滑坡、崩塌和危岩地质灾害的发育特征及形成机制

中国资源综合利用Vol.38，No.7环境保护Ｃｈｉｎａ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ　Ｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ2020年7月滑坡、崩塌和危岩地质灾害的发育特征及形成机制黄青能（广西壮族自治区地质环境监测站，南宁　530000）摘要：地质灾害一直是影响人类生存的重大灾害，灾害种类多样，分布范围广，规模不一。因其发生具有不确定性和突发性，一旦某地发生地质灾害，往往对环境造成较大的破坏，威胁居民的生活和生命财产安全，甚至造成人员伤亡，对社会经济及稳定造成一定的影响。因此，掌握地质灾害的发育特征和形成机制具有重要的意义。本文以地质灾害为研究方向，举例分析三种类型地质灾害的发育特征和形成机制，并提出有效防控地质灾害的策略。关键词：地质灾害；滑坡；崩塌；危岩；发育特征；形成机制；防控中图分类号：P315.9　　　文献标识码：A　　　文章编号：1008-9500(2020)07-0158-04DOI:10.3969/j.issn.1008-9500.2020.07.051Development Characteristics and Formation Mechanism of Landslides, Collapses and Dangerous Rock Geological DisastersHuang Qingneng(Geological Environment Monitoring Station of Guangxi Zhuang Autonomous Region, Nanning　530000, China)Abstract: Geological disasters have always been a major disaster that affects the survival of mankind, which have various types of disasters, a wide distribution range, and different scales. Due to the uncertainty and suddenness of its occurrence, once a geological disaster occurs in a certain place, it often causes great damage to the environment, threatens the lives and life and property safety of residents, even causes casualties, and has a certain impact on social economy and stability. Therefore, it is of great significance to grasp the development characteristics and formation mechanism of geological disasters. This paper takes geological disasters as the research direction, analyzes the development characteristics and formation mechanism of three types of geological disasters, and puts forward effective strategies to prevent and control geological disasters.Keywords: geological disaster; landslide; collapse; dangerous rock; development characteristics; formation mechanism; prevention and control地质灾害是在自然或者人为因素作用下，对人种角度考虑，着重选择滑坡、崩塌、危岩三个灾种，类生命财产安全和生态环境造成损失的地质现象。