-418.4028.608.401.926.65裂缝 1-50.509.000.000.477.122#砾砂滑坡体裂缝 2-13.909.003.002.552.55裂缝 2-28.1725.0010.171.233.78裂缝 2-32.008.0
10、00.002.656.433研究与分析3.1滑坡后缘裂缝数量分析高晖等对黑方台黄土滑坡后缘拉张裂缝数量进行了统计,平均为 11 条;本项目区中,1#粉质黏土滑坡体后缘发育有 5 条拉张裂缝,2#砾砂滑坡体后缘发育有 3 条拉张裂缝。可见因滑坡岩土体性质的差异,后缘拉张裂缝的数量也随之发生变化。外界条件基本相同的情况下,滑体抗剪强度越强,滑坡体越难以发生垮塌,使得滑坡体后缘发育有多条拉张裂缝的状态下,滑坡体仍能保持其整体稳定性。相反,滑坡体岩土性质越差,越容易发生垮塌,后缘形成少数几条拉张裂缝后,滑坡体就不能够保持其整体稳定性,进而发生失稳下滑。3.2滑坡后缘裂缝参数分析对 2 处滑坡后缘拉张裂
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