滑坡形成的力學(xué)條件及成因分析

1、v1.0可編輯可修改滑坡形成的力學(xué)條件及成因分析摘要滑坡是在山區(qū)地域范圍內(nèi)一種較為常見 的自然災(zāi)害，常伴隨重大財產(chǎn)損失和人員傷亡事故的 發(fā)生。本文對滑坡的形成條件進(jìn)行了推理剖析，并對 其成因做了較為全面的剖析，僅供同業(yè)參考。關(guān)鍵詞滑坡 形成條件 力學(xué)模式 成因中圖分類號文獻(xiàn)碼B 文章編號1000-405X (2014) -6-278-20前言我國是世界上滑坡、泥石流災(zāi)害較為嚴(yán)重的國家 之一。從我國地形結(jié)構(gòu)可以看出，山區(qū)陡坡面積占總 面積的2/3強(qiáng)，這種地形和地貌特征為山體滑坡、泥 石流等自然災(zāi)害提供了前提條件，再加上近年來臺風(fēng)、 暴雨、地震等強(qiáng)對流天氣頻發(fā)，使得滑坡、泥石流活 動更為頻繁。多年

2、來，國內(nèi)外專家學(xué)者在整治滑坡方 面做了大量調(diào)查研究工作，試圖從研究數(shù)表、力學(xué)曲 線、經(jīng)驗(yàn)公式等各方面進(jìn)行深入研究，以便更加全面 地了解滑坡體形成條件與形成因素，為人類造福。1滑坡的形成條件滑坡的發(fā)生是斜坡巖(土)體平衡條件遭到破壞 的結(jié)果。由于斜坡巖(土)體的特性不同，滑動面的 形狀有各種形式，基本的為平面形和圓柱狀兩種。二 者表現(xiàn)雖有不同，但平衡關(guān)系的基本原理還是一致的。(1)當(dāng)滑動面沿AB滑動時的力系如圖1所示。 其平衡條件為E=KGsina -Gcos a tg 少-cL。式中：GL滑體總重量，KN/mr| a 一滑面與水平面 間的夾角，。；L一滑面長度，mi c一滑面上的單位粘聚 力，

3、Kpa;“一滑體的內(nèi)摩擦角，。；K安全系數(shù)；E 滑體下滑力，KN/m很顯然，若E0,斜坡平衡條件將遭破壞而形成 滑坡；若EW 0,則滑坡處于穩(wěn)定或極限平衡狀態(tài)。(2)當(dāng)滑動面沿圓柱面滑動時的力系如圖 2所示。 圖中AB為假定的滑動圓弧面，其相應(yīng)的滑動中心為O 點(diǎn)，R為滑弧半徑。過滑動圓心O作一垂線OO,將滑 動體分成兩部分，OO右側(cè)部分為“下滑部分”，具有 向下滑動的趨勢；0。左側(cè)為“阻滑部分”，起著阻 止滑動的作用。平衡條件為 E=KE2Glisin a i tg少(EGIicos a i + 三G2jcosaj ) c (三 Li+匯 Lj) G2jsin a js o式中：G1i一滑體下

4、滑部分第i個條塊的重量， KN/m G1j一滑體阻滑部分第j個條塊的重量，KN/m a i 一滑體下滑部分第i個條塊所在圓弧段中心點(diǎn)的 半徑線與通過圓心的豎線之間的夾角，o； aj 一滑體阻 滑部分第j個條塊所在圓弧段中心點(diǎn)的半徑線與通過 圓心的豎線之間的夾角，。；c一滑面上的單位粘聚力， Kpa;力一滑體的內(nèi)摩擦角，。；Li一滑體下滑部分第i 個條塊所在圓弧段滑面的長度，mi Lj 一滑體阻滑部分 第j個條塊所在圓弧段滑面的長度，m E滑體下滑 力，KN/m.若E0,斜坡平衡條件將遭破壞而形成滑坡；若E 0,則滑坡處于穩(wěn)定或極限平衡狀態(tài)。2影響滑坡的主要因素與發(fā)生機(jī)理分析從上述分析可以看出，

