堵河是汉江第一大支流,流域内山高坡陡、河谷纵横、构造断裂发育;地层岩性复杂,岩体节理裂隙发育、松散破碎;水系发育且侧蚀严重,为滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害的发生提供了有利的地质环境条件,是湖北省地质灾害多发的山区之一。进入21世纪之后,随着国家西部大开发战略的实施,山区社会、经济的日益发展,人类对自然的需求不断扩大,人类活动日趋频繁,尤其是各种不合理的生产活动和工程活动对区域地质环境的破坏日益严重,致使流域内地质灾害的暴发频率、规模和危害逐渐増大。地质灾害的频发不仅对当地人民生命财产构成了严重威胁,同时也制约着经济社会的可持续发展。堵河流域的地质灾害主要分布在以片岩、板岩、千枚岩为主的变质岩区域,为了预防和减少地质灾害的发生,降低地质灾害造成的损失,就必须要对变质岩区地质灾害的分布发育规律以及变质岩的工程特性进行研究,揭示变质岩工程特性与地质灾害孕育和发展规律的内在联系,以便提出合理的防治建议。鉴于此,本文在充分收集堵河流域内既有相关资料的基础上,选择典型研究区进行地质环境条件和地质灾害全面调查,揭示区内孕灾环境及地质灾害的时空分布规律,并重点研究变质岩区地质灾害类型、形态规模特征、变形破坏模式、影响因素及其致灾作用。然后通过对从典型地质灾害点采取的多种不同风化程度的变质岩岩样进行现场和室内试验,从岩石微观性质、物理性质、力学性质、水理性质四个方面出发,揭示变质岩工程特性。接着选取两处不同地层岩性、不同破坏模式的典型变质岩滑坡灾害,结合变质岩工程特性研究其成因机理。最后基于以上研究基础,揭示变质岩工程特性与地质灾害之间的成生关系。论文主要取得了以下成果和结论:(1)通过对堵河流域进行地质环境调查,结合区内相关资料,总结了堵河流域的地质环境条件,并通过对研究区地质灾害调查、影响因素及其致灾作用的分析,得出结论:区内地形地貌条件复杂,地质构造活动强烈,地层岩性复杂多变,变质岩岩体风化强烈、软弱破碎等为地质灾害的发育提供了基础条件,且区内降雨期集中、降雨强度大,人类工程经济活动强烈,从而导致地质灾害分布广、数量多、频率高。(2)通过对研究区内地质灾害调查数据统计分析,总结了地质灾害的时空分布规律:地质灾害爆发与雨季尤其是暴雨季同期,空间上主要分布于软弱变质岩分布区,构造断裂、河谷阶地、交通干线两侧。在此基础上,重点研究了变质岩区地质灾害发育特征:滑坡平面形态主要为纵长式的舌形、半圆形,剖面形态为阶梯形和凸形,崩塌平面形态以不规则形为主,坡面形态绝大部分为直线形;滑坡、崩塌的规模都以小型为主,随着规模增大灾害分布数量逐渐减少,并在特定范围内集中分布;变质岩滑坡破坏模式主要表现为顺层滑动破坏和切层滑动破坏两种,崩塌主要表现为滑移式崩塌、坠落式崩塌、倾倒式崩塌以及剥落式崩塌四种。(3)对多种不同岩性的变质岩进行微观性质测试,测得变质岩中含大量云母、绿泥石、伊利石等质软、易风化的片状矿物,多呈层理结构、鳞片变晶结构,片状、板状、千枚状构造以及平行片(板)理的微裂隙发育。变质岩孔隙率较大,平行片(板)理方向的波速远大于垂直片(板)理方向的,且受风化程度影响较大。根据现场针贯入、点荷载试验判断区内强风化变质岩大多属于极软岩~较软岩,且软化性较强。通过室内单轴压缩声发射试验、巴西劈裂试验以及单轴压缩数值试验,测得变质岩抗压强度、抗拉强度、弹性模量、泊松比等力学参数以及变形破坏模式均与变质岩内片(板)理倾角有关,呈现明显的各向异性特征。通过测试变质岩水理性质得到:变质岩片(板)理水解性较强,具有一定的膨胀性,耐崩解能力较差,吸水速度较快、吸水率较大、软化性较强;变质岩所表现出的水理性质主要因为片(板)理发育为水进入岩石内部提供良好的通道,绿泥石、云母、伊利石等粘土矿物质软、易风化且具有一定的吸水性和膨胀性;在自然条件下,变质岩的风化速度较快。(4)通过对典型变质岩滑坡成因机理研究,得出变质岩滑坡顺层滑动破坏的成因机理为:变质岩片(板)理面平直光滑、抗剪强度较低,且易风化、易软化,并具有一定的膨胀性,在坡角大于片(板)理倾角的顺向边坡中,降雨使得坡体自重增加、下滑力增加,而片(板)理面的抗滑力下降,从而发生顺片(板)理面的滑动破坏;切层滑动破坏的成因机理为:变质岩片(板)理易风化开裂,将岩体切割成层状或板状,当边坡为逆向坡时,坡脚遭到侵蚀形成临空面后,岩体在自重或其他外力作用下,被片(板)理面切割后的岩体易自下而上逐层折断,逐渐形成连续的软弱面,在地震或降雨的诱发下,折断后的岩体沿该软弱面滑动破坏。(5)堵河流域变质岩工程特性与地质灾害成生关系可以概括为:1)变质岩特殊的矿物组成、微观结构和构造构成变质岩风化的基础,同时使其具有较强的吸水性、软化性、膨胀性和较差的耐崩解性,从而加快了岩石风化速度;加之该区的构造活动强烈,使得岩体破碎、节理裂隙发育,在冷热交替、干湿循环、冻融循环的自然条件下,该区变质岩风化严重,形成了大量的松散破碎危岩体和松散风化物堆积层边坡,为地质灾害的发生提供了丰富的物质基础;2)堵河流域变质岩存在密集的光滑片(板)理面,摩擦力小、抗滑力低、遇水易软化,因此存在大量的顺片(板)理面滑动破坏的滑坡,并呈现出“大雨大滑,小雨小滑”的特点;3)堵河流域变质岩松散破碎、强度低、易软化是造成区内岩质滑坡、岩质崩塌多发的主要原因;4)变质岩片(板)理面的分布影响地质灾害破坏模式,片(板)理面产状与坡度、坡向以及其它节理裂隙的不同组合关系和特征使得变质岩滑坡和崩塌表现出不同的破坏模式。