人为活动下的滑坡演化过程研究—以兰临高速公路袁家湾滑坡为例.pdf

人为活动下的滑坡演化过程研究— 以兰临高速公路袁 家湾滑坡为例1 张帆宇，刘高，刘从友，梁昌玉 兰州大学土木工程与力学学院，兰州（730000 ） E-mail ：zhangfyu04@ 摘 要：随着人为活动对自然环境改造的加剧，特别是人为活动对特定边坡环境改造具有大 规模、高频繁、短周期、多重复特征，引发了越来越多的滑坡事件，造成的损失和危害也 不断加大。正确认识人为活动对边坡的改造形式，有利于提高人为活动和改造边坡的协调 性，降低边坡的改造成本和边坡失稳后带来的危害。为了正确认识人为活动在滑坡演化过 程中的作用和破坏形式，以典型受人为活动控制和影响的袁家湾滑坡为例，分析了该边坡 在人为改造过程中滑动特征，人为改造形式下的多种滑动方式，以及在人为活动下的改造 边坡不断向自然演化趋势协调过程中的滑坡演化过程。 关键词：人为活动；演化过程；袁家湾滑坡；兰临高速公路 1. 引言 随着人口不断增长、人类活动空间范围的逐渐扩展、以人类为主导的工程活动对自然环境扰 动程度也不断加大[1-5] 。由于人类活动能在短时间内改变地形地貌和地质环境，改变了岩土 体的自然变化过程，导致自然环境超过自身的承载能力，由此诱发了大量的地质灾害[6]，而 [7] 滑坡是由人为活动作用导致的最严重、最普遍、最频繁的灾害形式 。 在过去滑坡演化过程的研究中，无论是根据滑坡运动和演化过程及其多次重复性的地形演变 [8] [9] 模式 ，还是根据岩土体变形破坏的地质力学模式 ，以及依据滑坡的微地貌(主要是滑坡裂 缝)特征的滑动阶段模式[10]，其研究多基于滑坡演化会经历一个长期的、缓慢的、渐进的、 永久性的演化过程为基础和前提的；人为活动也多被看作滑坡演化过程中的一个重要诱因 [6-10,13,14] 。而根据人为活动的自身特征，以及对边坡和边坡地质环境的改造形势，研究人为 活动过程下的短期的、快速的、突发的、重复继承性的滑坡演化过程的典型实例还不多见。 至此，本文以兰临高速公路中在人为活动过程下形成的袁家湾滑坡为例，探讨了自然边坡从 人为开挖引发的局部崩塌开始，伴随开挖进程中的一系列滑动，到开挖完成治理后的大规 模滑动，直至整体稳定后的局部破坏的多种破坏形式，分析了人工边坡在不断改变的地质 环境中的演化过程。研究结果为深入研究人为活动导致的快速滑坡演化模式提供了一个典 型的范例，也为采取措施应对兰临高速公路及其它公路建设中的人为活动滑坡奠定了基础。 2. 滑坡区工程地质环境和人为活动 滑坡区地处青藏高原东北部的祁吕贺山字型构造体系与河西系构造体系两组断裂系的复合 部位，各构造体系的构造形迹明显，褶皱及断裂较发育。新构造活动明显，主要表现为老 构造复活和大面积的上升运动。滑坡区为高烈度区，基本地震烈度为Ⅷ度。 滑坡区出露下白垩统河口群和第四系。河口群(K hk )呈暗红～紫红色，为薄～中厚层砂砾岩 l 1 夹薄层泥岩，局部段为砂砾岩与泥岩互层；岩体以单斜构造形式产出，产状80～102˚∠32～ 42˚，表层风化严重，结构破碎松散，强度较低。因层间错动，层面间普遍夹泥(一般厚3～5 cm)且有擦痕。除层面外，岩体中节理(优势产状为182˚∠68˚)不甚发育。斜坡顶部和表层覆 1 本课题得到西部交通科技建设项目（2002 318 000 36 ）的资助。 - 1 - 盖马兰黄土(Q3eol) ，黄土结构疏松多孔，垂直节理发育，具湿陷性，山顶区厚10～20 m，山 坡区厚3～10 m。 滑坡区的人为活动强烈，为了保证高速公路的通行，人类进行了大规模的人工开挖和削坡活 动，破坏了自然斜坡的原始状态和地质环境，形成了高陡的深路堑地段，在公路西侧形成 了多