主分析其发育特征及形成机制。要类型包括滑坡、崩塌、危岩、泥石流、岩溶塌陷、采空塌陷、不稳定斜坡、地裂缝等，灾害种类多样、1　地质灾害发育特征复杂。为了更好地防控地质灾害，降低发生时的风险1.1　滑坡发育特征和损失，人们需要对灾害类型进行实地勘查，分析其滑坡是斜坡上的部分岩体或土体在自然因素或人活动变形情况及发育特征[1]，准确掌握其形成机制，为因素影响下沿某一明显的界面向坡下运动的现象。以便在地质灾害发生时科学、灵活地应对。地质灾害按时间分类，滑坡可以分为古滑坡、老滑坡、新滑坡。种类繁多且较为复杂，本文从日常发生频率较高的灾按照滑坡体的物质组成和结构形式划分，它可以分为收稿日期：2020-05-21作者简介：黄青能（1991-），男，壮族，广西崇左人，本科，研究方向：地质灾害调查与防治。－　１５８　－第7期黄青能：滑坡、崩塌和危岩地质灾害的发育特征及形成机制环境保护土质滑坡和岩质滑坡。土质滑坡依据土体性质可细分要有两项符合以上描述的，则判断该崩塌发育程度低。为黄土滑坡、黏土滑坡、残坡积层滑坡、人工填土滑边坡前缘临空，坡度介于35°～55°，有阶段坡等；岩质滑坡根据滑动面与岩层结构面关系又可细季节性地表径流流过，岩土体较湿；坡面上局部发育分为顺层滑坡、切层滑坡、逆层滑坡等类型。按照滑有小的裂缝，主控裂隙面直立，呈上宽下窄状，上部体厚度分为浅层滑坡（滑体厚度＜10 m）、中层滑坡 充填杂土，裂面近期有掉块现象；坡肩有小裂缝，存（10 m＜滑体厚度＜25 m）、深层滑坡（25 m＜滑体在积水地形；人类工程活动建设对边坡稳定性影响中厚度＜50 m）、超深层滑坡（滑体厚度＞50 m）。等。如果存在2种及2种以上现象，则可判定该崩塌滑坡的发生与其所处的地质环境条件关系密切，发育程度属中等。包括气象水文、地形地貌、地层岩性、岩土体工程地边坡前缘临空，坡度＞55°，常处于地表径流质特征、水文地质、地质构造及人类工程活动等。判的冲刷之下，岩土体潮湿、饱水；坡面上发育多条新定滑坡的发育特征时，可从滑坡前缘、滑体、滑坡后的拉张裂缝，主控裂隙面向外倾，裂缝近期内有碎石缘、稳定系数（FS）等斜坡结构特征进行综合考虑。土流出或掉块，其上建筑及植被有新的变形迹象；坡包括滑坡前缘坡度情况（＜30°、30°～45°和 肩可见裂缝或明显的位移迹象，有积水或存在积水地＞45°）、岩土体湿润程度、地表水径流情况形；主控裂隙面张开并易积水；崩塌影响范围内，人（是否存在径流）、滑体的平均坡度（＜25°、类工程工程活动强烈。如果野外调查时发现边坡存在25°～40°和＞40°）、斜坡坡面裂缝发展情况、若干（2种或2种以上）现象，则判断该崩塌发育程建筑物及植被变形迹象、稳定系数FS及人类工程活度属强发育。动强烈情况等因素，多角度分析其发育特征。1.3　危岩发育特征滑坡前缘无明显变化、后缘无明显裂缝、边界危岩是被多组结构面切割分离，稳定性差，可不明显、无明显异常，偶见“醉树”，主滑动面出现能以倾倒、坠落或坍塌等形式崩塌的岩体。按照危岩蠕动变形，但滑体尚未沿滑动带位移，则判断该滑坡体所处相对高度，它可以分为低位危岩（h＜15 m）、处于弱变形阶段；滑坡前缘常有隆起，有时局部出现中位危岩（15 m＜h＜50 m）、高位危岩（h＞50 m），坍塌现象或泉水溢出、地表发育多条拉张裂缝、主滑h是指危岩体顶端距离陡崖坡脚的高差。危岩体发育动面已大部分形成部分探井及钻探发现有擦痕及搓揉程度与地形坡度、结构面、工程活动等因素有关。现象，则判断该滑坡处于强变形阶段；滑坡前缘出现危岩所处地形坡度＜35°，危岩结构面直立，明显的剪切出口，滑坡后缘及两侧出现众多裂缝并伴上部充填杂土，无新裂隙发育，人类工程活动（如爆破、有下错，滑动面已全面形成，滑带土含水量较高并伴振动、开挖扰动等）对危岩稳定性影响小，如果存在有擦痕现象，滑坡体出现位移，则判断该滑坡处于滑以上迹象，则判断该危岩属弱发育，现状稳定性较好。动阶段；滑坡前缘不再发展、坡面裂缝不再增多变宽所处地形坡度介于35°～55°，危岩主控结构裂变长，滑体不再沿滑动带位移，滑带土含水量低，进隙面贯通性较好，直立，呈上宽下窄状，裂隙充填有杂入固结阶段，则判断滑坡进入停滑阶段。土并发育有细小的新裂隙，人类工程活动（如爆破、振1.2　崩塌发育特征动、开挖扰动等）对危岩稳定性影响中等，如果存在以崩塌是指陡峻斜坡上的土体或岩体突然脱落或上迹象，则判断该危岩属中等发育，现状稳定性较差。倾倒的现象。