丽水地区凝灰岩滑坡分布规律及影响因素分析.pdf

2023年6 月30 日铁路地质与路基2023年第1期总第10 5期丽水地区凝灰岩滑坡分布规律及影响因素分析胡超（中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北武汉430 0 6 3）【摘要丽水地区凝灰岩滑坡多发，由于凝灰岩其独特的成岩机理，凝灰岩滑坡机制复杂。本文以资料收集、现场调查等多种手段，得到了丽水地区多个凝灰岩滑坡数据，并对滑坡分布规律与影响因素进行系了统分析。结果表明：滑坡多集中爆发于6 月，与暴雨同期；空间上主要分布于构造断裂带附近，并沿河流沟谷、交通干线呈条带状分布，分布高程主要位于2 0 0 m6 0 0 m 之间，平均坡度为32，坡度最大为35，最小为2 6；距断裂0 50 0 m范围的滑坡占滑坡总数的53.9%，多发于爆发相与溢流相。研究成果可为该地区滑坡防治提供参考。【关键字凝灰岩滑坡分布规律东南沿海地区凝灰岩因其独特的成生机制，同时具有火山岩与沉积岩的特征和不同的岩浆物源、成岩环境，以及喷发间断成岩的特点(-3，所以不同层位的凝灰岩存在不同岩性、软弱夹层4-。该地区降雨强度大、频率高，滑坡多发，防治形势极其严峻。加上经济发达，人口密度大，工程活动频繁，降水丰沛且多集中降雨，因而以滑坡等为主的突发性地质灾害已成为东南沿海地区主要自然灾害类型之一，造成了重大人员伤亡和财产损失7-10 。因此，揭示凝灰岩滑坡的分布规律以及影响因素，对东南沿海凝灰岩区的防灾减灾意义非常重大。1滑坡灾害时空分布规律1.1时间分布规律在地质历史中，滑坡的发展演化往往受到地震、大气降水及河流侵蚀等内外地质动力作用周期性变化的控制和影响，使其在时间分布上具有某一段时期内集中发育的周期性特点。研究区内凝灰岩区的滑坡在发生时间分布上与大气降水期有着极为密切的关系，从16影响因素滑坡发生月份分布图（图1）中可以看出区内的滑坡在月份上分布不均，集中分布于6月份，5、8、9月份分布也较多，其它月份分布则相对较少。100滑坡数量一一月平均降雨量80()鲁轩60402001234567891011 12月份图1滑坡数量与月均降雨量分布图丽水市年均降水量约为140 0 mm，且多集中于6 月份，35月份，7 9月份也较多，占全年降水量的7 0%以上，其中57 月为梅汛期，大暴雨、强降雨通常发生于此期内。由此可知，滑坡具有明显的雨季频发性，且绝大部分的滑坡灾害发生于降雨量更大更集中的汛期。受降雨及雨量周期变化的影响，区内300250(uul)200100F50滑坡的发生、发展具有一定的活动规律，一是在每年梅汛期滑坡隐患点开始发展，并诱发、孕育一些新的滑坡；二是遇强降雨期，滑坡则集中爆发，并促使一些规模大的滑坡发生急速的变化。可见，研究区滑坡地质灾害的时间分布规律受降雨周期及降雨量影响明显。1.2空间分布规律基于对研究区进行的地质环境条件和滑坡调查结果，结合所收集资料，得到丽水市滑坡分布图，见图2。（1）研究区滑坡多分布于J和Jb地层。岩性多为流纹质晶屑凝灰岩，玻屑晶屑熔结凝灰岩等，侵人岩分布区滑坡灾害分布较少。岩性易风化、易剥蚀等特点为滑坡的孕育提供了丰富的物质条件，在河流侵蚀、人类工程活动、降雨等多种因素影响下，滑坡极为发育。（2）构造断裂带附近密集发育。区内构造断裂极为发育，断裂走向主要为北东向和西南向，地层被断裂切割密集。滑坡多沿断裂呈线性发育（图3）。说明构造断裂对滑坡起到控制作用。达图图2 丽水地区滑坡分布图（3）研究区滑坡的分布具有沿水系呈带状分布的特点（图4）。