地质灾害形成机理与成灾模式研究

地质灾害形成机理与成灾模式研究

郑小乐1，王霞2，刘锋3

（1 陕西核工业工程勘察院有限公司 西安市 710054）

摘要：论文以“宁陕县地质灾害风险调查评价”项目为依托，在经历野外调查、室内工作阶段后充分总结并掌握了宁陕县地质灾害形成机理与成灾模式，论文对各类地质灾害的类型及发育特征进行剖析，全面认识了宁陕县地质灾害发育总体特征，进而分析其形成机理及成灾模式，为后续地质灾害防治提供有力保障。

关键词：滑坡；崩塌；泥石流；形成机理；成灾模式

1.引言

宁陕县地处秦岭中段南麓山地，主要为山地地貌，包括低山河谷、中山、高中山三类；境内地质构造复杂，褶皱和断裂发育；区内岩体较破碎，风化强烈，第四系堆积物较为松散，地质环境条件较差，加之区内降雨量较大，易导致滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害发生，其分布广、造成的损失大，是我省地质灾害重灾县之一，严重地威胁人民群众生命、财产安全，阻碍了当地社会经济发展。

2.地质灾害发育特征与分布规律

2.1地质灾害类型

宁陕县现有地质灾害调查点208处，其中有滑坡139处，崩塌30处，泥石流39处，分别占灾害点总数的66.837%、14.42%、18.75%。灾害点规模以小型为主，共有176处，占比84.62%；中型31处，占比14.90%；大型1处，占比0.48%。

2.2地质灾害发育特征

滑坡为宁陕县最主要地质灾害类型，具有分布面广、数量多、活动性强、破坏性大、普遍受人类活动影响等特点，已查明的滑坡隐患共139处，物质组成主要为第四系堆积层粘性土、碎石土，按其物质组成、厚度、规模进行分类统计(见表1)。

表1  工作区滑坡发育类型统计表

境内30处崩塌均为岩质崩塌，规模以中、小型为主，小型崩塌20处，占崩塌总数的66.67%，中型崩塌9处，占崩塌总数的30.00%，大型1处，占崩塌总数的3.33%。

境内现有泥石流有39处，规模均为小型，沟谷型泥石流34处，坡面型泥石流5处，属于暴雨性泥石流，泥石流体多由粘粒、粉粒、砂粒、砾石、碎块石等大小不等粒径混杂组成，偶夹砂和砾石，单一成分的泥流和水石流较少。

3.地质灾害形成机理

3.1滑坡形成机理

堆积层滑坡上部堆积层结构松散，渗透性较好，而下部基岩一般渗透性较差，在堆积层和基岩层接触面附近易形成隔水层和滑动面，同时雨水在隔水层集聚，长期的弱化作用降低滑面岩土体抗滑能力，为堆积层滑坡的滑动变形创造了条件。当在降雨等不利工况作用下，土体含水率快速增加，滑体重度增加，下滑分力相应增加，同时地下水对滑体形成渗透压力，在滑面附近形成潜水软弱带（滑带），当滑带的总下滑力大于抗滑力时滑体产生变形，产生应力释放和重分布。

3.2崩塌形成机理

崩塌多发生于坡度大于40°的陡坡地段，崩塌体所在斜坡坡形一般呈折线形，上陡下缓，上部多为陡崖，下部为陡坡，上部以剥蚀风化为主，多为风化裂隙和重力裂隙发育的岩体，下部以堆积为主，多为含有大量崩塌体的岩块，因此崩塌多为岩质崩塌。崩塌危岩体主要包括碎裂状岩石碎块和节理裂隙切割的岩体，崩塌的控制结构面包括风化界面，节理裂隙面等，危岩的破坏形成包括滑移、拉裂、错断、倾倒等，破坏后的主要运动形成滑动、滚动、弹跳等，主要通过挤压、冲击、塌砸等作用对威胁对象产生破坏效应，形成人员和财产损失，造成灾害。

2.3泥石流形成机理

泥石流灾害一般包括坡面型和沟谷型，区内坡面型泥石流的物源主要为堆积层滑坡，该类型泥石流流程短，形成区、流通区和堆积区边界不明显，因此未单独区分，以滑坡确定该灾害类型。本次调查确认的泥石流地质灾害类型主要为沟谷型泥石流。

沟谷型泥石流分布于流域范围较大的沟道内，支沟和细沟发育，水系多呈树枝状和羽毛状，流域上宽下窄，多呈扇形或狭长条形，主沟蜿蜒曲折，沟深坡陡。流域内地势高低起伏，相对高差较大，斜坡陡峭。流域内出露岩体多为软弱岩体分布的地区或构造发育地带，岩土体松散破碎，表层风化程度高，覆盖层较厚，常有小规模表层滑塌分布，物源丰富，部分地区为采矿和工程活动产生的弃土、废渣等松散物质。

4 地质灾害成灾模式

4.1滑坡成灾模式

堆积层滑坡多发育于降雨时期，土体含水量增加或饱和后易产生破坏，滑体变形较强烈，变形过程一般经历蠕动变形—加速变形—滑动破坏—稳定休止四个阶段，破坏模式主要包括蠕滑-推移式破坏和牵引-拉裂式破坏，滑动速度根据坡度的不同而不同，破坏运动形式以平推位移为主，主要通过推挤等作用对威胁对象产生破坏效应，形成人员和财产损失，造成灾害。

4.2崩塌成灾模式

崩塌大多发生突然，难以及时预见，具有很强的突发性，规律性不显著，灾前特征不明显，高崖陡坡处皆可发生，难以处处设防。由于崩塌多为岩质，岩体脱离母岩后动能和势能均较大，单个的岩体也能造成建（构）筑物的直接损坏，防治难度较大，直接危及群众的安全。区内崩塌主要包括拉裂式、错断式和滑移式。

4.3泥石流成灾模式

泥石流的成灾模式主要有沟床启动型、坡面崩滑转化型及松散坡积物冲切启动型。

a）沟床启动型：沟床松散固体物质在降雨和洪水的侵蚀冲刷或溃决启动产生泥石流。

b）坡面崩滑转化型：坡面崩塌、滑坡产生的松散岩土体在降雨作用下，饱和转化为泥石流。

c）松散坡积物冲切启动型：松散坡积物在降雨和坡面径流的作用下，局部首先启动，并形成冲切沟，进一步带动坡面冲切沟松散固体物质形成一定规模的坡面泥石流。

5.结论

1.宁陕县共有地质灾害调查点208处，类型有滑坡、崩塌、泥石流三种，其中滑坡139处，崩塌30处，泥石流39处。

2.堆积层滑坡变形过程一般经历蠕动变形—加速变形—滑动破坏—稳定休止四个阶段，破坏模式主要包括蠕滑-推移式破坏和牵引-拉裂式破坏三个阶段。

3.崩塌大多发生突然，难以及时预见，其成灾模式包括拉裂式、错断式和滑移式。

4.泥石流的成灾模式主要有沟床启动型、坡面崩滑转化型及松散坡积物冲切启动型。

参考文献

[1]刘朋辉 滑坡滑动机理及风险评价研究[D].北京:北京工业大学，2007

[2]张永双等 秦巴山区宁陕县城坡面型泥石流的形成机理[D].北京:中国地质科学院地质力学研究所，2005

[3]李树德.滑坡型泥石流形成机理[J].北京大学学报(自然科学版)，1998,34(4):519一522