崩塌类型可分为倾倒式、滑移式、鼓胀所处地形坡度＞55°，危岩主控裂隙结构面贯通式、拉裂式、错断式。判断崩塌发育特征时，要结合性好，裂隙近期内有碎石土流出或掉块，底部向外倾，边坡的结构要素进行分析，包括坡角、坡体、坡肩、底部有岩土压碎或压裂掉块现象，附近有爆破、振动、地下水、人类工程活动等要素。开挖扰动等影响危岩稳定性的工程建设活动，如果存边坡前缘临空高差小，坡度＜35°，无地表径在以上迹象，则说明该危岩属强发育，现状稳定性差。流流经和变形迹象，岩土体干燥；坡面无裂缝发育，无建筑物变形迹象，不存在软弱结构面；主控裂隙面2　地质灾害形成机制无积水条件；人类工程活动（如加载、爆破、开挖扰2.1　滑坡形成机制动等）对边坡影响小。根据“就高不就低原则”，只存在一定坡度的斜坡或者切割较深的沟谷为滑－　１５９　－环境保护中国资源综合利用第7期坡的发育提供了有利的地形条件及临空面，岩土接触区，多发育于山体陡崖处。在卸荷作用下，陡崖、坡面平行于地形坡面且顺坡的界面，为自然滑坡的产生面岩体的临空周围主应力迹线发生明显偏转，其附近提供了易滑界面，表水（包括雨水）的渗入则对滑坡产生应力集中带，临空面趾部附近形成最大剪力增高产生起软化和催化的作用，长期的表水渗入使风化界带，而产生与坡面平行的拉裂面；坡缘附近形成张力带，面处风化土不断被软化，强度显著降低，形成软弱岩体被拉裂，形成与坡面近于平行的拉裂面。在长期层[2]。而强降雨的渗入作用起着催化作用，其不但使卸荷作用及雨水不断入渗溶蚀作用下[3]，岩体原有构风化土体的容重陡增，而且使得风化土中相当发育的造陡倾裂隙进一步加深加大，形成卸荷裂隙带。毛细管孔隙成为地表水吸收中心，导致由毛管水引起2.3.2　陡崖岩体的时效变形破坏阶段的负孔隙压力随之消失，并且毛管水的“水楔”作用陡崖裂隙的形成为其进入时效变形破坏创造了使土体孔裂隙扩大、加深，促使软弱结构面张开，加条件，受风化、溶蚀等长期作用，陡倾裂隙进一步拉速滑坡的产生。在高差相对较小、坡度上缓下陡（坡裂扩张，岩体逐步向临空面产生进一步变形，最终陡形为凸形）的斜坡上，其前缘人工边坡受力集中，往崖岩体演变成危岩体。往先产生变形，进而牵引后部滑体产生滑动；在高差2.3.3　危岩体破坏阶段相对较大、上部陡下部缓（坡型呈凹型或凹凸型）的危岩形成后，在降雨、振动、植物根劈及自重斜坡上，斜坡上部应力集中，往往先产生变形，形成等因素作用下，当自身受力平衡状态发生变化时，便后缘拉张裂缝，进而推动前部滑体产生滑动。出现危岩倾倒、滑塌等失稳破坏方式。2.2　崩塌形成机制本文仅列举和分析滑坡、崩塌、危岩三个灾种崩塌一般分为土质崩塌和岩质崩塌。的发育特征及形成机制，在实际生活环境中，发生的土质崩塌总的形成机理一般为：由于风化岩土地质灾害不局限于此，每个灾种都有其特征，了解掌体具有易受扰动的特性，在边坡开挖振动及卸荷回弹握其形成原因对于防控灾害至关重要。的作用下，边坡坡面岩土体结构极易产生松弛，并且边坡的开挖使原来受外界气候影响较小的深部岩土体3　防控地质灾害的关键策略暴露于大气环境中，在大气环境干湿循环变化影响下，3.1　评估地质环境，构建完善的评估系统边坡坡面暴露的岩土体风化较为强烈，产生大量风化地质环境的改变和地质灾害的形成有重大的关孔隙，孔隙度显著增高，并伴随抗剪强度显著衰减，系，地形地貌遭到破坏、水文地质条件的改变、地层风化孔裂隙使得雨水易于向深部渗入，渗入的雨水形岩性的变化、地质构造运动等都有可能引发地质灾害。成的毛管水使松散破碎的表层岩土体厚度逐渐变大，这种灾害的发生和自然变化的规律有一定关系，所以以至形成松散浅表层大气影响带，该影响带吸水至一在认识并且遵循规律的基础上，要充分发挥地质环境定量时，有效凝聚力急剧降低，当有效凝聚力降低到的自然修复性，并加以辅助人工防护措施，进一步降不能维持边坡稳定时，即产生其浅表层岩土体的失稳低灾害发生率，防范地质灾害[4]。在具体实践中，要崩塌。建立完善的地质环境评估系统，对影响地质灾害发育岩质崩塌形成的机理多发生在碳酸岩地区，边的内容进行评测，以确定地质环境的安全系数和存在坡为顺向坡或斜交坡，崩塌体均为陡坡内的岩层面、的风险，从而强化地区内部地质灾害有关的安全风险风化裂隙面或节理裂隙面切割而形成的，岩层面、风防控措施，降低地质灾害发生的可能性。