区内多条水系岸坡之上发育众多滑坡说明了河流水系对滑坡图3丽水地区滑坡分布与构造断裂关系图2NQNAnDch805AhDehAnDchAnDch图4丽水地区滑坡分布与关系河流、交通干线关系图灾害的控制作用，也说明地壳的大面积抬升以及河流的侵蚀下切作用，是滑坡发生的主要外动力因素。另外，区内较平缓地带多沿河流沟谷分布，修路、建房、耕种等人类活动频繁，造成植被覆盖率降低、自然环境破坏严重，滑坡灾害多发。（4）沿着主要交通干线呈条带状分布。研究区交通线路纵横，铁路、陆路基础建设极为发达。以丽水市庆元县为例，境内主干线有长深高速、G528国道、S55省道、S329省道以及连接县城与各乡镇的县道，因道路沿线修路切坡，破坏了自然斜坡稳定性，加之切坡多未及时支护或支挡结构强度不够等因素，使研究区内新增滑坡具沿着区内主要交通干线呈条带状分布的特点。以S55省道沿线滑坡发育密集的特征尤为显著（图4）。17702滑坡的影响因素2.1地形地貌地貌条件决定了边坡的形态，对滑坡稳定性有直接的影响。地形地貌影响斜坡应力的大小和分布，影响滑坡的稳定性与变形破坏模式，是滑坡形成的基础，它在很大程度上决定了滑坡能否形成以及滑坡数量（密度）、规模。（1）宏观地貌对滑坡的影响。图5为研究区滑坡与地形地貌分布关系图，图6 为滑坡高程分布直方图，从两图中可以看出滑坡所在高程分布于17 m117 9 m，且随着高程的增加，滑坡分布数量先增大后减小，且主要分布于高程2 0 0 m6 0 0 m 之间。滑坡灾害点主要分布于中低山，河谷阶地地区，且大多数位于公路两侧以及坡体的中下部。其原因主要是该地带内的坡积物，冲洪积物较厚，同时河流侵蚀，坡脚修路建房开挖，农田耕种等人类活动对边坡稳定性易造成较大影响。衢州市图5滑坡分布与地形地貌关系图（2）斜坡坡度对滑坡稳定性的影响。坡度越大，斜坡岩土体重力沿着坡面的分量越大，即下滑力越大。当斜坡坡度超过岩土体的天然休止角后，便会产生地质灾害。在丽水地区庆元县16 个实地滑坡调查点中，滑坡平均坡度为32，坡度最大为35，18滑坡数量60-5040-1000最小为2 6。当斜坡坡度大于35时，随着坡度继续增大，残坡积层越来越难堆积，相对厚度越来越薄，缺乏滑坡形成的物质条件，且坡度过陡时雨水经地表径流排泄，坡面不利于雨水的汇集和下渗，对陡坡深部的岩土体性质影响较小，因此很少产生滑坡。而当斜坡坡度小于2 5时，虽然能堆积更厚的堆积层，也有利于雨水的汇集和下渗，但能提供滑坡所必须的下滑力也相对较小，坡体稳浙江200400600高程图6滑坡高程分布图定性好，较难形成滑坡；但由于区内库水作用、人类工程活动及局部土体具弱膨胀性的影响，仍形成了一定数量的缓坡滑坡。2.2地层岩性及岩土体类型（1）岩土混合滑坡。土质滑坡体物质多为第四系残坡积、崩坡积物及部分全风化岩层，岩性为粘土、粉质粘土、砂土、粉土夹碎块石，土体结构松散，在内外地质应力高程高：192 2低：-2滑坡8001000 1200作用下易产生滑坡。凝灰岩易在风化作用、水的作用等影响下发展为松软体，这就为滑坡的发生提供了物质条件。松散的风化土层极易受到降雨的作用，不仅增加了土层自重，同时也降低了土层的抗剪强度参数，使斜坡沿着软弱面下滑。（2）岩质滑坡。岩质滑坡常沿某一软弱结构面发育，一般易构成较大规模的滑坡，且发育深度和危害性均较大。凝灰岩风化界面是由于差异风化等因素形成的强度较滑坡数量低的强（全）风化凝灰岩岩层与强度较高的中风化凝灰岩岩层组合，滑动面常常发育于风化界面或强风化层内。