5、滑坡平衡條件的破壞與否， 取決于下滑力（矩）與滑力（矩）的關(guān)系。因此，凡 是引起改變斜坡外形和使巖土性質(zhì)惡化的所有因素， 都將是影響滑坡形成的因素。而要對滑坡穩(wěn)定性、預(yù) 測滑坡變形破壞趨勢做出正確的評價，首先要弄清滑 坡變形破壞的機(jī)理。因?yàn)槠麦w產(chǎn)生變形破壞不單單與 外部因素有關(guān)，還與決定斜坡坡體產(chǎn)生的內(nèi)在條件相 輔相承。地形地貌特征地形地貌特征是形成滑坡的前提和基礎(chǔ)。一般的, 坡度大于10度，小于45度，下陡中緩上陡、上部成 環(huán)狀的坡形是產(chǎn)生滑坡的有利地形。如果坡體處于溝 谷凹槽地段的陡坡處，斜坡坡度大，滑坡體前后緣相 對高差較大，原始地形上表現(xiàn)為坡體中上部陡峻，中 下部較為平緩，形成的陡坎為

6、堆積體局部失穩(wěn)準(zhǔn)備了 基本條件。巖性特征及地質(zhì)條件滑坡主要發(fā)生在易于親水軟化的土層中和一些結(jié) 構(gòu)松散的軟質(zhì)巖層中，當(dāng)堅(jiān)硬巖石或巖體內(nèi)存在有利 于滑動的軟弱面時，在適當(dāng)?shù)臈l件下極易形成滑坡。 在地質(zhì)方面，組成斜坡的巖、土體只有被各種構(gòu)造面 切割分離成不連續(xù)狀態(tài)時，才有可能向下滑動的條件。 同時構(gòu)造面又為降雨等水流進(jìn)入斜坡提供了通道。故 各種節(jié)理、裂隙、層面、斷層發(fā)育的斜坡，特別是當(dāng) 平行和垂直斜坡的陡傾角構(gòu)造面及順坡緩傾的構(gòu)造面 發(fā)育時，最易發(fā)生滑坡。暴雨、地震、山洪等強(qiáng)對流天氣影響我國是地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)國家。近年來，隨著全球氣 候惡劣化程度的加重，我國暴雨天氣頻發(fā)，僅 2013 年，除西北個別省區(qū)

7、外，幾乎都有暴雨出現(xiàn)。加之我 國處于亞歐板塊與太平洋板塊交界，地震災(zāi)害不斷。 從滑坡發(fā)生的時間分析：絕大多數(shù)滑坡都發(fā)生于夏季, 原因是我國南方山區(qū)夏季平均降雨量大，且降雨較集中，強(qiáng)度大，多暴雨。這種長時間的暴雨使斜坡土體 飽和，碎塊石土由于碎塊石含量高，塊徑大，局部還 有架空現(xiàn)象，地表水易沿碎塊空隙下滲，特別是當(dāng)滑 坡后緣邊界地表植被遭破壞時，地表水將直接滲入滑 帶，滑帶強(qiáng)度將大大降低，隨著滑面的逐步形成，最 終發(fā)展為整體滑動。人為活動影響為了滿足人們的經(jīng)濟(jì)活動需要，人類對我們生存 的星球進(jìn)行大肆破壞和無度開發(fā)，在坡體上開發(fā)梯田 進(jìn)行耕種，破壞了原地表植被，同時灌溉加強(qiáng)了地表 水滲入滑帶土的強(qiáng)

8、度，軟化滑帶土，降低了滑帶土的 強(qiáng)度，不利于滑坡的穩(wěn)定。在山體中間開鑿隧道，破 壞了其整體穩(wěn)定性，埋下無窮隱患。山路修建時，不 合理的人為開挖使坡體前部出現(xiàn)臨空面，卸荷作用使 坡體松弛范圍擴(kuò)大，原有的結(jié)構(gòu)面進(jìn)一步張開，有利 于地表水的下滲，軟化結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度，加劇了坡體的變 形。3結(jié)束語綜上所述，滑坡的發(fā)生除了與地貌、地質(zhì)等內(nèi)在 的原因有關(guān)，還與自然環(huán)境（氣候環(huán)境、地質(zhì)環(huán)境、 生態(tài)環(huán)境、水環(huán)境等）和人類活動引起環(huán)境（水環(huán)境、 工程環(huán)境、生態(tài)環(huán)境）變化等外在原因有關(guān)。因此，對滑坡體影響因素進(jìn)行綜合考慮，通過對滑坡區(qū)進(jìn)行 了野外地形測圖、地球物理探查、工程地質(zhì)填圖及鉆 孔勘探，以及必要的巖石力學(xué)試驗(yàn)，才能夠做出準(zhǔn)確 的判斷，以便實(shí)行徹底有效的治理措施。參考文獻(xiàn)1王清來，許振華，朱利平等.復(fù)雜采空區(qū)條件 下殘礦回收與采空穩(wěn)定性的有限元數(shù)值模擬研究 J. 金屬礦山,2010, 7: 3