化裂隙面、节理裂隙面多有泥质或松散土体充填，雨3.2　加强部署工作，形成稳固的防治水沿岩层面、风化裂隙面、节理裂隙面入渗岩体，入地质灾害种类多样，具有突发性，所以各地要渗的雨水不断溶蚀岩体，最终导致岩体的主控裂隙面按照实际情况进行提早谋划，预判地质灾害的发展趋贯通，在自身重力作用下，危岩体的受力平衡状态发势，多方面分析、交流，精心部署，调动各层次的人生改变，进而脱离原坡面或母体产生崩塌灾害。员落实防治计划，及时且快速地做好应急处置，确保2.3　危岩形成机制地质灾害防治工作能够有序且顺利地开展。此外，要2.3.1　陡崖、坡面岩体特征演异阶段明确责任，部署和执行地质灾害防治的各项环节保证危岩体主要分布于峰丛谷地、洼地等喀斯特地貌（下转第165页）－　１６０　－第7期雷 佳：水工环地质灾害危险性评估的策略研究环境保护4 结论策略[J].中国金属通报，2019，（4）：137-138.总的来讲，在水利工程建设过程中，施工现场、4 赵欧阳.水工环地质灾害危险性评估方法研究[J].周围地质环境与其施工质量密切相关。如果施工范围资源信息与工程，2019，34（2）：170-171.内已经出现地质灾害问题，就需要对其展开全面、有5 董 杰.关于水工环地质灾害危险性评估方法研效的等级划分，为后续水利工程施工设计方案的制定究[J].西部资源，2019，（4）：132-133.提供参考。施工设计方面，设计人员要有效地预判水6 李洪建，周文斌.水工环地质灾害危险性评估的利工程施工过程中可能面临的问题，制定相应的处理新思路探究[J].城市地理，2015，（16）：-措施，全面保障水利工程稳定运行，创造更多的社会65.效益和经济效益。7 张明惠.水工环地质灾害危险性评估的策略分析[J].工程建设与设计，2019，（4）：-65.参考文献8 吴 俊，杨智鹏，马程程，等.水工环地质灾害1 杨丽娜，张 浩.水工环地质灾害危险性评估措危险性评估工作现状、问题及其完善方法分析[J].施分析[J].资源节约与环保，2019，（2）：7.低碳世界，2017，（20）：25-26.2 钟甲伟.水工环地质灾害危险性评估分析[J].世9 李小龙，吴 琼，方立奇.矿山地质勘探中水工界有色金属，2019，（14）：180-181.环地质灾害危险性评估的策略[J].世界有色金属，3 唐蕴慧.分析矿山水工环地质灾害危险性评估的2017，（14）：248-249.（上接第160页）有责任人，即形成健全的防灾责任体系。当地质灾害分析和判断，认识其形成机制。在此基础上，要构建发生时，要快速地启动应急响应，各部门强强联动，完善的评估系统，做好防范部署工作，并借助先进科统筹抗灾，防止出现不必要的人员伤亡和财产损失。学技术的应用，针对不同的地质灾害形成稳定、高效3.3　引入科技技术，提升地质灾害防控能力的防范，提升我国应对地质灾害的综合能力。地质灾害的防控离不开科学技术的支持，对于其发育特征和形成机制的认识同样需要借助先进的技术。参考文献各地区需要在监测预警、地质灾害调查评估、综合治理1 蔡立标.地质灾害发育特征及形成机制分析[J].等方面运用先进技术建立综合化的防治体系。比如，可世界有色金属，2018，508（16）：282-283.以利用三维激光扫描[5]和无人机影像处理技术快速获取2 陈诗礼.土石滑坡的形成机理及预测探讨[J].勘危岩体点云数据，利用通用辅助软件即可获得需要的地察科学技术，19，（2）：27-30.质信息；在识别地质灾害隐患中，可以借助时序INSAR3 陈　帆，刘　立，陆海空，等.岩质高陡边坡等技术提高识别水平；而利用“空天地”这种一体化技稳定性分析[J].西华大学学报（自然科学版），术，可以建立以物联网为基础的地质灾害监测预警体系，2010，（3）：58-59.以更好地监测地质灾害，尽早做出应对[6]。4 周雷强.河南省罗山县滑坡地质灾害形成机制及4　结语防治对策[J].现代矿业，2018，（7）：215-219.5 黄　江，石豫川，吉　锋，等.三维激光扫描技受自然地质环境条件的约束，在降雨、降雪、术在高边坡危岩体调查中的应用与讨论[J].长江地下水升降变化、地震以及人类工程建设活动等自然科学院院报，2013，（11）：48-52.或人为诱发因素的影响下，全国突发性的地质灾害广6 欧阳海金，廖绍平，吴珍云，等.龙南县地质灾泛发育，对人们生命财产和地区环境造成巨大的威胁。害发育特征及形成机制分析[J].资源环境与工程，这要求人们对各种类型的地质灾害发育特征有准确的2014，（1）：49-52.－　１６５　－