这种滑坡一般情况下厚度不大，多为浅表层破坏，主要滑体物质多为岩土混合成分，滑动面较为平直、光滑。凝灰岩由于其形成过程中存在火山喷发的“韵律性”和“旋回性”，因此凝灰岩在宏观上表现出一种中风化一强风化一中风化交替出现的不同程度风化组合嵌套在不同凝灰岩叠加的地层之中，在这些凝灰岩地层中还夹有厚度不大的泥岩、粉砂岩、砂岩、页岩等岩层。这种强一弱风化岩层互层并且夹有沉积岩薄层的特点提供了软弱的原生结构面，斜坡往往沿着软弱夹层滑动。2.3地质构造由于太平洋板块向西会聚、碰撞、俯冲，而内陆隆起区由于发生褶皱和逆冲作用而收缩，同时由于垂直升降运动的不均匀性，因而在本区产生了以断块为主的强烈构造变动（包括一些古断裂的复活），从而形成一系列大致呈北东、北西向为主的断块隆起和断块凹陷以及一系列断裂带。本区主要断裂的展布及其性质明显的具有区域性特点，大致可分为两个断裂带分区：华南褶皱系与下扬子准地台系。表1滑坡分布数量受断裂构造影响统计表距断裂构造距离（m）050 0 50 0 10 0 0滑坡数量55占比（%）53.9根据图3统计得出滑坡分布数量受断裂构造影响统计表和统计图，由表1和图7 可知，距断裂0 50 0 m的滑坡有55处，占滑坡总数的53.9%；距断裂50 0 10 0 0 m的滑坡有2 4处，占滑坡总数的2 3.5%；距断裂10 0 0 m以外的滑坡有2 3处，占滑坡总数的2 2.5%。距断裂10 0 0 m以内灾害点占总数的比例高达7 7.4%，由此可以看出构造对滑坡发育的影响较大。60504030201000500距断裂构造距离（m）图7 滑坡分布数量受断裂构造影响统计图2.4火山机构火山机构对于滑坡的影响体现在不同岩相孕育出不同特性凝灰岩上。火山岩相划分为火山通道相，爆发相，溢流相，侵出相，火山沉积相，见图8。侵出相溢流相爆发相次火山相图8 火山岩岩相分布示意图1000浙江242323.522.55001000火山通道相图9滑坡分布与火山机构关系图1000火山沉积相高程高：192 2低：-2火山口滑坡19图9为丽水地区滑坡分布图，分析区内滑坡多发生于火山机构的外围，火山机构集中处滑坡地质灾害发生较少，反而滑坡灾害点主要分布于中低山，河谷阶地地区，且大多数位于坡体的中下部。表2 和图9为岩相与滑坡数量分布关系统计结果。表2 不同岩相下滑坡数量岩相火山通道相爆发相溢流相侵出相滑坡数量0由表2 和图10 可知分析区内滑坡多发于爆发相与溢流相，这与不同岩相的岩性特点是分不开的。121086+41210火山通道相爆发相溢流相侵出相岩相图10 岩相与滑坡分布关系图基于爆发相与溢流相具有层理构造，“薄厚”互层的特点，坡体下伏岩体易形成软弱夹层，在地形地貌、地质构造、气象水文以及人类活动的影响下，爆发相与溢流相的凝灰岩更易孕发滑坡灾害。而火山通道相、侵出相及喷发相的凝灰岩抗风化能力强，岩体整体性高，工程地质特性较好，因此，不易孕育滑坡灾害，其地质灾害主要为崩塌。例如，熔结凝灰岩类是爆发相中常见的一种岩石。流纹质（晶屑玻屑）熔结凝灰岩抗风化能力弱，结构面比较发育，岩体较破碎，岩石较坚硬较软，粘土矿物成分含量较高，氧化系数较高，风化程度大，工程地20质特性较差。因此，此类凝灰岩的边坡更易受到多种影响因素的作用而发生滑坡。2.5降雨研究区滑坡的暴发与区内降雨天气基本一致，形成了“大雨大滑、小雨小滑”的规律，尤其是暴雨天气，由于暴雨时间短、强度大，滑坡群发性严重。由此可见，降雨是形成地质灾害的重要诱发因素。降雨对滑坡灾害的诱发作用主要体现在两个方面，一方面是雨水渗人坡体引起岩土体容重增加，下115滑坡数量1滑力增加；另一方面是雨水在滑带汇集，软化、润滑滑带，使得抗滑力下降；当下滑力大于抗滑力时，滑坡灾害就会发生。