在原始地貌中,地面线与水平面呈一定夹角的地貌区,称为斜坡。吴起县地域内的不稳定斜坡均为黄土滑坡。那么,不稳定斜坡的特征是什么呢?一般可分为规模形态特征和趋势发展特征。
吴起县调查区内广泛分布的不稳定斜坡均为黄土斜坡,结构类型均属于近水平层状结构。调查区内共有4处潜在不稳定斜坡,其坡度34°~ 40°,长度50~200m。 宽度90~ 350m,厚度15~ 40m,面积0.41×104~6.3×104m2,体积10.8×104~196×104m3,不稳定斜坡坡形以凸形为主,潜在危害一般不大,诱发因素清楚、宏观前兆相对明显。
1.趋势发展特征
不稳定斜坡只是对斜坡的稳定性做出不稳定的基本判断,对其变形破坏的模式并没有给出确定的结论。由于控制和诱发斜坡变形与破坏的因素很多,而且这些因素具有不确定性,所以,斜坡是否一定就发生破坏及其破坏的方式也是不确定的。结合实际调查情况,不稳定斜坡的发展趋势一般有两种:其一是斜坡变形破坏后失稳,发生崩塌或滑坡;其二是持续变形而较长时间不破坏、维持不稳定状态。
A斜坡失稳演变为崩塌或滑坡
不稳定斜坡中的节理裂隙继续扩展成为裂缝、顺坡走向卸荷裂隙发育、斜坡后缘已产生拉裂缝等,这些结构面继续扩展、连接、贯通破坏斜坡的整体稳定性从而导致斜坡失稳,一般表现为崩塌或滑坡。据调查分析,调查区内的4处不稳定斜坡隐患点中庙沟乡大岔村会庄不稳定斜坡( WQ002)和洛源街道办杏树沟门不稳定斜坡( WQ053)最终可能以滑坡形式失稳破坏;王洼子乡陈岔不稳定斜坡( WQ034)最终可能以崩塌形式失稳破坏。
B持续累计变形维持不稳定状态
斜坡在演变过程中,会出现不同形式、不同规模的变形与破坏,斜坡的稳定和不稳定状态是斜坡动态平衡的阶段性表现,稳定是相对的,不稳定是绝对的, 在诱发因素尚未达到一定程度前,这种临界平衡还可以继续保持较长时间。调查区目前所见的斜坡大多都经历了较长时间的考验,处于动态平衡中,在没有外界因素促使其变形加速破坏时斜坡本身的变形在斜坡体中逐渐累积,斜坡暂时处于相对稳定状态,即此时斜坡处于量变过程,只有发展到质变时斜坡便失稳破坏。 一旦发生在人类活动区域,也就产生了地质灾害,造成人员伤亡或财产损毁。调查区内的4处不稳定斜坡隐患点中吴仓堡乡背台不稳定斜坡( WQ065),由于裂缝发展缓慢,还未形成贯通破坏性结构面,因此处于相对稳定状态,在一定时间内维持不稳定状态。
2.变形破坏模式特征
A黄土斜坡岩土结构类型
黄土斜坡的整个斜坡由中·晚更新世黄土组成,坡高数十米,坡度34°40°。 坡面冲沟、悬沟发育,将坡面切割成数米至数十米宽度不等的坡段。局部坡段落水洞发育,少数已贯通。该类斜坡位置大多处于沟谷的中上游,特别是上游及源头。沟谷切深未达基岩,坡脚继续受到流水的侵蚀切割。由于坡度大,便于开挖窑洞,其下多见有窑洞群分布,多为群众聚居地。
黄土中发育的古土壤对黄土斜坡的稳定性具有较大影响,特别是与坡向较为接近的倾斜古土壤,常常成为黄土中的软弱结构面,对斜坡的稳定性影响较大。
B变形破坏的力学模式
变形破坏的力学模式包括以下两项:
(1)滑移-拉裂模式。滑移-拉裂模式是区内斜坡变形破坏最普遍的模式。黄土斜坡在坡脚遭受破坏时,坡体向临空方向发生剪切蠕滑,斜坡后缘自上而下发生拉裂,破坏模式一般形成黄土滑坡,其力学机制称为牵引式滑坡。天然状态下斜坡的内部应力已达基本平衡状态,坡脚是多种应力集中和整个斜坡最为敏感的部位,坡脚受到破坏,对整个斜坡的稳定性影响很大。沟谷内流水冲刷侧蚀、人类斩坡和筑窑等工程经济活动都会对坡脚产生破坏,引起斜坡产生滑移·拉裂变形,轻则引起崩塌,重则产生滑坡。
(2)弯曲-拉裂模式。黄土特性之一就是垂直节理发育,特别是在高陡斜坡的边缘,临空面大,局部土体极易沿垂直节理呈柱状或墙状与斜坡分离。在风化作用下,发生弯曲一拉裂变形,节理面日益加深扩大,分离的土体与斜坡的联系越来越弱,当重心偏离到一定程度时,最终导致斜坡破坏,形成倾倒式崩塌。当分离土体与斜坡的联结不足以支撑其质量时,沿垂向错断崩落就形成错断式崩塌;沿斜面滑下就形成滑移式崩塌,当然,其变形破坏模式也发生了转化或复合。
出现以下情况时导致滑坡或崩塌:
1)降雨在地表汇集,沿落水洞、宽大节理裂隙贯入,在红黏土或古土壤层上形成局部地下水,降低了弱透水层之上黄土的强度。在重力作用下,斜坡体沿下部层面向坡前临空方向产生缓慢的蠕滑变形滑移,沿平缓层面形成滑移面,沿上部黄土垂直裂隙形成拉裂面,形成黄土滑坡或崩塌。
2)水库近区的黄土斜坡,由于水库长期渗漏,导致红黏土或基岩面之上黄土含水量增高甚至饱和,形成黄土滑坡或崩塌。这两种情况下斜坡内部软弱结构面处自下而上发展,形成滑移-拉裂变形破坏模式,一般形成黄土滑坡,其力学机制称为推移式滑坡。
调查区内的4处不稳定斜坡隐患点中庙沟乡大岔村会庄不稳定斜坡( WQ002)属于此模式,斜坡后缘自上而下发生拉裂形成黄土滑坡,其力学机制为牵引式滑坡;洛源街道办杏树沟门不稳定斜坡( WQ053),在重力作用下,坡体沿下部层面向坡前临空方向产生缓慢的蠕滑变形滑移,沿平缓层面形成滑移面,沿上部黄土垂直裂隙形成拉裂面,发育有落水洞、宽大节理裂隙,在降雨等因素下,雨水下渗降低了黄土强度、增加了黄土质量,斜坡内部软弱结构面处自下而上发展形成黄土滑坡,其力学机制为推移式滑坡。
调查区内的4处不稳定斜坡隐患点中王洼子乡陈岔不稳定斜坡( WQ034)和吴仓堡乡背台不稳定斜坡( WQ065),原生黄土节理发育,在风化等因素下加速变形,节理面日益加深扩大,分离的土体与斜坡的联系越来越弱,最终趋势将形成倾倒式(错断式)崩塌。