广东龙川县“6.12”群发型浅层滑坡发育特征及成因机理研究

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广东龙川县“6.12”群发浅层滑坡使米贝村范围内多处房屋和工程设施遭到损毁,受威胁人数高达1571人,潜在经济损失约9000万元,对滑坡发育特征、分布规律及成因机理的研究对当地工程建设、地区灾害防治具有重要意义。通过野外调查,结合前期研究数据及统计分析,查明滑坡类型及发育分布规律,并据此通过矿物成分分析、不同条件下的渗透试验、携剪试验、钻孔剪切试验、室内直剪试验对致灾岩土层进行物理力学特性研究,总结滑坡形成条件及破坏模式,结合有限元数值模拟软件,分析不同破坏模式下的成因机理,最终得出以下结论:(1)区内滑坡灾害均属小型浅层滑坡,灾害平面形态以长条形、圆弧形居多;剖面形态以平直形、凸形居多;考虑滑面位置,结合微地貌形态,将区内滑坡分为:残积层内滑动型、残积~全风化界面滑动型、全~强风化界面滑动型。(2)残积层内滑动型呈圆弧形滑面,滑体就近流态化堆积于坡脚;残积~全风化界面滑动型因牵引变形多产生平行于后缘边界及向两侧延伸的拉张裂缝,破坏后裸露滑床接受降雨淋滤形成冲刷沟槽;全~强风化界面滑动型沿强风化界面发生平直形滑动,滑体具有强侵蚀刮铲能力,堆积运动距离较远。(3)灾害集中分布于低山地貌单元,以沟道为单位条带状分布,沿山脊线形成“环形破坏”,灾害分布最优高程为300~450m,最优坡度范围为35°~55°,具有沿线分布特征;时间分布上与降雨基本保持同步,存在一定的降雨滞后效应。(4)区内斜坡体的垂向渗透具有沿大孔隙的优先流特征,即沿着生物活动性、土体结构性通道产生优势渗流。残积层渗透变形由初期对裂隙的加宽加深,到“产砂冒泡”的渗透潜蚀,发展到最后沿裂隙的滑塌破坏。(5)区内残积层天然强度C:75.4~80.3k Pa、φ:26.8~28.1°,全风化层天然强度C:45.5~66.9k Pa、φ:24.7~29.3°,随含水率的增加残积、全风化层C、φ分别呈现出二次函数及指数函数的衰减变化趋势。(6)灾害形成内部条件为地形地貌、斜坡结构、岩土体性质、水文地质条件,外部因素为降雨、植被和不良工程地质活动;结合上述条件、灾害类型、微地貌及滑坡变形破坏特征、运动方式,将区内滑坡模式总结归纳为:圆弧型滑动、平面渐进型滑动、平面整体型滑动。(7)圆弧型滑动斜坡体在降雨作用下引起坡体浅层范围内土体的快速饱和,动水作用下的浅表饱和区渗透潜蚀破坏形成潜在滑面处粘土矿物的富集,因其亲水性和润滑作用及前期对土体结构的损伤破坏,使此处土体软化、强度劣化衰减降低,从而使坡体局部稳定性较低,最终发展为圆弧形滑动破坏。(8)平面渐进型滑动斜坡坡脚临空面为斜坡的滑移变形和渗透提供了较好的条件,在应力重分布和坡脚高孔隙水压力下加剧斜坡前部变形,坡体的优先流效应造成潜在滑移面的软化与土体强度损伤衰减劣化,在前部临空牵引、后部变形挤压的共同作用下形成初期失稳破坏,加剧坡体的牵引拉裂变形,随后在新的临空条件下持续形成牵引式的逐级渐进破坏。(9)平面整体型滑动斜坡因孔隙水压力的激增及快速消散,对岩土体造成不可恢复的损伤破坏,因全~强风化层物理性质的差异性,在其界面处形成相对隔水带,造成孔隙水压力的激增和较强的动水压力,在前缘坡脚流水软化侵蚀的作用下,高孔隙水压力驱使坡体发生整体的蠕滑变形,上覆岩土体强度劣化衰减,坡体自重增加,在后缘滑体推移挤压和前缘动水软化牵引作用下沿风化界面发生整体的滑移失稳破坏。
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