除大气降雨之外，地下水及地表水系对滑坡的稳定性有着重要的影响，主要体现在：（1）由于斜坡中上层滞水的存在，致使土体中粘粒物质膨胀、土体的力学性质发生变化，大大降低了土体的强度，增加了土体的重量，易诱发斜坡变形失稳。此外上层滞水具有水头差，具有流动的趋势，因此当降雨入渗到古土壤层或其它隔水层后，可以起到润滑剂的作用。（2）在连续降雨之后，地表水在下渗过程中遇隔水层受阻，使隔水层以上的岩土体含水量增大，进而降低了土体强度，增加了土体自重，也同样诱发斜坡变形失稳。（3）由于库区蓄水或者汛期来临，库水位及河流水位上涨，致使水库与河流斜坡带的地下水位抬升，同时较大范围抬升了当地最低侵蚀基准面，造成斜坡饱和区范围变大，对斜坡稳定性造成明显的影响。2.6人类活动（1）人类工程活动加剧滑坡发生。近年来，大量工程活动在区内开展，如建坝蓄水、修路架桥、开采矿产等，大量的工程建设及不合理的削坡挖方，破坏山体斜坡原有稳定性，在降雨诱发下，极易引发地质灾害。部分由人类工程活动引发的地质灾害如图11、图12 所示。图14人工修路以及种植作物引起滑坡图11修路切坡及河流水位影响引发滑坡3结论（1）滑坡灾害时间分布规律性较强，在年内集中暴发于6 月，年际表现为与暴雨同期，滑坡数量与降雨量在一定误差范围内呈线性关系。空间上主要分布在物质条件充分的易风化，强度低凝灰岩分布区，构造断裂带附近，并沿河流沟谷、交通干线呈条带状分布。（2）研究区内滑坡的主要影响因素诸多影响因素根据对滑坡产生的作用不同，大图12 坡脚山体开挖引起滑坡致可以划分为两类：第一类为地质环境因（2）人类生产活动加剧滑坡发生。区素，主要包括地形地貌条件、构造条件、地内居民通常住在低山及河流阶地等相对平缓层岩性及岩土体结构类型等；第二类为诱发的区域，为了能够建房一般都要进行挖填，因素，主要包括降雨、人类工程活动等。降低坡体的稳定性。并且区内耕地基本位于山坡上，原有的植被遭到破坏，雨水直接降到地上，毫无遮挡；耕地时将土体翻松，使雨水很快渗人地下，诱发滑坡灾害的发生。人类生产活动引起的滑坡如图13、图14所示。图13农田灌溉以及耕地引起滑坡参考文献：1杨姗妮.东南沿海地区地质灾害易发性评价方法研究D.北京交通大学，2 0 16.2冯杭建.浙西淳安降雨型滑坡发育规律及危险性评价研究D.中国地质大学，2 0 16.3 常允良黄土滑坡的形态特征及其稳定性研究D.长安大学,2 0 13.4王学攀.黑方台黄土滑坡形态演化机制研究D.西北大学，2 0 18.5 陈鹏.公路顺层岩质边坡稳定及其影响因素分析D.浙江大学，2 0 12.6 尹小涛，王水林.基于可靠度理论的滑坡稳定性及其影响因素分析J.岩土力学，2008(06):1551-1556.7刘传正.论滑坡稳定性评价的几个关键问题21中国地质灾害与防治学报，1996(0 3):55-59.8 詹詹良通，李鹤，陈云敏，D.G.Fredlund.东南沿海残积土地区降雨诱发型滑坡预报雨强-历时曲线的影响因素分析J.岩土力学，2 0 12，33(03):872-880+886.（上接第5页）10王永刚，任伟中，陈浩.一次二阶矩法及其在边坡可靠性分析中的应用J.中外公路,2 0 0 6(0 2):42-46.11易庆林，周瑞，许倩，等.基于点估计理论滑坡稳定性及可靠度分析.水力发电,2 0 19,45(12):2 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